Дипломдық жұмыс: Сүтқышқыл бактериялары

МАЗМҰНЫ

	КІРІСПЕ	3
1	ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ	4
1.1.	Сүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы. Қолданылуы.	4
1.2.	Сүтқышқыл бактерияларының биотехнологиядағы маңызды қасиеттері	10
1.3.	Сүтқышқыл бактерияларының өндірістік құнды штамдарын сақтау әдістері	21
2 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6	МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ Зерттеу объектілері Зерттеу әдістері Ұзақ уақыт сақтаудан кейінгі сүтқышқыл бактерияларының тіршілік ету қабілетін анықтау Сүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық қасиеттерін анықтау әдістері Сүтқышқыл бактериялардың физиология — биохимиялық қасиеттерін анықтау әдістері Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен антибиотиктерге сезімталдылық қасиеттерін анықтау әдістері Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу әдісі. Алынған мәліметтерді статистикалық өндеу	24 24 25 26 28 29 30 31 32
3	ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ОЛАРДЫ ТАЛДАУ	33
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5	Ұзақ уақыт сақталған сүтқышқыл бактериялардың тіршілікке қабілеттілігі Cүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық қасиеттері Cүтқышқыл бактериялардың физиология – биохимиялық қасиеттері Cүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен антибиотиктерге сезімталдығы Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу	33 35 38 41 44
	ҚОРЫТЫНДЫ	47
	ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИТТЕР ТІЗІМІ	48

КІРІСПЕ

Сүтқышқыл бактериялары биосфераның маңызды компоненті болып табылады. Биоалуантүрлілікті сақтау әдісі ретінде микроорганизм коллекциясын жасау және сақтау актуальді экологиялық проблема болып саналады. Қазіргі таңда микроорганизмдерді тіршілікке қабілетті жағдайда сақтау көбінесе микробиологиялық лабораториялар мен биотехнологиялық өндірісте өндірістік және зерттеу мақсатында пайдаланылады. Микроорганизм консервациясының басты міндеті – жоғары тіршілікке қабілеттілігін ұзақ уақыт сақтау мен мутациялық өзгерістерді ескерту, яғни табиғи қалпына жақын максималды жағдайды ұстап тұру [1].

Cүтқышқыл бактерияларын әртүрлі әдістермен ұзақ уақыт сақтауға болады. Солардың ішінде ең қолайлысы және тиімдісі лиофилизация болып табылады. Лиофилизация дегеніміз вакуумда мұздатылған бактерия суспензиясынан суды жою, яғни мұнда су сұйық фазадан өте отырып буланады. Бұл әдіс микроорганизмдерді ұзақ уақыт сақтауда ең тиімді, әрі эффективті болып табылады. Осы әдісті пайдалану барысында көптеген әртүрлі бактерия топтары мен бактериофагтарды тіршілікке қабілетті күйінде 30 және одан да көп жыл сақтауға болады.

Жылы жерде сақтаған сүттің ашитынын және ашыған жағдайда дәмді болып, ағзада тез қорытылатынын адамзат баласы өте ерте кезден — ақ байқаған. Сондықтан да ашыған қышқыл сүт өнімдері байырғы сүт тағамдарына жатады. Л.Пастердің ашу және шараптың зиянкестері туралы әңгімесінен кейін ғана ашыған сүтті ғылыми деңгейде зерттей бастады.

Сүт қышқылы бактерияларын биотехнологиялық процестер арқылы тағам өнімдерін алуда, мал азығын сүрлем дайындауда және олардан органикалық қышқылдар алуда кеңінен қолданғандықтан, оларға деген ғылыми қызығушылық қазіргі таңда дамып келеді [2].

Сүт қышқыл бактериялар адам мен жануарлардың асқазан ішек жолының қалыпты микрофлорасын құрайды. Сүтқышқыл бактериялары үшін элективті орта сүт және сүт өнімдері болып табылады. Олардың табиғатта таралуын қор заттары мен энергия қабылдау қабілетімен анықтайды. Күнделікті жағдайда олар сүтте, сүт өнімдерінде және оларды өндіретін орындарда, өсімдіктерде және кең таралған өсімдік қалдықтарында, адам мен жануарлардың ішектері мен шырышты қабаттарында кездеседі.

Көптеген ғалымдардың пікірінше, бүгінгі күнде әлемде медицина және тағам өнеркәсібі экономиканың тез дамып келе жатқан саласына жатады. Әрине бұл дамудың векторы ұлттық ерекшеліктер мен қаржылық мүмкіншіліктерге байланысты өзгеруі мүмкін, алайда дәл осы салада жаңа өнімдердің түрлері, сонымен бірге жаңа технологиялардың жаңалықтары ашылуда. Осындай алдыңғы қатарлы салалардың біріне тағам және медицина биотехнологиясын жатқызуға болады [3].

1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

Cүтқышқыл бактерияларына жалпы сипаттама. Табиғатта таралуы. Қолданылуы.

Сүтқышқыл бактериялары табиғатта кең таралған. Олар өсімдіктердің эпифитті микрофлорасының құрамына кіріп, өсімдіктердің тамыры мен топырақта, адам мен жануарлардың ішектері мен шырышты қабаттарында кездеседі. Өсімдік мүшелерінің беттерінде тіршілік ететін сүтқышқыл бактериялары көп емес. Олардың түрлері жыл мезгіліне байланысты өзгеріп отырады, жазғы айларда кокка тәрізділер басым болса, ал күзде таяқша тәрізділер жиі ұшырасады. Эпифитті микрофлорадағы сүтқышқыл бактерияларының құрамы өсімдіктердің түріне де байланысты болады. Жабайы өсетін өсімдіктерге қарағанда мәдени өсімдіктерде сүтқышқыл бактериялары көп таралған. Сүтқышқылы бактерияларын топырақтың әртүрлі типтерінен де табуға болады. Олардың көп мөлшері қара топырақты жерлерде кездеседі, шабындық және шабындық — бетпақ жерлерде аз, ал шөл далада өте аз мөлшерде болады [4].

Сүт қышқыл бактериялар құстардың, жылы қанды жануарлардың, әсіресе, сүтқоректілердің ас қорыту мүшелерінде кездеседі. Оларды адамдардың да ас қорыту жүйесінің бөлімінен табуға болады. Бала өмірінің алғашқы айларында Streptococcus lactis, Streptococcus faecium–нің кездесуі басым болатын болса, төртінші айдан бастап алғашқы екі түрі ығыстырылады да орнына неғұрлым көп мөлшерде лактобациллдер ( L. planetarium, L. aсіdophilus, L. fermenti, L. casei) дами бастайды. Нәрестелік шақта ас қорыту жүйесінен бифидобактерияларды табуға болады. Ересектердің ауыз қуысының микрофлорасын қарау арқылы сүтқышқыл бактериядарын анықтауға болады [5, 6].

Сүтқышқыл бактерияларын бір кең топқа біріктірудің өзі ашу барысында басты өнім ретінде сүт қышқылын түзетіндігіне негізделген. Сүт қышқылы бактериялары көмірсуларды негізгі өнім ретінде сүт қышқылына дейін ашытатын, қозғалмайтын, спора түзбейтін, грам оң, пигмент түзбейтін нитратты нитритке дейін тотықсыздандырмайтын микроаэрофильді микроорганизмдер тобы. Бұл бактериялар тобы адамзат баласына ертеден белгілі болған. Содан бері оларды үй жағдайында және тағам өнеркәсіптерінде тағам мен сусындарды ұзақ уақыт сақтау, өңдеу үшін пайдаланып келеді. Микробиология ғылымының дамуына байланысты сүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және физиологиялық, дақылдық қасиеттері мен оларды қолдану сферасы жөнінде білімдер жан – жақты дамыды [7]. Лактобациллалар сүт, дән және ет өнімдерінде, ағын суда, сырада, шарапта, жемістер мен шырындарда, маринадтарда кездеседі. Олар адамдар мен көбінесе жылы қанды жануарлардың ауыз қуысында, ішек жолдарында және қынаптың қалыпты микрофлорасының өкілі болып табылады, әдетте патологиялық процестер тудырмайды. Лактобактериялар медицина мен ветеринарияда емдік препараттар мен биологиялық белсенді қоспалар ретінде пайдаланылатын заттардың құрамында болады. Қазіргі таңда лактобактериялардың мынадай биологиялық қасиеттеріне көп назар аударылуда: адгезивті, антагонистік, иммуномодульдеуші, ісікке қарсы қасиеттері және тағы басқалар.

Сүтқышқыл бактериялары сүт өндіру технологиясында маңызды орын алады. Олар сүт қантын сүт қышқылына дейін ашыта отырып, рН – тың төмендеуіне, казеиннің ұюына және қышқылға сезімтал микробтардың тіршілікке қабілеттілігін басуға алып келеді [8].

Сүт қышқылды бактериялары клетка формасы бойынша таяқшалар және коккалар. Әрбір жеке клеткалардың мөлшері әрқайсысында әртүрлі. Lactobacillaceae тұқымдасының Lactobacillus туысы мөлшері 1,0-10×0,5-1,2 мкм таяқша тәрізді бактериялардан тұрады. Түрлерінің көпшілігі қозғалмайды. Ауада өсіп-көбейе алады, алайда кейбіреулері қатаң анаэробты болып келеді; аэробты жағдайда қоректік орта құрамына тиогликолят және цистеин қосқанда олар өте жақсы өседі. Көмірсуларды ыдыратады, глюкозаны ашытқанда рH=1 немесе одан да төмен болады. Нитратты тотықтырмайды, казеинді ыдыратпайды, индол және H2S түзбейді. Бактериялардың қоректік орта құрамына талабы жоғары және оған қоса амин қышқылы, витамин, май қышқылы, көмірсу және нуклин қышқылын қажетсінеді. Қанды агарда сұрғылт түсті S- колониялар түзеді. Оптимум өсу температурасы 30-40ºC; рН оптимумы 5,5-5,8. Түрлері биохимиялық қасиеттері мен әртүрлі температурада өсу қабілеттілігіне байланысты анықталады. Lactobacillus туысының өкілдері пішіні бойынша қысқа кокка тәрізділерден ұзын жіпше тәрізділерге дейінгі таяқша тәрізді сүт қышқылды бактериялар. Лактобациллалар сүт қышқылды өнімдерді, қатты сырларды дайындауда маңызды орын алады [8]. Солардың бірі L. plantarium ұштары дөңгеленген, тік таяқша тәрізді бактериялар. Ұзындықтары әртүрлі – 0,7-1,1- ден 3,0-8,0 мк- ге дейін, жеке немесе тізбектеліп орналасқан клеткалар (Pederson, 1936).

Сүтте кең таралған бұл туыстың бір түрі Lactobacillus casei қысқа немесе салыстырмалы ұзын, жіңішке таяқша пішінді клеткалар. Кейде аздап иілген, қос-қостан жұптасып немесе тізбектеліп орналасқан.

Lactobacillus bulgaricus ұзын таяқшалар, гомоферментативті, Str. thermophillus – пен бірігіп йогурт дайындауға қолданылады, сонымен қатар оны қатты сырларды дайындауға пайдаланады. Оптимальды өсу температурасы 40-45°C [9].

Lactobacillus lactis ұзын жіпшелер түзеді, адам мен жылықанды жануарлардың қалыпты микрофлорасын құрайды. Оптимальды даму температурасы 40°C.

Температура әсеріне байланысты сүтқышқыл бактериялары мезофильді және термофильді болып бөлінеді. Мезофильдер үшін қолайлы температура 20-30°C, ал термофильдер үшін 30-40°C.

Сүт және сүт өнімдерінде L. delbrucki, L. lactis, L. асіdophilus кездеседі. Ағзадағы физиологиялық процестерге лактобациллалардың қатысуы біріншіден, қанттарды сіңіру кезінде күшті антисептика – сүт қышқылының түзілуімен байланысты. Қышқылды ортада кальцийдің, темірдің, Д витаминінің майлардың сіңірілуіне және сүттің негізгі ақуызы — казеиннің сіңуіне көмектеседі, нәтижесінде, патогенді микрофлораның көбеюіне әсер етеді. Лактобациллалардың тіршілік етуі органикалық қышқылдардың түзілуі мен басқа белсенді метаболиттерге және микрорганизмдердің биотопқа колонизациясының жүруімен байланысты [8].

Сүт қышқылын түзуі. Барлық сүт қышқылы бактерияларын көмірсулар ферментациясы кезінде сүт қышқылын түзу мөлшеріне байланысты былай деп бөледі: қатаң гомоферментативті (лактат 85% ), қатаң гетероферментативті (лактат 50%) және факультативті-гетероферментативті (65-70%) лактобациллалар.

Газ түзуі. Лактобациллаларды сонымен қатар кейбір фенотиптік белгілеріне қарап жіктеуге болады. Мысалы, глюкоза ферментациясы кезінде газ түзу қабілетіне байланысты оларды газ түзетіндер және газ түзбейтіндер деп бөледі: Газ түзбейтін бактериялар қатты қоректік ортада тегіс және өрнекті колониялар түзеді; Газ түзетін бактериялар жұмсақ, мамықтай (вязкие) ақшыл колониялар түзеді.

Streptococcus туысының бактериялары – гомоферментативті, яғни олар қанттың 90 % — дан көбін сүт қышқылына дейін ашытады, тек аз ғана мөлшерде сірке қышқылы мен спирт түзіледі. Пішіндері жағынан дөңгелек немесе аздап сопақша тәрізді, диаметрі 0,5-0,6-дан 1 мк-ге дейін жетеді, жеке-жеке, жұптасып немесе әртүрлі ұзындықта тізбектеліп орналасқан клеткалар. Бұл туысқа Streptococcus lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis, Str. thermophillus жатады.

Алайда, Орла – Иенсеннің (Orla-Jenson, 1942) көрсеткен мәліметтері бойынша, бұл туысқа жататын Streptococcus lactis клетка пішінінің ұзындығы енінен ұзын болғандықтан, формасы бойынша таяқша тәрізділер қатарына жатқызылған. Бұлардың клеткалары тізбекше болып орналасқан. Оптимальді өсу температурасы шамамен — 30°C. 25°C-та ұшқыш қышқылдарды көптеп түзеді. Мұны да қышқыл сүт тағамдарын дайындау үшін қолданады [8, 10, 11].

Streptococcus lactis таза культурадан бөлініп алынған ең алғашқы микроорганизм (Листер 1873 жылы бөліп алған). Бұлар өсімдіктерде кездеседі. Шаңмен және өсімдік бөлшектерімен сауу қондырғыларына, сонан соң сүтке түседі. 25°C температурада сүт қышқылын ашыту барысында рН көрсеткішін шамамен 4,5-ке дейін төмендетеді және казеиннің түсуі нәтижесінде сүт ұйиды.

Streptococcus cremoris (сливочный стрептококк). Streptococcus lactis-тен морфологиялық жағынан ұзын тізбек түзетіндігімен ерекшеленеді. Оптимальді өсу температурасы 20-25°C. 10-18°C-де шырыш түзуге қабілетті. Солтүстік елдерде бұл стрептококк түрі ерекше тұрақты сүт қышқылды өнімдерді дайындау үшін пайдаланылады. Сүт қышқылды бактерияларының ұйытқысында Streptococcus cremoris пен Streptococcus lactis өнім консистенциясын қоюландыра түседі.

Streptococcus diacetilactis сүтте тек сүт қышқылын ғана емес, ацетоин және диацетил секілді маңызды ароматты майлар, СО₂ түзеді. Лимон қышқылын ашыта алады. Оптимальді өсу температурасы – 25-30°С. Оны май дайындауға арналған ұйытқыға қолданады.

Streptococcus thermophilus жоғары температурада тіршілік етуге бейімделген. Қысқа уақыт пастеризацияға тұрақты, алайда жоғары температуралы пастеризацияда тірішілігін жояды. Клеткалары тізбектеліп орналасқан. Сахарозаны жақсы ашытады. Болгар таяқшасымен бірге айран ұйытуда қолданылады. Сыр дайындауда да маңызы зор. Пенициллин мен кейбір антибиотиктерге өте сезімтал, сондықтан да сүттегі антибиотиктерді биологиялық анықтауда тест – микроб ретінде қолданылады.[8, 9, 12].

Leuconostoc туысының бактериялары — жасушалары жұмыртқа тәрізді немесе дөңгелек, жекелеп, қосарланып немесе қысқа тізбекті болып орналасады, диаметрі 0,5-тен 0,8мкм-ға дейін, грам оң боялады. Хемоорганотрофты, өсуі үшін никотин қышқылы мен биотинді қажетсінеді. Сүт қышқылын этанолды және көмірқышқыл газын түзе отырып, глюкозаны ашытады. Штамдардың кейбіреулері сүтті ашытып, біртіндеп ұйытады. Оптимальды өсу температурасы 20-30⁰С аралығында болады.

Leuconostoc туысы екі топқа бөлінеді. Бірінші топтың өкілдері ферменттелген көкөніс, сүт және сүтті тағамдарда қанттың шырышты ерітіндісінен табылып бөлініп алынған. Екінші топқа бір-ақ түр Lеuconostoc oenos жатады. Ол рН 4,8 — 4,2 және оннан төмен қышқыл қоректік ортада өседі және сүтті томат сөлі бар ортаны қажетсінеді. Leuconostoc туысында 4 түрі бар: Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc paramesenteroides, Leuconostoc laktis, Leuconostoc oenos. Бұл бактерия өкілдері өсімдіктерде кездеседі және морфологиялық жағынан стрептококтарға ұқсайды. Олар қантты гетероферментативті жолмен ашытады, яғни сүт қышқылының аз ғана мөлшерімен қоса сірке қышқылын және ароматты заттарды (ацетоин және диацетил) түзеді. Жалпы бұл туыс өкілдері өнімге ароматты иіс беру үшін қолданылады [12].

Pediococcus туысы — Pediococcus туысы Streptococcaceae тұқымдасына жатады. Олар морфологиясы жағынан микрококкаларға ұқсайды, кейбір штамдардың NaCl-ға төзімділігі мен каталаза активтілігі әлсіз болады. Дегенмен, микрококктар педиококктарға қарағанда қант болмаған жағдайда да жақсы өсіп, пигмент түзеді. Педиококктардың жасушалары қозғалмайды, спора түзбейді. Клеткалары бір –бірден, қосарланып немесе шоғырланып орналасады. Грам бойынша оң боялады. Колониялары тегіс, дөңгелек, көлемі 1,0-2,5 мм аралығында. 30°С-та өседі, оптимум температура 25-40°C. Гомоферментативті процесте сүт қышқылымен бірге диацетил және басқа да өнімдер түзіледі. Күрделі қоректік заттарды: амин қышқылдарын, никотин қышқылын, биотин, кейбір фиолий қышқылын керек етеді. Глюкозадан, фруктоза мен маннозадан қышқыл түзеді, бірақ газ түзбейді. Көптеген штамдар крахмалды ферменттемейді. Оттегіге деген қатысына байланысты микроаэрофилдер немесе анаэробтар, кейде көмір қышқыл газын талап етеді. Каталаза түзбейді, нитратты нитритке тотықсыздандырмайды, желатинді сұйылтпайды. Сүт қышқылын түзетін түрлері белгілі, олардың D-, L- пішінінің қатынасы культивирлеу жағдайына байланысты. Температураға, рН орта мен NaCl-ға төзімділігіне байланысты түрлерге жіктеледі. Педиококктар тұздалған көкөністерде, сүрлеуде, ірімшік, сүт, сыра, ет тағамдарында, жануарлардың ас қорыту жүйесінде кездеседі[12,13].

Cүт қышқылы бактерияларының қолданылуы. Сүт қышқылы бактерияларының табиғатта, соның ішінде адам өмірінде алатын орны ерекше. Қазіргі кезде оларды көптеген практикада қолданады. Жалпы сүт қышқылы бактериялары тиімді болғандықтан, оларды жан – жақты зерттеу микробиология және биотехнологияның маңызды мәселелерінің бірі.

Тағам даярлау мәселесіне көңіл аударсақ, микроорганизмдердің көпшілігі өте ертеден бастап ашу үрдісінде маңызды рөл атқарып келе жатыр. Олардың көмегімен жүретін көптеген процестер – нан, шарап, сыра, мал азықтық сүрлем дайындауда, әртүрлі көкөністерді тұздап ашыту және басқа да сүт тағамдарының көптеген түрлерін даярлауда белсене қатысатыны баршаға аян. Осыған қарамастан микробиология саласындағы атқарылған көптеген зерттеулер микробтар қатысатын үрдістерді реттей отырып, сапалы өнімдер алуда көптеген жаңалықтар енгізді. Микроорганизмдер қатысатын тағам өнімдерінің сапасы, олардың осы тағамдарға тән қасиеті бар топтарының белсенді әрекетіне байланысты. Сондықтан олардың ең белсенді түрлерін сұрыптап алып қолдану, сапалы өнімнің кепілі болмақ.

Әрбір микроорганизмдердің қасиетіне байланысты арнайы салаларда қолдануға болады. Сүт қышқыл бактерияларының антагонистік қасиеттері нан өнеркәсібінде, мал азықтық сүрлем дайындау, көкөністерді тұздап ашытуда ескерілсе, сүт және сүт өнімдерін ашытуда протеолитикалық белсенділігіне, ұю уақытына қарай іріктеледі. Екінші реттік шикізатты өндірісте қолдануда да сүт қышқыл бактериялары жетекші рөл атқарады. Мысалы: көк сүтті, майсызданған сүтті, кеуекті сүт қышқыл бактерияларын ашытып дәмді сусындар, тағамдар алады. Соңғы уақытта өндірісте, тамақ өнеркәсібінде, медицинада, ветернарияда тірі микроорганизм – симбионт клеткаларынан тұратын препарат пробиотиктер кең қолданыс табуда. Пробиотиктер тағам өндірісінде, медицинада қолданыла отырып, дисбактериоз және ішек ауруларын емдеу, ауылшаруашылық малы мен құстың өсіп – жетілуі үшін стимулятор ретінде қолданылады.

Сүт өнімдерін қолдануда ұзақ жылдық тарихы бар біздің елде пробиотикалық тағамдарды пайдалануда өзінің артықшылығы бар, себебі, оларды сүт өнімдерінің туысы деп айтуға болады. Осыған байланысты пробиотиктердің тарихы орыс ғалымы И.И. Мечниковтың ерте қартаюдың себебі асқазан — ішек жолының микрофлорасының өзгеруінен болатынын және оның құамында тірі дақыл Lactobacillus bulgaricus бар болгариялық қатықтың көмегімен қарсы тұруға болатыны туралы гипотезаны ойлап шығарудан басталған. Пробиотикалық тағамдар – пробиотикалық бактериялардың организмде азаюы, әр түрлі ауруларға әкеледі. Ал пробиотикалық сусындар осылардың алдын алады. Адам организміне жақсы әсер ететін жаңадан сүт қышқылды өнімдер шығарылуда. Осының нәтижесінде тағам өндірісінде жаңа түсінік «тамақтанудың функционалдық өнімдері « пайда болды [10].

Микроорганизмдерді пробиотиктерге жатқызу үшін бірқатар талаптарға сай болу керек. Дәлірек айтсақ, пробиотикалық бактериялар ішекте колония құру және тіршілік етуге қабілетті болуы қажет, асқорыту ферменттерінің жұмысына тұрақты болу керек. Осы талаптарға сай пробиотикалық микроорганизмдерге лактобактериялардың: L. plantarium, L. acidophilus, L. bulgaricus жатқызуға болады. Пробиотикалық тағамдарға: «Биокефир», «Агуша», «Actimel», «Lacta+лактулоза» — ны жатқызуға болады [17, 18].

Cүт қышқыл бактериялары кейбір антибиотиктер және химиотерапевтік заттардың әсерлеріне ұқсас, адам, жануар денсаулығына, өндіріске кажетсіз микрофлораға антоганистік қасиет көрсетіп, мал, өсімдік өнімдеріне, қоршаған ортаға зақым келтірмейтін, экологиялық таза өнім болып саналады. Әртүрлі патогенді микроорганизмдер тудыратын ауруларды емдеуде антибиотиктер кеңінен қолданылады. Нәтижесінде асқазан – ішек жолының қалыпты микрофлорасы сандық және сапалық жағынан өзгеріске, яғни дисбактериозға ұшырайды. Сондықтан да антибиотиктермен бірге таза микроорганизммен ашытылған сүт қышқылды тағамдарды қолдану (әсіресе, ұлттық сусын шұбатты) асқазан – ішек микрофлорасын қалпына келтіреді. Сонымен бірге антибиотикке резистентті штамдарды қолдану тиімді екені белгілі. Осыған орай ұлттық сусын шұбатты үй және өндірістік жағдайда таза микроорганизм штамдарымен ашытудың, дәмді сусын дайындаудың адам асқазан – ішек микрофлорасына қалыпты жағдай жасауда, емдік қасиетін арттыруда тигізетін әсері орасан зор. Ал, нан, картоп ауруынан сақтандыру, оны болдырмау мақсатында сүт қышқылы бактериясының B. subtilis, B. mesentericus және басқа да сапрофитті микроорганизмдерге тигізетін антоганистік әсерін зерттеу, өндірісте сапалы өнім алуда негізгі мақсат болып саналады [17, 19].

Өндірісте сүт қышқылын алуда тез өсетін және аз уақыт ішінде көптеген сүт қышқылын туғызатын термофильді таяқшалы штамм түрлері L.bulgaricus, L. delbruеckiі, L. leuchmanii қолданылады. Бактерияларды 50ºС дақылдайды. Егер пентозаны субстрат ретінде пайдаланса, соған сәйкес Lb.pentosus қолданады. Сүт сарысуының ашуы үшін Lb.bulgaricus, Lb.casei қолданылады. Малеинді қышқылдан лактат алу үшін Lb.casei пайдаланылады[20].

Жалпы қорыта айтқанда сүтқышқыл бактерияларының табиғатта алатын орны орасан зор.

2 Сүтқышқылы бактерияларының биотехнологияда маңызды

қасиеттері

Сүтқышқыл бактерияларының өздеріне тән негізгі ерекшелігі -спиртке төзімділігі, кейбір түрлері құрамында 15-18% этил спирті бар ортада өсе береді, сол сияқты спирттің жоғары концентратциясында (24% — ке дейінгі ) да өсетін түрлерінің барлығы анықталған.

Қоректенуіне байланысты сүт қышқылы бактерияларының гетеротрофты түрлері қарапайым синтетикалық ортада өспейді. Энергия көзімен бірге , амин қышқылдарын, витаминдерді, пурин және пиримидинді қажетсінеді. Моно- және дисахаридтер (глюкоза, лактоза, сахароза, мальтоза) негізгі энергия көзі. Өте сирек кездесетін түрлері ғана полисахаридтерді (крахмал және инклин) ашытады.

Ашитын көмірсулар болған жағдайда аминқышқылдарын пайдаланады. Сонымен бірге, урон қышқылдары көмірсулы қоректену көзі болып табылады. Кейбір гомоферментативті сүт қышқылы бактериялар СО₂ — ні құрамында ұстап бекіту қасиеті бар. Мәселен, S. lactis.

Сүт қышқыл бактериялар өзінің өсуі үшін азоттың органикалық түрлерін керек етеді. Оларға амин қышқылдарының қоспасы немесе еттің, казеин, сүт, бұршақтың кеуегі мен ұнның қышқылды және ферментативті гидролизаттары жатады. Әрбір түрлерінің аминқышқылды қажетсінуі әрқалай болады. Кейбіреуі, мысалы L. arabinosus қоректік ортаға 8-10 аминқышқылы қатынасында өсетін болса, келесі біреулері, мысалы L.mesentericus 17-19 аминқышқылын қажетсінеді.

Көпшілік сүт қышқыл бактерияларына аргинин, цистеин, глутамин глутамин қышқылы, лейцин, фенилаланин, триптофан, тиронин, валин қажет.

Сүт қышқылы бактерияларының қалыпты дамуы үшін витаминдер де керек. Лактобацилл мен стрептококтардың көпшілік түрі витамин В₆-ның бос және байланысқан түрлері пиродоксин, пиродоксал, пиродоксамин, пиродоксальфосфат, пиродоксаминфосфаттарды қажетсінеді. Біреулері пиродоксал қатысында жақсы өссе, екінші біреулеріне қосымша пиродоксамин керек. Ал үшіншілері витамин В₆— ның фосфорлы түзілістерін қажет етеді. S. lactis — тің өкілдеріне витамин В₆— ның керегі жоқ. Керісінше, олардың дамуы үшін витаминдер де керек, ал кейбір витаминдер үшін, олардың ерекшеліктеріне байланысты никотин қышқыл және пантотен қышқылының маңызы зор.

Лактобациллдер өсуі үшін пантотен қышқылы мен биотинді талап етеді. Айтылған витаминдер клеткада маңызды қызмет атқарады: рибофлавин — ФМН және ФАД негізін құрушы, тиамин — декарбоксилдеу транскетолаза, никотин қышқылы — КоА негізін құрушы тотығу — тотықсыздану реакциясындағы электрон тасымалдаушы, фолий қышқылы — бір көміртекті қосылыстың метаболизміне қатысады, метил тобын тасымалдаушы, перидоксаль — амин және кетоқышқылдарды тасымалдаушы

Сүт қышқылдарының витаминдерді қажетсінуі қоректік ортада белгілі бір аминқышқылдарының, май қышқылының болмауына байланысты. Мәселен, қоректік ортада дезоксирибозидтер болса, онда сүт қышқылы бактериялары В₁₂-ні керек етпейді. Егер қоректік ортада аминқышқылдары, тимин, пурин негіздері болса, онда L. casei және L. faecalis фолий қышқылын қажетсінбейді [12].

Демек, биотин май қышқылының және аспарагин қышқылының синтезі үшін өте қажет. Қоректік ортада құрамында өсімдік қайнатпасының, ашытқы саңырауқұлақ автолизатының болуы, сүт қышқыл бактерияларының витаминді қажетсінуін қанағаттандырады.

Сүт қышқылы бактерияларының өсуі үшін тағы да басқа органикалық факторлардың, яғни нуклеин, май қышқылының және кейбір аминқышқылдардың туындыларының маңызы зор. Олардың біреуі өсу факторы болса, ал басқа біреуі стимулятор, яғни тездеткіш қызметіне қатысады. Кейбір дақылдар тимидинде өспейді. Белок гидролизаты, лимон, сірке, олеин, линолен, линол қышқылдары сүт қышқылы бактерияларының өсуін тездетеді [8].

Сүт қышқылы бактериялардың дамуына марганец, натрий, калий, фосфор, темір және басқа органикалық емес қосылыстар керек. Бұл қосылыстардың көпшілігі қызамық, капуста сөлінде және басқа да табиғи субстраттарда кездеседі. Әлсіз биосинтетикалық мүмкіншілік ферментативтік активтілікті де анықтайды. Сүт қышқылы бактерияларында каталаза болмайды. Каталаза кейде сүт қышқылы бактерияларын жылытылған қан және гематин қосылған қоректік ортада өсіргеңде байқалады. Пероксидаза өндіруші түрлер өте сирек кездеседі. Сүт қышқылы бактерияларында протеиназалар мен пептидаза да болады және олар коккаларға қарағанда таяқша тәрізділерде мөлшері жоғары болады. Белок гидролизі жасуша ішілік және жасуша сыртындағы протеаза арқылы жүзеге асады. S.lactis — те 2 фермент бар екені анықталды. Біреуі жасуша мембранасымен байланысса, екіншісі цитоплазмада орналасады. Ірімшік өндіруде ұйытқы бактериясын іріктеп аларда әдетте, протеолитикалық активтілікті есепке алады [12].

Қышқыл түзу белсенділігі. Сүт қышқылы бактерияларының негізгі қасиеті ашу процесі барысында негізгі өнім ретінде сүт қышқылын түзе алу қабілеттілігі болып табылады. Сүт қышқылы бактерияларының көмегімен көмірсуларды ашыту барысында сүт қышқылының екі изомері түзіледі: L (+) және D (-). Бұлар бір-бірінен оптикалық айналымы, адам организміне әртүрлі әсер ететіндігімен ерекшеленеді. L(+)-сүт қышқылы организмге физиологиялық жақсы әсер көрсетсе, D (-) — сүт қышқыл ацидоздың дамуын тудырады. Нәрестелердің ферменттік жүйесі D (-) — сүт қышқылының алмасуын қамтамасыз ете алмайды, сондықтан балалар тағамдарына қолданылатын микроорганизмдер L (+) сүт қышқылын түзуге қабілетті болуы керек [8, 10].

Түзілген сүт қышқылының формасы белгілі бір микроорганизм түріне байланысты. Сонымен мезофильді сүт қышқылды стрептококтар, ацидофильді таяқшалар L (+) — сүт қышқылын, термофильді стрептококктар оптикалық табиғи LD-формасын, болгар таяқшасы D (-) — сүт қышқылын түзеді. Сүт қышқылының 2 изомерін түзуі, пирожүзім қышқылын сүт қышқылына дейін тотықтыратын, сондай — ақ сүт қышқылының 2 оптикалық изомерінің арасында изомеризация реакциясын катализдейтін лактатрацемаздардың арнайылылығына тән.

Сүтқышқыл бактерияларының қышқыл түзу белсенділігі сүтте даму барысында сүт қышқылын жинақтау жылдамдығымен және сүтті ұйыту уақытымен бағаланады. Сүт қышқылды стрептококтардың белсенді штаммдары сүтті 5-7 сағатта, термофильді сүт қышқылды таяқшалар 3-4 сағатта ұйытуға қабілетті. Сүт қышқылы бактерияларының жоғары қышқыл түзу белсенділігі сүтте олардың жоғары жылдамдықпен өсуіне тән. Сүт қышқылы бактерияларының кейбір түрлері қышқыл түзу белсенділігі төмен болғандықтан, көбеюі үшін ашытқы автолизаты, жүгері экстракті және тағы да басқа қосымша факторларды қажет етеді [10, 19].

Сүт қышқылды ашу процесі. Сүт қышқыл бактериялары энергияны гексоза, дисахарид және полисахаридтердің ашуы нәтижесінде жинақтайды.

Сүтті ашыту кезінде негізгі өнім ретінде сүт, пропион, лимон, сірке және май қышқылдары түзіледі. Сүт құрамындағы лактоза микроорганизмдер арқылы гидролизденіп глюкоза және галактоза түзіледі. Олар кейін L-, D- немесе LD — қышқылына айналады. Сүт қышқылының концентрациясы жоғарылағанда және рН 4-5 дейін төмендегенде сүзбелік масса түзіліп, сарысу бөлінеді. Сүттің ұюы, сүт қышқылының әсерінен, казеиннен, кальций ионының бөлінуінен болады, ақуыз параказеинге айналып, тұнбаға түседі.

Ашу процесінің сипатына қарай сүт қышқылы бактерияларын мынадай екі топқа бөледі: 1)Гомоферментативті; 2)Гетероферментативті.

Гомоферментативті сүт қышқылды ашу процесі барысында қант тек қана сүт қышқылына дейін ғана ыдырайды:

С₆Н₁₂0₆ → 2СН₃ — СНОН — COOH

глюкоза лактат

Гомоферментативті сүт қышқылды ашуға қатысатын бактериялар: L.delbrueckii, Str. lactis, Str. cremoris, L. helveticus, L. acidophillus, L. plantarium, L. casei [25].

Гомоферментативті сүт қышқылды ашу Эмбден — Мейергоф — Парнас жолымен жүрсе, гетероферментативті ашу пентозафосфатты жолмен жүретіндігі дәлелденген [9].

Сүт қышқылды ашу процесінің нәтижесінде екі молекула АҮФ және екі молекула сүт қышқылы пайда болады. Кейбір гомоферментативті сүтқышқыл бактериялар цитраттан хош иісті заттар диацетил, ацетоин түзеді. Бұл процестің басты ферменті – цитратлиаза [26].

Гетероферментативті сүт қышқылды ашу процесі:

С₆Н₁₂0₆ → СН_З— СНОН — СООН+СНз — СН₂ОН + С0₂

глюкоза лактат этанол

Гетероферментативті сүт қышқылды ашуға қатысатын лактобактериялар: L. brevis, L. fermentum, Str. diacetilactis, Leuc.cremoris. Гетероферментативті сүт қышқылды ашу процесінің нәтижесінде сүт қышқылының бір молекуласы, бір молекула АҮФ, бір молекула этанол және бір молекула С0₂түзіледі [26].

Гомороферментативті сүт қышқылы бактериялары бір ғана сүт қышқылын өндіреді. Бұларда глюкозаның катаболизімі фруктоза бифосфатты жолымен жүреді, ал сутегі пируватқа беріледі. Лактат дегидрогеназаның стереоспецификалығына және лактат рацемазының жекелігіне байланысты қандай өнім түзілетіні белгілі болады. Пируваттың бір бөлігі ғана карбоксильденіп, сірке қышқылына, этанол мен көмірқышқыл газы, сүт қышқылы ацетоинге айналады. Қосымша түзілетін өнімдердің саны оттегіне байланысты. Гетероферментативті сүт қышқылды бактерияларда фруктоза бифосфат жолындағы негізгі фермент — альдолаза мен изомеразаның үш фосфаты жоқ. Лактаттың бастапқы айналымы тек қана пентозафосфаттық жолмен жүреді, яғни, глюкоза 6 — фосфат 6 — фосфоглюканат және рибулоза — 5 — фосфат эпимераза әсерінен ксилулоза 5 — фосфатқа айналады, бұл пентоза фосфокетолоза катализдейтін тиамин пирофосфат тәуелді реакция нәтижесінде, глицеральдегидфосфат және ацетил фосфат ыдырайды. Lactobacillus plantarum глюкозаны гомоферментативті жолмен ашытып, ал пентозаны фосфокеталаза көмегімен ыдыратып, лактат пен ацетатқа айналдырады. Дәл осындай гомоферментативті бактерия Lactobacillus casei глюкозаны гомоферментативті жолмен ацетат пен лактатқа айналдырады. Фосфокетолозаның синтезін рибоза индуцирлейді. Егер рибозасы бар ортада өскен клеткаларды бөліп алсақ, одан кейін олар глюкозаны да гетероферментативті бактериялар сияқты ашытады [12].

Протеолитикалық белсенділік. Сүт қышқылы бактерияларының сүттегі ақуыздарды қарапайым азотты қосылыстар арқылы ыдыратуға қабілетті маңызды қасиеттерінің бірі. Сүт қышқылы бактерияларының барлығы бірдей протеолитикалық белсенділікке ие емес және бір түрге жататын микроорганизмдер ішінен осы белгісі бойынша бір — бірінен ерекшеленетін штаммдар да кездеседі.

Сүт қышқылы бактерияларының протеолитикалық фермент жүйесі және оған әртүрлі факторлардың әсері айтарлықтай жан — жақты зерттелген. Сүттегі ақуыздардың гидролизі сүт қышқылы бактерияларының клетка ішілік, клетка сыртылық протеиназаның көмегімен жүзеге асырылатындығы зерттелген. Клеткасыртылық протеиназа қоректік ортада дақылдың бастапқы өсу фазаларында байқалады. Жалпы протеиназаның белсенділігінің өсуі клетка популяциясының өсуімен параллельді өседі. Клетка қабырғасына жақын орналасқан протеиназалар бактериялардың клетка қабырғасы арқылы клетка ішіне өтетін казеин молекуласын ірі емес пептидтерге ыдыратады. Клетка ішілік протеиназалар пептидтерді аминқышқылына дейін гидролиздейді.

Клетка ішілік пептидазалардың локализациясын зерттей отырып, ғалымдар бұл ферменттер клетка цитоплазмасында орналасатынын анықтады. Кейбір пептидазалар рибосомамен байланысқан [10, 19].

Сүт қышқылы бактерияларының сапалық және сандық құрамына байланысты сүт ақуыздарының ыдырауы барысында әртүрлі аминқышқылдарын белгілі бір қатынаста жинақтауы мүмкін.

Жоғары протеолитикалық белсенділікке ие термофильді бактериялар ретінде L .bulgaricus, L. acidophilis, L. helventicus, L. lactis және тағы басқалар белгілі. Сүт белоктарын гидролиздеуге қабілеттілігі төмен сүт қышқылдарының түрлері Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis.

Төменгі протеолитикалық белсенділікке леуконостоктар,

стрептобактериялардың ішінен таяқшалар ие [10, 12].

Липолитикалық белсенділік. Сүт өнімдерінің дәмі мен иісі көбінесе майдың гидролитикалық ыдырау өнімдерінің жиналуымен анықталады. Бұл процесте маңызды рөлді сүт қышқылы бактериялары алады. Сүт қышқылы бактерия түрлерінің штаммдары субстрат ретінде триглицеридті пайдалана алады. Сүт қышқылы бактерияларының штаммдарының ішінен жоғары липолитикалық белсенділікке ие түрлеріне L. lactis, L. acidophilis және Str. diacetilactis, ал төменгі белсенділікке ие түрлерінен Str. lactis және Str.thermophilus атап айтуға болады. Сүт қышқылы бактериялар субстрат ретінде триглициридты пайдалана отырып, липолитикалық активтілікті есепке алады.

Жоғары липазды белсенділікке ие штаммдар құмырсқа қышқылын түзуге қабілеттілігі төмендегенде С₂-ден С₄-ке дейінгі үшқыш май қышқылдарының жоғарғы мөлшерін түзеді [10].

Антибиотикалық белсенділігі. Антибиотикалық заттар бұл сүт қышқыл бактериялардың үш түрінен — стрептобациллалардан, стрептококк пен лейконостоктан табылды. Алғашқы екі топ микроорагнизмінен табылғаны туралы мағлұмат көп. Дегенмен, антибиотиктер тек бірлі жарым дақылдардан ғана бөлінген.

bulgaricus-те Е. соіі-дің өсуін тежейтін зат бар екені анықталды. Ол заттың массасы < 10³, және диарея ауруынан сақтандыру үшін пайдаланылады. L. bulgaricus-тің 14-ші штаммы «болгар» антибиотигін түзу қасиеті бар продуцент екендігі анықталды. Ол рН-қышқыл жағдайда активтілік көрсетеді, температураға түрақты, стрептококк, стафилококк, псевдомонас, сарциналардың өсуін тежейді. L. bulgariсus-тан бірнеше антибиотикалық заттар лактоцидин, ацидофилин жэне ацедолин алынады. Олар грам оң, грам теріс бактерияларға қарсы тиімді әсер етеді. Көптеген сүт қышқылы бактерияларының антагонисттік қасиеті өздері өндіретін сүт қышқылы немесе сутегінің асқын тотығына байланысты. Мәселен, L. plantarum түзетін зат псевдомонаданың өсуін ингибирлейді. Ол зат жоғары температураға тұрақты және каталазамен инактивтелген.

Сүт қышқылының дақылдық ерітіндісінің динамикасы Н₂0₂-ң ингибирлеуші әсерінің динамикасымен бетпе-бет келеді. Өсудің 4 – 5-ші күні Н₂0₂-нің мөлшері 12 мг/мл-ден көбірек жинақталғанда, яғни антибиотикалық зат Н₂0₂-ге пара-пар болғанда максималды активтілік байқалды [10].

Сүтқышқыл бактериялары іріңді микроорганизмдердің өсуін тежеу қабілеті, яғни антагонистік қасиеті ерте уақыттардан белгілі. Зерттеушілер ұзақ уақытқа дейін мұндай әсердің табиғаты сүт қышқылы бактерияларының көмегімен жинақталатын органикалық қышқылдардың әсерімен жүреді деп түсіндірген болатын. Тек соңғы жылдары ғана сүт қышқылы бактерияларының көпшілігі антибиотикалық заттарды — бактериоциндерді синтездейтіндігі дәлелденген [27].

Str.cremoris синтездейтін антибиотикалық заттарды А.Оксфорд бөліп алып, диплокоцин деп атады. Ағылшын ғалымдары А.Маттик және А. Хирш Str. lactis синтездейтін антибиотикалық заттарды бөліп алды және оны низин деп атады. Низин антибиотигі көптеген грам оң бактериялардың дамуын тежеп отырады. Грам теріс бактерияларға, ашытқыларға және зең саңырауқұлақтарына низин әсер етпейді. Низинге жоғары сезімтал аэробты споралы термофильді бактериялар: Вас. coagulans, Bac. cereus, Bac. stearothermophilus, сондай-ақ сүт қышқылы, пропион қышқылы және май қышқылы бактериялары жатады [12].

Низин төмен молекулалы белок болып табылады. Оның жасушаға тигізетін әсері катионды детергенттерге ұқсас болғандықтан мембрананың өткізгіштігін бұзады. Антибиотик тамақ өнеркәсібінде ет-сүт, балық және көкөніс өнімдерін консервілеу үшін, сонымен бірге ірімшікті әртүрлі микроорагнизм әсерінен бұзылудан сақтау мақсатында кеңінен өндірісте қолданады. Консерві өндірісінде низинді қолдану өнімнің тағамдық қүндылығын сақтауға септігін тигізетін консерві стерилизациясының температурасын төмендетеді.

Сүт қышқылы бактериялары басқа да антибиотиктерді синтездейді. Str.lactis және Str.diacetilactis-тің кейбір штаммдары ішек таяқша тобының және дизентерия бактерияларына антибиотикалық белсенділік көрсетеді [10, 11].

Болгар таяқшасының дақылынан бөлініп алынған антибиотик булгарикан кең антибактериалды спектрге ие. Ол термотұрақты және қышқыл ортада максимум белсенділік көрсетеді.

brevis синтездейтін антибиотикалық зат лактобревин жан-жақты зерттелген. Лактобревин клеткада концентрленеді және эндоантибиотиктер тобына жатады. L. brevis стафилококтарға, ішек таяқшаларына, дизентерия бактерияларына антоганистік әсер көрсетеді. Сондай-ақ мынадай сүт қышқылы бактериялары антибиотикалық қасиетке ие: L. helventicus, L. plantarium, L. casei. L. рlantarium-нің зерттелген штаммдарының көпшілігі май қышқылы бактерияларының дамуын белсенді ингибирлейді.

Сүт қышқылы бактерияларының басқа да штаммдармен қатынасы жан-жақты зерттелуде. Сүт қышқылды өнімдердің емдік құндылығы ұйытқы құрамына сүт қышқылы бактерияларының антибиотикалық активті штаммдарын қосқанда жоғарылайтындығы дәлелденген. Ацидофильді өнімдерді қолдану адамға жақсы әсер ете отырып, зиянды және патогенді микрофлораны басып, асқазан — ішек жолдарының ауруларын емдейді. Жалпы айтқанда, сүт қышқылы бактерияларының антибиотикалық белсенділігі селекциялауда ең маңызды белгілерінің бірі болып табылады.

Лактобактериялар лизоцин, лектролин, низин, лактоцидин, ацидофилин сияқты бактериоцинді қоспаларды синтездейді. Бактериоциндер — кейбір микроорганизмдер өндіретін, жақын туыстық микроорганизмдердің тіршілігін жоятын әсері бар белоктар. Бактериоциндер антибиотиктерге қарағанда тар спектрлі белсенділікке ие болғанымен, оның әсері айқын көрінеді.

Лактобактериялар мына бактериялардың өсуін тежейді: Bacillus subtilus, Candida, E.Coli, L. bulgaricus, L. plantarum және т.б. Тіршілігі барысында лактобактериялар басқа микроорганизмдермен күрделі байланысқа түсіп, шірікті және іріңді шартты патогендердің өсуін тежейді; біріншіден протей және де өткір ішек инфекцияларының қоздырғыштарын. Пробиотикалық бактериялардың антоганистік әсері, органикалық қышқылдарды түзумен, бактериоциндер мен ингибиторлы протеиндер, соның ішінде, термолабильді және термостабильді, жоғары және төмен молекулалы антибактериялық субстанциялар мен антибиотиктерді өндіруімен байланысты. Органикалық қышқылдар қоршаған ортаға экскрециаланатын метаболизмнің соңғы өнімі [28].

Бактериоциндер — жоғары молекулалы антибиотиктер. Мысалы, колицин m=50000-90000Да. Бактериоциндер химиялық табиғатымен микробқа қарсы белсенділік спектрімен ерекшелінеді. Продуцент бойынша аталады: колицин, мегацин, лиоцин. Бактериоциндердің екі түрлі принципиалды типтері бар. Бірі төмен молекулалы салмағымен ерекшелінеді, центрифугалауда тұнбаға түспейді, трипсинге сезімтал термотұрақты және электронды микроскопта көрінбейді. Екіншілері жоғары молекулалы салмаққа ие, центрифугалауда тұнбаға түседі, трипсинге түрақты, термолабильді, электронды микроскопта тек бір өскінді фаг бөлшектері сияқты көрінеді. Бактериоциндер түзетін грам оң бактериялар: Bacillus, Clostridium, Streptococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, Micrococcus, Corinobacterium, Micobacterium, Sarcina, Streptomyces бактериоцин тәрізді қоспа синтездейді. Сүт қышқыл бактериялар кең спектрлі бактериоциндер түзеді: курвацин, диацетин, лактококцин, ацидоцин, лактоцин, плантацин, плантарицин және т.б. [10, 12].

Сүт қышқыл бактериялар түзетін бактериоциндер екі топқа бөлінеді:

I — тар спектрлі антибактериялық әсер көрсетеді. Бұлар: лактоцин В және Ғ-27, амиловарин, педиоцин N 5Р, термофиллин А, курвацин А, амиловарин L 471, энтерококцин.

II -кең спектрлі грам оң микроорганизмдердің көптеген түрлерінің өсуін ингибирлейді, оның ішінде Listeria monocytogenes, Clostridium botilinum, Clostridium sporogenes, Staphylococcus aureus, Pediococcus acidolactici, Bacillus spp, Enterococcus faecalis. Бұл бактериялар тағамдық азықтарды бүлдіреді, оның ішінде патогенді түрлері бар. Екінші топтағы бактериоциндерге жатады: педиоцин А, ацидоцин В, диацетин В1, курвацин FS47, лактицин 3147, плантарицин С, энтрококциндер, саливарцин, низин, саркацин 674, мутацин. Бұл бактериоциндердің көбісінің токсиндік әсері жоқ және иммуногенсіз [28].

Ароматты қосылыстарды түзу. Сүт қышқылы бактерияларының хош иіс түзу қасиетіне деген қызығушылық, оларды май өндіруде қолдануына байланысты болды. Хош иіс түзуі олардың құрамындағы қоспалар — диацетил, альфа дикетон, 2,З-бутандион, май қышқылының эфирі және кейбір альдегид пен кетондарға байланысты. Сүт қышқылы бактериялар негізінен карбонил қосылыстарын, яғни альдегид, диацетил, ацетоиңді синтездейді. Ацетон хош иісті затқа жатпайды, бірақ диацетилге ауыса алады.

Хош иісті заттардың синтезі қоректік орта құрамына және штаммның ерекшеліктеріне байланысты. Қоректік ортаның құрамына глюкоза, лимон қышқылы және оның тұздарын қосу хош иісті заттардың пайда болуына мүмкіндік жасайтындағын өте ерте кездегі зерттеушілер анықтаған. Глюкозасы бар қоректік ортада көмірсудың жалғыз көзі ретінде тек қана сүт қышқылы немесе сүт және сірке қышқылы жинақталса, ал глюкоза мен лимон қышқылы бар ортада ацетоин және диацетил өндіріледі.

Сүт өнімдерінің хош иістерінің негізін құрайтын компоненттердің ішінен атарлықтай жақсы зерттелгені төрткөміртекті қосылыстар (диацетил, ацетон, 2,3-бутандиол) ацетальдегид, ұшқыш май қышқылдары, спирттер, эфирлер және тағы басқалар болып табылады [12].

Төрткөміртекті қосылыстар — Str. diacetilactis, Leuc. cremoris, Leuc. citrovorius секілді хош иіс түзгіш бактерия түрлерінің метаболизмінің маңызды өнімі. Сүт өнімдерінің негізгі хош иіс берушісі диацетил болып табылады. Сүт қышқылы бактерияларымен диацетил және ацетоиннің түзілуі үшін цитрат және лактозаның қатысуы қажет, сүтке цитратты қосқанда диацетил биосинтезі кеңейеді. Диацетилдің сүтте ұйытқы дақылдарымен жинақталуы ортаның рН-на байланысты. Цитратты пайдалану рН 5,5-ке өскенде жүреді. Диацетил және ацетоиннің өндірілуі рН 4,5-4,6 болғанда жоғары деңгейге жетеді және барлық цитрат толығымен таусылғанға дейін жалғасады. Ортада диацетил құрамының өсуі қандай да бір белгілі шекке дейін барады да онан соң концентрациясының төмендеуі жүреді. Бұл микроорганизмдерде диацетилді ацетоинға қайтымсыз тотықсыздануын катализдейтін диацетилредуктаза ферментінің болуына негізделеді. Сондықтан ұйытқы кұрамына кіретін дақылдар төменгі диацетилредуктазалы белсенділікке ие болуы керек. Диацетилредуктазаның әсері температура төмендеген сайын өзгеріп тұрады. Қажетті хош иісті өнімде немесе ұйытқыда сақтап қалу үшін қолайлы төмен температураға дейін тез арада салқындату керек.

Ұйытқылар мен ашытылған кілегейлерде диацетилдің жоғары мөлшерде болуы ерекше хош иісті қышқыл кілегейлі май алуда негізгі шарт болып табылады. Алайда майға тек ашытылған кілегейде жинақталған 5-10% диацетил ғана түседі. Диацетил суда жақсы еритін боландықтан, оның үлкен бөлігі майсуда (пахтада) қалып қалады [10].

Ацетальдегид — әртүрлі бактерия түрлерінің метаболизмінің өнімі –сүт қышқылды өнімдердер йогурт, қышқыл кілегейлі май, сүзбеге тән хош иістің түзілуіне қатысады. Ацетальдегидті өндіруге қабілеттілік көптеген сүт қышқылы бактерияларына тән. Стрептококтар, лактобактериялар, лейконостоктар мен төменгі мөлшерде педиококтар сүтте дамуы барысында ацетальдегид түзеді. L. bulgaricus дақылдар белгілі көлемде ацетальдегид түзеді, сондықтан йогурт, болгар қышқыл сүттің, простаквашалардың дәмі мен иісіне жауапты. Ацетальдегид болгар таяқшасымен треонин аминқышқылынан треонинальдолаза ферментінің әсерімен түзіледі.

OH NH₂ NH2 О

I I I //

СНз—СН —СН — СООН → Н —СН —СООН + СНз—С

треонинальдолаза

Треонин глицин ацетальдегид

Ұшқыш май қышқылдары да сүт өнімдеріне иіс және дәм түзуде маңызды орын алады. Ұшқыш май қышқылдарының түзілуінің маңызды жолдарының бірі сүттің табиғи липазасының және микроорганизмдердің липолитикалық ферменттерінің әсерімен сүт майының ыдырауы болып табылады. Сүт липазасы сүтті жоғары температурада пастеризациялағанда инактивирленеді, сондықтан сыр және сүт өнімдерінде майды ыдыратуда маңызды рөл атқармайды. Шикі салқындатылған сүтті ұзақ уақыт сақтағанда онда Pseudomonos, Achromobacter және Alcaligens бактерия туыстарының психротрофты микрофлорасының көбеюі жүретіндігі анықталған. Бұл микроорганизмдер жоғары белсенді термотұрақты липазаға ие. Өнімге ұйытқымен бірге қосылатын сүт қышқылы бактериялары да белгілі липазды белсенділікке ие.

Спирттер және эфирлер. Жоғары иіс беретін қабілеттілікке спирттер мен эфирлер ие. Сүтте сүтқышқылы бактерияларының әртүрлі түрлерінің дамуы барысында әртүрлі алифатты және ароматты спирттер, сондай — ақ ұшқыш май қышқылдары, сүт, пирожүзім және басқа да карбон қышқылдарының эфирлері жинақталады. Спирттің ішінде негізінен гетероферментативті сүт қышқылды ашуда түзілетін этил спирті негізгі массаны қүрайды. Төменгі мөлшерде пропил, изобутил, изоамилазды және тағы басқалар да түзіледі. Спирттер сонымен қатар сәйкесінше альдегид және кетонды тотықсыздандырғанда түзіледі. Этил спирті ацетальдегидтен алкогольдегидрогеназа ферментінің әсер етуімен түзіледі. Сүт қышқылды стрептококтар әртүрлі алкогольдегидрогеназды белсенділікке ие, сүтте 0,2-ден 2,6-ға дейін этанолды жинақтайды. Бұл ферменттің белсенділігі кейбір мынадай штаммдарда: Leuc.cremoris, термофильді стрептококтар дақылдары мен болгар таяқшаларында көрінеді. Эфирлер карбон қышқылы мен спирттердің өзара әрекеттесуі кезінде түзіледі. Реакцияны сәйкесінше эстеразалар катализдейді [10].

Қазіргі кезде сүттен көптеген тағамдар даярланады. Солардың бірі – сүттен жасалатын айран, екіншісі – кілегейден жасалатын қаймақ.

Айран ұйыту үшін сүт алдымен +85-90°C-та пастерленеді. Пастерленген сүтті 10-15 минуттай салқындатады. Сонда сүт температурасы +30°C-қа төмендейді. Бұған таза сүтқышқыл бактерияларынан даярланған ұйытқы қосылады да 6-8 сағат ішінде сүт ұйып, айран болады. Оны салқын жерде сақтайды. Сүтқышқыл бактерияларының ішінен ұйытқыға болгар таяқшасын қолданады.

Қаймақ және сүзбе жасауда да осы микроорганизмдер қатысады. Бұл тағамдар көп уақытқа шыдамай бұзылып кететін болғандықтан, белгілі бір уақытта оларды тұтынып отыруға жіберіп отыру керек.

Қышқыл сүт тағамдарына кефир жатады. Оны даярлау үшін қайнатылған сүтке кефир ашытқы саңырауқұлақтарын және сүтқышқыл бактерияларын қосып ұйытады. Кефир даярлауда екі процесс, яғни сүтқышқылы және спирттік ашу процестері қатар жүреді. Мұнда температураның зор маңызы бар. Өйткені 20°-та сүтқышқылы ашу процесі жүреді, ал температура +15°-тан төмендегенде спирттік ашу процесіне қолайлы жағдай туады. Кефир – өте дәмді, аздап қышқылдау, қоймалжың сусын. Онда 1%-тей спирт, 1%-тей сүт қышқылы болады.

Кефирдің дәмін, сапасын жақсарту мақсатында қазір заводтарда оны даярлау технологиясын да аздап өзгертті. Ол үшін алдымен кефирге тән микроорганизмдердердің тіршілік етуіне қолайлы жағдай жасалады. Температура +20-22°-қа төмендетіледі. Өйткені жоғары температурада ашытылатын болса, сүтқышқыл бактериялары тез арада ашытқы саңырауқұлақтарының тіршілігін баяулатады. Кефир даярлау барысында ондағы белок заттары аздап ыдырап, амин қышқылдарына айналады. Бұл тағамның сіңімділігін арттырады.

Сүт қышқыл өнімдердің қасиеттерінің қалыптасуына әсер ететін факторлар. Сүт қышқылды сусындарды алуда жүретін негізгі биохимиялық процесттер: сүт қантының сүт қышқылды және спирттік ашуы казеиннің коагуляциясы және гель түзілуі, осы процестердің арқасында консистенция, дәмі мен иісі түзіледі. Казеиннің коагуляциясы сүт қышқыл ашу кезінде лактозаның сүт қышқылына айналуына әсер етеді [19].

Сүттің негізгі ерекшеліктерінің бірі, сүт- белок көзі болып табылатын құрамы бойынша поликомпонентті, сыртқы орта факторларының өзерістеріне биологиялық активті, яғни қасиеттерін өзгерте алады. Сүттің жаңа заманғы өндірістік технологиясы, бірінен кейін бірі орындалатын күрделі комплекстен тұрады. Сүттің белогі қышқыл мен сілтіні қосады, химиялық және басқа да зиянды өндірістерде жұмыс істейтін адамдардың асқазан-ішек жолына түскен улы металдар мен басқа да зиянды заттарды бейтараптайды [20].

Сүт – барлық сүтқышқылды сусындар мен сүт өнімдерінің шикізаты болып табылады. Сүттің құрамы, 100-ден аса қосылыстардан түзілген әр түрлі заттардан тұрады. Сүтте кездесетін 30-ға тарта май қышқылдарының бірөбіріне арақатынасы одан дайындалатын сары майдың дәміне, сапасы мен мақталу қасиеттеріне үлкен әсерін тигізеді. Сүт белогы – жануар текті белоктардың ішінде ең бағалысы, әрі сіңімдісі. Ол казеин, альбумин және глобулиннен тұрады. Альбумин жас ағзаның дұрыс өсіп жетілуін, глобулин әр түрлі ауру тудырушы микроорганизмдерден ағзаның қорғаныс қабілетінің төмендемеуін қамтамасыз етеді. Сүтте адам мен жануарлар ағзасына қажетті барлық аминқышқылдары, 50-ден аса макро- және микроэлементтер, 40-қа тарта витамин, ферменттер, сондай-ақ тотығу, орын басу, зат алмасу процестерінің қалыпты жүруін, сүттің бактеррицидтік қасиеттерін қамтамасыз ететін гормондар мен иммунды денелер көптеп кездеседі[34]. Сүт қышқылды сусындар әр түрлі органолиптикалық көрсеткіштермен сипатталады. Сыртқы бейнесі және концистенциясы бойынша біртекті. Кефирде газ тәрізді түрде болады, қалыпты микрофлорадағыдай. Ацидофильді дақылдар мен дайындалған сусындарға сұйық концистенция тән. Қымызға белоктың кішкентай бөліктері бар газдалған, көпіретін концистенция тән. Дәмі мен иісі сүт қышқылды өнімдерге тән таза болады. Кефирде – аздап қышқылды дәм, ряженкада – пастеризацияның дәмі сияқты дәм, қымызда – ашытқының дәмі сияқты. Жеміс – жидектері бар толықтырғыштардан жасалатын сусындарға тәтті дәм тән [29].

Сүт қышқылды сусындардың органолиптикалық қасиеті құрамындағы шикізатқа – сүтке, кілегей және сүт өнімдеріне, сонымен бірге әр түрлі тағамдық қоспаларға байланысты. Сонымен қатар пайдаланылатын құрылғылар мен технологиялық процестердің параметрлеріне де байланысты. Сүт қышқылдық сусындардың технологиялық процестер кезінде түзілетін консистенциясы көптеген факторларға байланысты. Сүт қантын сүт қышқылына дейін ашытатын сүт қышқылды бактерияларының өміршеңдігінің негізі сүт қышқылын түзеді[30].

Сүт қышқылы бактерияларының өндірістік құнды штамдарын сақтау әдістері

Сүт қышқылы бактериялары биосфераның маңызды компоненті болып табылады. Биоалуантүрлілікті сақтау әдісі ретінде микроорганизм коллекциясын жасау және сақтау актуальді экологиялық проблема болып саналады. Қазіргі таңда микроорганизмдерді тіршілікке қабілетті жағдайда сақтау көбінесе микробиологиялық лабораториялар мен биотехнологиялық өндірісте өндірістік және зерттеу мақсатында пайдаланылады. Микроорганизм консервациясының басты міндеті – жоғары тіршілікке қабілеттілігін ұзақ уақыт сақтау мен мутациялық өзгерістерді ескерту, яғни табиғи қалпына жақын максималды жағдайды ұстап тұру [21].

Сүт қышқылы бактерияларының өндірістік құнды штамдарын сақтаудың ең тиімді әдісі — ампулаларда сублимация әдісі арқылы кептіру және әрі қарай вакуумда сақтау болып табылады. Бұл әдіс өндірістік және ғылыми лабораторияларда кеңінен қолданылады. Сонымен қатар лабораторияда өндірістік – құнды штамдарды таза күйінде мұздату арқылы, стерильді майсызданған сүтке мерзімді егу арқылы сақтауға болады.

Сондай-ақ микроорганизм түрлерінің әртүрлі штамдарын минералды майдың астында сақтау әдісі де кең таралған. Бұл әдіс өте қарапайым (Надиров Н, Данилова Г, 1967). Мұнда алдымен микроорганизмдерді сұйық немесе қатты қоректік ортада өсіріп алады да, үстіне минералды майды (вазелин немесе парафин) құю арқылы сақтайды. Май қабаты (0,5-1,0см) микроорганизмдердің зат алмасу процестерін бәсеңдетеді және қоректік орта бетін кеуіп кетуден сақтайды. Маймен жабылған культураларды тоңазытқышта сақтайды. Сапрофитті бактериялардың көпшілігі тіршілікке қабілеттілігін 8-14 жыл сақтаса, ашытқылар мен саңырауқұлақтарды әрбір 2-3 жылда қайта егіп отырады. Бұл әдістің артықшылығы микроорганизмдердің тұрақтылық қасиетінің ұзақ уақыт сақталуы, егуге қаражаттың көп жұмсалмауы. Алайда минералды майдың қажетті деңгейге дейін залалсыздандырылмауының кесірінен культурада заражение болуы мүмкін. Майды 1-2 сағат көлемінде кептіргіш шкафтарда 170°С-де залалсыздандырады. Бұл мақсатта автоклавтауды қолданбаған дұрыс. Сүт қышқылы бактериялардың минералды майдың астында сақтау жөнінде жүргізілген тәжірибелер аса көп емес. Сүт қышқылы бактерияларын минералды майдың астында сақтау қазіргі таңда қолға алынып келеді. Алайда Л.А. Банникованың сүт қышқылы бактерияларын көпжылдық зерттеуінде минералды майда микроорганизмдерді сақтау қолдау таппағандағы айтылады (1989). Дегенмен кейінгі жылдары бактериалды дақылдарды сұйық азотта сақтау көп қолданылуда [3].Әдебиеттерде сүт қышқылы бактерияларын сақтау кезінде олардың қасиеттерінің тұрақсыздығын дәләлдейтін анықтамалар көп келтіріледі [23].

Микроорганизм дақылдарын сақтаудың дәстүрлі әдістерінің бірі – кұрамы бай қоректік орталарда мерзімді егу арқылы сақтау. Лабораториялық жағдайда сүт қышқылы бактерияларын мынадай орталарда сақтайды:

мел қосылған сүтте;
ашытқы автолизаты, глюкоза, лакмус қосылған сүтте;
МРС немесе МРС-1.

Бұл қоректік орталарда дақылдарды 1 айдан 3 айға дейін 4°С-де сақтайды, сонан соң қайта егіп отырады. Көпжылдық жүргізілген зерттеулерде сүт қышқылы бактерияларын майсыздандырылған сүтке мерзімді егу арқылы сақтау бактериялардың өндірістік-құнды қасиеттерін (қышқыл түзу белсенділігі, төрткөміртекті қосылыстар түзуге қабілеттілігі, фагорезистенттілігі және т.б.) жоғалтатындығын немесе қажетсіз қасиеттері (шырышты консистенция, горечи, т.б.) пайда болатындығын көрсеткен. Сүт қышқылы бактерияларының ұзақ уақыт сақталуы көбінесе дақылдау режиміне байланысты екендігі анықталған. Мысалы, гомоферментативті сүт қышқылы бактерияларды майсыздандырылған сүтке әр 15-20 тәулікте егіп отыру керек, 25-30°С-де термостаттап, егу аралығында 3-5°С-де сақтау керек. Сүт қышқылы бактерияларын дақылдаудың бұл режимі сүт қышқылы бактериялардың өндірістік-құнды штаммдар сақтауға арналған көпжылдық практикалық жұмыстар мен кейбір экспериментальді зерттеулер негізінде қабылданған. Алайда бұл әдіс негізгі сақтау әдістерінің бірі деп есептелінбейді. Л.А.Банникова мен С.Б.Задаянаның жүргізген зерттеулерінде сүт қышқылды Str.lactis-тің 4 штаммы (629, 125₇, 553₁, 330₉) алынған. Барлық штаммдардың қышқыл түзу белсенділігі жоғары болған. Қышқыл түзу энергиясы бойынша дақылдар популяциясын зерттегенде 3 штамм (629, 125₇, 553₁) өзгеру коэффиценті бойынша аз өзгерілмелі, ал 330₉штамм популяциясының өзгергіштігі орташа болған. Бұл жүргізілген тәжірибені 2 этапта жүргізген. Бірінші этапта мамыр – маусым айларында дақылдау жүргізсе, екінші этапта маусым – қыркүйек айларында жүргізген. Сонда егу жиілігінен басқа сүт құрамының маусымдық өзгеруі әсер еткен [19].

Лактобациллаларды әртүрлі әдістермен ұзақ уақыт сақтауға болады. Солардың ішінде ең қолайлысы және тиімдісі лиофилизация болып табылады. Лиофилизация дегеніміз вакуумда мұздатылған бактерия суспензиясынан суды жою, яғни мұнда су сұйық фазадан өте отырып буланады. Бұл әдіс микроорганизмдерді ұзақ уақыт сақтауда ең тиімді, әрі эффективті болып табылады. Осы әдісті пайдалану барысында көптеген әртүрлі бактерия топтары мен бактериофагтарды тіршілікке қабілетті күйінде 30 және оданда көп жыл сақтауға болады. Лиофилизденген клеткалардың тірі қалуы түр мен штаммның арнайы ерекшелігіне, клеткалардың өсу сатысы мен концентрациясына, қорғаныш заттардың құрамына, лиофилизация режиміне, реактивация шарттарына байланысты. Клеткаларды лиофилизацияға дайындағанда олардың концентрленген суспензиясын құрамында протекторлар: қан сарысуы, желатин, сүт, полиэтиленгликоль, сахароза, глюкоза және т.б.бар қоректік ортаға ауыстырады. Сонан соң 0,2 м-ден арнайы ампулаларға салады. Лиофилизация үшін әдетте әртүрлі аппараттар қолданады. Оларды ең қарапайымы эксикатор болып табылады. Ол клеткалық суспензия вакуумға қосылу кезінде мұздатылған күйде болуы үшін салқындатады. Мұздату–кептіру ұзақтығы – 5-6 сағат. Ампулаларды вакуумда 4°С-де қараңғыда сақтайды. Лиофилизациядан кейін анабиоз жағдайынан клеткаларды шығару үшін осмостық шок және стресті түсіретін жағдай жасайды. Клеткалар қасиеттерінің қайта қалпына келуі бай табиғи қоректік ортада жүзеге асады.

Микроорганизмдерді төменгі және ультратөменгі температурада сақтау лиофилизацияға шыдамайтын микроорганизмдерді сақтауға арналған (кейбір автотрофты бактериялар, спирохеталар, микоплазмалар, әртүрлі вирустар, т.б.). Микроорганизмдерді не рефрижаторларда мұздатады (-12°С-ден -80°С-ге дейін), немесе рефрижераторды газды фазалы (-150°С) немесе сұйық фазалы (-196°С) азотпен пайдаланады. Грам оң бактериялар грам теріс бактерияларға қарағанда мұздатуға тұрақты келеді. Сонымен қатар сүт қышқылды бактерияларын сұйық азотта (-196°С) температурада мұздату арқылы сақтау өте тиімді болып табылады. Бактерияларды мұздату кезінде қорғаныш қоректік ортасы ретінде арпаның 6%-тік солод экстрактісін қолданған тиімді [24].

Кептіру – микроорганизмдерді сақтаудың қарапайым әдісі. Культуралардың көпшілігі лабораториялық жағдайда кептіргенде тіршілігін жояды. Кептірілген клеткаларда биохимиялық реакциялар тоқтап қалады немесе өте жай жүреді. Алайда кейбір культуралар, әсіресе спора түзуші бактерияларды сәйкес қоректік ортада кептірген жағдайда жылдап сақтауға болады. Л.Пастер дайындаған Bacillus anthracis спорасы 68 жыл сақтаудан кейін де тіршілікке қабілетті болған. Сондай-ақ әртүрлі адсорбенттерде микроорганизмдерді ауада кептіру кеңінен қолданылады: стерильді топырақта, құмда, лайда, фильтр қағазында, крахмалда, т.б. Адсорбенттер микроорганизмдерді қатты кеуіп кетуден сақтайды, бос суды байланыстырады және қалыпты ылғалдылықты сақтап тұрады. Әдістің тағы бір түрі L-кептіру немесе сұйық күйден кептіру: суспензиялы ортадағы микроорганизмдерді вакуумда шыны ампулаларда кептіреді. Кептірілген микроорганизм культурасын сақтау және тасымалдау оңай. Оларды нан пісіру және жемдік ашытқыларды, бактериальді тыңайтқыштарды (нитрагин, азотобактерин), энтомопатогенді препараттарды сақтауда кеңінен қолданады.

Бактерияларды сұйық азотта сақтауда екі типті криопротекторлар қолданылады: глицерин және диметилсульфоксид. Бұлар клеткалық мембрана арқылы келіп ішкі және сыртқы қорғанысты қамтамасыз етеді. Клетка суспензиясын 0,4 мл-ден арнайы ампулаларға құяды. Сонан соң екі этапты мұздату жүргізіледі: алдымен баяуынан бастап, сонан соң тез жылдамдықпен жүреді. Мұзатылған дақылдарды қайтадан тірілту үшін лезде оларды 37°C-де ерітеді. Микроорганизмдерді криогенді сақтаудың негізгі артықшылықтары: дақылдың зақымдану мүмкіндігі төмен, микроорганизм қасиеттерін стабильді жағдайда сақтау көп уақытты қажет етпейді [22].

Жалпы сүт қышқылы бактерияларының өндірістік құнды штамдарын сақтай отырып, біз олардың морфологиялық, физиологиялық, биохимиялық қасиеттерін қасиеттерін сақтап, өндіріске қажетті түрлерді оңай қолдана аламыз.

ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ

2.1 Зерттеу объектілері

Жұмыста зерттеу объектісі ретінде микробиология кафедрасының коллекциясында ұзақ уақыт лиофильді кептіру әдісімен сақталған, сүттен және шие ағашы гүлінен бөлініп алынған Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 (сәйкесінше) штамдары алынды. Бұл штамдардың жалпы қасиеттері 10 жыл бұрын кешенді түрде зерттеліп сипаттама берілген:

1) Lactococcus lactis МГ-1 штамы. Сүттен бөлініп алынған 2000 жылы сипатама берген. Сүт сынамасын алу Алматы облысы, Іле ауданы, Жапек батыр паселкесінде жүргізілді. Қышқыл түзу белсенділігі — 45°T. Қышқыл түзу шегі — 88°T. Ұйытқы түзу ұзақтығы – 18 сағат. 45°C температурада, ортаның рН = 9,6 болғанда және қоректік ортада 6 % NaCl болғанда өспейді. 65°C температурада қыздыруға төзімсіз. 40 % өт бар ортада, 15 және 37 °C жақсы өседі. 0,3 % метилен көгін қайта қалпына келтіреді. Аргининнен аммиак түзеді. Глюкозадан СО2 түзбейді. Глюкоза, галактоза, левулоза, сахароза, лактоза, мальтоза, арабинозаны ашытады. Раффиноза, рамноза, ксилоза, крахмал, сорбит, маннит, дульцит, глицеринді утилиздемейді. Штамм келесі культуралардың өсуін белсенді түрде басады — E.coli, Staphylococcus aureus, B.subtilis, E.coli, Staphilococcus aureus, Mycobacterium citreum, Mycobacterium rubrum, Micrococcus flava.

Штамм емдік-профилактикалық тағайындауға арналған сүтқышқылды өнімдерді өндіруде келешегі зор(2 сурет ).

1 сурет. Lactococcus lactis МГ-1және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1

2) Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамы. Шие ағашы гүлінен бөлініп алып, 2000 жылы сипатама берген. Қышқыл түзу белсенділігі — 126°T. Қышқыл түзу шегі — 244°T. Ұйытқы түзу ұзақтығы – 12 сағат. 15°C температурада, ортаның рН = 9,6 болғанда және қоректік ортада 40 % өт болғанда өспейді. 65°C температурада қыздырғаннан кейін өседі. 6 % NaCl бар ортада, 37 және 45 °C жақсы өседі. 0,3 % метилен көгін қайта қалпына келтіреді. Аргининнен аммиак түзбейді. Глюкозадан СО2 түзбейді. Глюкоза, галактоза, левулоза, сахароза, лактоза, мальтоза, арабинозаны ашытады. Раффиноза, рамноза, ксилоза, крахмал, сорбит, маннит, дульцит, глицеринді утилиздемейді. Штамм келесі культуралардың өсуін белсенді түрде басады — E.coli, Staphylococcus aureus, B.subtilis, E.coli, Staphilococcus aureus, Mycobacterium citreum, Mycobacterium rubrum, Micrococcus flava.

Штамм сүт қышқылының белсенді продуценті ретінде емдік-профилактикалық тағайындауға арналған сүтқышқылды өнімдер мен эубиотиктер өндіруде келешегі зор(сурет 1).

Жалпы сүттен және шие ағашы гүлінен бөлініп алынған Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 (сәйкесінше) штамдарының морфологиялық, культуральдық, физиологиялық — биохимиялық қасиеттерін зерттеу үшін түрлі әдістер қолданылды. Морфологиялық қасиеттері – формасы, көлемі, клеткалардың орналасуы; олардың қозғалуы; спора түзуі; Грам бойынша боялуы; колониялардың көлемі және олардың құрылымын сипаттау лабораториялық микроскоптың көмегімен зерттелді.

Кез-келген микробиологиялық жұмыс және әрбір практикалық тәжірибелер алдымен микроорганизмдерді өсіру үшін арнайы арналған қоректік орта жасаумен тығыз байланысты. Қоректік орталар микроорганизмдерді бөліп алуда, сақтауда және де дақылдардың зат алмасуын зерттеуде, метаболизмнің бағалы өнімдерін алу мақсатында қолданылады.

2.2 ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ

Жұмыста Lactococcus lactis МГ-1және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының морфологиялық, культуралдық қасиеттерін зерттеу және дақылдауда гидролизденген сүтті агар (ГСА), MRS қоректік ортасы және ЕПА қоректік орталар пайдаланылды.

Гидролизденген сүтті агарлы орта. Гидролизденген сүтті агарлы орта – бұл қоректік орта сүт қыщқыл бактериялары мен лактоза ыдыратушы ашытқылар үшін өте қолайлы орта болып саналады. Гидролизденген сүтті агарлы қоректік ортасын дайындау үшін гидролизденген сүтті дайындап алады. Майсызданған сүттің бір бөлігіне екі бөлік су қосып қайнатып, 45⁰С дейін салқындатылған майы алынған сүтке алдын – ала азғана мөлшерде жылы суда ерітілген 1г құрғақ панкреатинді, біраз уақыт өткеннен кейін 5мл хлороформ қосады. Колбаны тығындап 40⁰С термостатта 72 сағат ұстайды. Алғашқы тәулікте колбадағы қоспадан хлороформ буын кетіру үшін колба аузын ашып қойып, бірнеше рет шайқап араластырады. Тиісті уақыт өткен соң қоспаны сүзеді, рН — 7,6 — 7,3–ын анықтап алып, агар (100мл-ге 2г агар) қосады. Кейін колбаға құйып, 120⁰ыстық бумен 15 минут уақыт автоклавта залалсыздандырады.

MRS қоректік ортасы — (1 литр суға дайындалады)

Глюкоза – 20г;

Пептон – 10г;

Сірке қышқылды натрий – 5г;

Ет экстрактісі – 10мл;

Ашытқы экстрактісі – 5г;

Аммоний лимон қышқылы – 2г;

Калий фосфор қышқылы 2зам — 2г;

Күкіртті магний қышқылы — 0,6г;

Хлорлы марганец — 0,14г;

Темір күкірт қышқылы — 0,04г;

Твин – 80мл;

Ет-пептонды агар(ЕПА).Ет-пептонды агар дайындау үшін алдымен ЕПС дайындап алу керек. Оның дайындалу жолы төмендегідей:

ЕПС (ет-пептонды сорпа) дайындап алу. ЕПС-ны дайындауда ет сорпасы негізгі роль атқарады. Ең әуелі етті сүйектер мен майлардан тазартып, ет тартқыштан өткізеді. 500 гр. Алынған фаршқа 1 л құбыр суын құйып, оны экстракция үшін 12 сағат бөлме температурасында қалдырады немесе 30ºС температурада 6 сағатқа, 37-39º С Т-да 2 сағатқа, 50ºС — 1 сағат. Осы уақыттың ішінде еттен әртүрлі заттар, соның ішінде суда еритін витаминдер бөлініп шығады. Содан соң етті дәке арқылы сығып алып, ыдыста қалған сұйықтықты 30 минут қайнатады. Бұл кезде белоктар ыдырайды. Қалған массаны мақта және фильтр қағазы арқылы сүзіп, оған бастапқы мөлшереге дейін су құяды. Алынған ет сорпасына 5 гр NaCl, 10 гр пептон қосады. рН=7-7,2 .

ЕПА дайындау. 1000 мл ЕПС + 20 гр агар-агар. 1 А 30 минут залалсыздандырады. ЕПС — бай қоректік орта, бірақ оның құрамында көмірсулар болмайды.

2.2.1 Ұзақ уақыт сақтаудан кейінгі сүтқышқыл бактерияларының тіршілік ету қабілетін анықтау

Ампуладағы лиофилизденген биомассаны 10 мл көлемде залалсыздандырылған физиологиялық ерітіндімен араластырып, екі сағатқа 37°C температуралы термостақа қойып алдық. Сонан соң бұл алынған суспензиядан 1,5-2мл алып, пробиркаларға 8мл көлемінде құйылған майсызданған сүтке 5 рет қайталап ектік. Бұл ретте майсызданған сүт сүтқышқыл бактериялар үшін ең қолайлы және оптимальды орта болып табылады. Майсызданған сүтті 37ºС Т-да термостатқа 48 сағатқа қойдық.

Микроорганизмдердің санын анықтау үшін әр түрлі әдістер қолданады. Мұндай әдіске кеңінен қолданбалы Кох әдісі жатады. Бұл әдіс микроорганизмдердің түрлері мен жеке топтарының өкілдерінің санын анықтау үшін қолданылады. Бұл әдістің мәні зерттеліп отырған белгілі микроорганизмдер суспензиясын қатты қоректік ортаға егу болып табылады. Кох әдісі тек клеткалардың санын санауға ғана емес, сонымен бірге бөліп алуға да кеңінен қолданылады. Кох әдісі үш сатыдан тұрады: 1.үлгілерден сұйылтулар дайындау. 2.үлгілерді қатты қоректік орталарға егу. 3.қатты қоректік орталарда өсіп шыққан колонияларды санау.

Сұйылтулар дайындау әдістері. Сұйылту жекеленген колонияларды алу үшін қолданылады. Ол үшін микроорганизмдер бар материалды сұйылтады. Сұйылтуды дайындау үшін залалсызданған құбыр суын 9 мл – ден залалсызданған құрғақ пробиркаларға құяды. Кейін зер заттың 1мл – ін залалсызданған пипеткамен алып 9мл суы бар пробиркаға енгіземіз. 1 – ші сұйылтуды жаңа залалсызданған пипеткамен араластырады. Осы пипеткамен 1мл алынған сұйылтуды 2 – ші пробиркаға енгіземіз. Бұл 2 – ші сұйылту деп аталады. Осылайша қалған сұйылтуларды дайындайды. Нәтижесінде сұйылтылған зер затын аламыз. Беттік егу әдісімен егіледі. Ол үшін қатты қоректік ортасы бар петри табақшасына 0,05мл сұйылтылған суспензияны тамызып, қалақшамен біркелкі жаймалап егіледі (2 сурет ).

M=а•10ⁿ/v

М – 1мл – дегі микроорганизм клеткаларының саны;

а – Петри табақшасындағы микроорганизмдер колониясының орташа саны;

10 – сұйылту коэффиценті;

n – егу жүргізілген сұйылтудың реттік саны;

v – егуге алынған суспензияның көлемі;

Сурет 2. Кох әдісінің сызбасы.

Cүт қышқыл бактерияларының таза дақылын бөліп алу әдісі. Кеңінен тараған әдістердің бірі- тығыз қоректік ортаның бетіне егіп, бөлек калонияларды бөліп алу. Ол үшін екі әдістің біреуін қолданады: реттік сұйылту және қатты ортаның бетіне сиректетіп егу әдісі.

Реттік сұйылту әдісінде бастапқы субстраттан алынған сынаманы ретімен он еселеп сұйылтады. Одан соң бірнеше сұйылтымнан 0,05мл- ден алып, оны Петри табақшадағы тығыз қоректік ортаның бетіне егеді.Колониялар өскеннен кейін Петри табақшасын ұқыпты ашып, егу материалын залалсыздандырылған ілмекшемен, көрші орналасқан колонияға тигізбей алып, пробиркадағы қиғаш ЕПА ортаға егеді.Егер де микроскоппен қарағанда, дақыл таза болмаса, процесті бірнеше қайталайды.

Сиректетіп егу әдісінде бір ілмек сынаманы алып бірнеше Петри табақшасына қатты қоректік орталардың бетіне сол ілмекпен сиректетіп немесе Дригаль әдісі бойынша шыны шпательмен жағып егеді. Тығыз қоректік ортаның бетіне өсіп шыққан колониялардың мынадай қасиеттерін сипаттауға болады: колонияның пішінін, түсін, шетін, консистенциясын, құрылымын және т.б.

Колонияларды сипаттағанда Петри табақшасының қақпағын ашпайды, олардың консистенциясын егу барасында анықтайды. Алынған дақылдардың тазалығын, клетка морфологиясын микроскоппен қарап сынайды

Таза дақылдарды алуды жеңілдету үшін қоректік ортаға антибиотиктерді қосады. Эукариотты микроорганизмдерді бөліп алу үшін қоректік ортаның құрамына бактериялардың өсуін тежейтін пенициллин қосады. Нистатин, керісінше эукариоттардың өсуін тежеп, бактерияларға әсер етпейді [42].

2.2.2 Сүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық қасиеттерін анықтау әдістері

Клетка пішінін анықтау. Клетканын пішінін тірі немесе боялған препарат жасап микроскоп арқылы көреді. Тірі препараттарды фазалы-контрасты құрылғымен, боялған препаратты иммерсионды жүйемен көреді. Кейбір микроорганизм клеткаларының пішіні даму барысында өзгеріп отырады, мысалы микобактериялар. Сондықтан тәуліктік дақылдармен бірге 10-12 сағаттық және 3-5 тәуліктік дақылдардың клеткаларын көру керек.

Клетка көлемін анықтау. Клетка көлемін микроскоп арқылы микрометр көмегімен анықтайды. Кокктарды диаметрін, ал басқа формаларда-клеткалардың ұзындығы мен енін өлшейді. Клеткалардың көлемі микрометрмен (мкм) өлшейді. Өлшеу үшін тірі клеткаларды пайдаланған жөн, себебі бекіту мен бояу олардың көлемін өзгерте алады. Егер клеткалар қозғалмалы болса препаратты аздап қыздырады немесе бір тамшы 0,1% агар-агар сулы ерітіндісін құяды. Микроскоп окулярына окулярлы линейканы орналастырады. Ол үшін окулярдың линзасын алып тастайды, диафрагмасына окулярлы линейканы орналастырып линзаны қайта орнына қояды. Бірақ окулярлы микрометрдің бөлімдерімен клетканы дәл өлшеуге мүмкін емес, себебі линейканың бөлімдерін окулярдың жоғарғы линзасы арқылы, ал клеткаларды обьектив пен окуляр арқылы қарайды. Сондықтан окулярлы микрометрдің бөлімдерінің өлшемін анықтап оны мкм-ге айналдыру керек. Оны обьективті микрометр көмегімен жасайды. Обьективті микрометр-ортасында тесігі бар, онда әйнек орнатылған металды пластина. Әйнекке ұзындығы 1мм линейка сызылған, ол тура 100 бөлшекке бөлінген, сондықтан бір бөлімі 0,01 мм немесе 10 мкм-ге сәйкес келеді.

Окулярлы линейканың бөлімдерінің өлшемін анықтау үшін микроскоп столына препараттың орнына обьективті микрометрді орналастырады. Екі микрометрдің шкалалары бір-біріне паралелль орналасу керек. Окулярлы линейканың бір бөлімі обьективті микрометрдің қанша бөлімін құрайды, алынған санды 10-ға көбейтеді. Осылай окулярлы микрометрдің бөлімініңөлшемін микрометрда алады.

2.2.3 Сүтқышқыл бактериялардың физиология — биохимиялық қасиеттерін анықтау әдістері

Сүтқышқылы бактерияларының культуральдық, физиологиялық- биохимиялық қасиеттері келесі әдістер бойынша зерттелді:

ас тұзына тұрақтылығы;
өтке тұрақтылығы
қышқыл түзу белсенділігі;
антагонистік белсенділігі;
антибиотиктерге сезімталдылығы;

Сүтқышқылы бактерияларының ас тұзына тұрақтылығы NаCl-дың әртүрлі концентрациясы (2,4,6%) бар гидролизденген сүтте анықталады. Зерттелінетін дақылды тұзақпен алып, 8-10мл гидролизденген сүтке егеді (рН 6,8-7,0). Егілген дақылды 48 сағат 37⁰С температуралы термостатта ұстайды. Дақылдың өскен және өспегендігін визуальді шайқаудан кейін лайланудың болу, болмауымен анықталады.

Сүтқышқылы бактерияларының өтке тұрақтылығын келесі жолдармен анықтайды: 20, 30, 40% концентрациялы өті бар гидролизденген сүтке (бір тұзағын 8-10 мл қоректік ортаға) зерттелетін дақылды егіп, 37⁰С температурада 48 сағат термостатта ұстайды. Культураның өсуі бар немесе жоқ екндігін шайқаудан кейін болатын лайланумен және микроскоппен анықтайды.

Қышқыл түзу белсенділігін бақылау. Сүтқышқыл бактериялардың қышқыл түзу белсенділігін анықтау үшін майсызданған сүт қоректік ортасы пайдаланылды.Қышқыл түзу белсенділігі сүт қышқылы бактерияларының минимальді мөлшерімен (0.1мл) залалданған майсызданған сүтте 17 сағат ішінде жинақталған сүт қышқылының мөлшерімен анықталынды. Зерттелетін дақылымыздың қышқыл түзу белсенділігін анықтау үшін оларды 0,1мл мөлшерінде алып, 10 мл майсызданған сүті бар пробиркаларға құйып, 37°С температурада термостатқа қалдырылды. 17 сағаттан кейін қышқыл түзу белсенділігін 0,1н NaOH пен фенолфталеин индикаторы қосылған ерітінді көмегімен Тернер әдісі бойынша анықталынды. Титрлеу үшін, кішкентай колбаларға 10мл сынамамызды құйып, оған 20мл дистильденген су мен 2-3 тамшы 0,1% фенолфталеин индикаторын қостық. Ерітіндіні толық шайқап, 0,1н NaOH ерітіндісімен ашық-қызыл түс пайда болғанша титрледік. Титрлеуге жұмсалған 0,1н сілтінің миллилитр мөлшерін 10 санына көбейтіп, Тернер градусы (T°) бойынша қышқылдық мөлшерін анықтадық. Оны келесі формула бойынша қөрсетуге болады:

К= X ×10

Мұндағы

K – қышқыл түзу энергиясы;

Х – титрлеуге кеткен 0,1н NaOH мл мөлшері;

10 – мл-ді Тернер градусына айналдыру коэффициенті.

Қышқыл түзу шегі белсенділігін де осы әдіс бойынша, яғни зерттелетін дақылдан 0,1мл мөлшерінде алып, 10 мл майсызданған сүті бар пробиркаларға егілді. Егілген дақылдар 37°С температурада термостатқа қойылып, 7 тәуліктен кейін Тернер әдісі бойынша қышқыл түзу белсенділігі анықталынды. Тәжірибелер үш қайтара жүргізілді және алынған мәліметтер статистикалық өңдеуден өткізілді.

2.2.4 Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі мен антибиотиктерге сезімталдылық қасиеттерін анықтау әдістері

Агарлы блок әдісі. Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігін түрлі әдістермен анықтауға болады. Бұл жұмыста агарлы блок әдісі пайдаланылды. Сүтқышқыл бактерияларға арналған қоректік орта ретінде MRS немесе ГМА пайдалануға болады. Тәжірибелерде оптимальды температурада өсірілген 1 тәуліктік дақылдар қолданылады. Тест — дақылдар ретінде Mycobacterium rubrum, Staphylococcus aureus, Escherchia coli, Proteus, Salmonella typhimorium, Salmonelle typhi, Sarcina, Pseudomonos aeruginosa микроорганизмдері қолданылды. Тест — дақылдарды дақылдау үшін МПА қоректік ортаcы пайдаланылды. Тест — дақылдар 37⁰C температурада өсіріледі. Егу үшін бактерияның 2 тәуліктік дақылы қолданылады. Өсіп шыққан бір тәуліктік сүтқышқылы бактерияларын залалсыздандырылған сверломен кесіп алып, тест-культуралар өсіп шыққан ЕПА-ға бактериалды тұзақ көмегімен орналастырылды. Агарлы блоктарды бір-бірінен тең қашықтықта шаблон бойынша орналастырады. Егілген бактерияларды 2 тәулік бойы 37⁰С температурасында инкубацияланады. Бақылау варианты ретінде тест- объектілері егілген лункалары жоқ бір петри табақшасы болса, екінші табақшада стерильді ортамен толтырылған лункалар болады. Сүт қышқылды бактериялардың антибиотикалық активтілігін тест — дақылдың өсу зонасының көлеміне қарай лунканың шеткі мм- ден бастап тест — дақылдың өсу орнына дейінгі аралықта есептелінеді.

Қағаз дискі әдісі. Сүтқышқыл бактериялардың антибиотиктерге сезімталдық қасиеттерін анықтау қағаз дискі әдісі бойынша анықталады. МRS қоректік ортасы бар Петри табақшасына сүт қышқылды бактерияларын егіп, оның үстіне залалсызданған қысқышпен антибиотиктердің белгілі концентрациясы сіңірілген дискілерін белгілі ара қашықтықтарын сақтап егіледі. Егілген Петри табақшаларын 37⁰C температурада 48 сағатқа қойылады. Сүт қышқылды бактериялардың антибиотикке сезімталдығын, сол антибиотик маңындағы пайда болған зонадан көруге болады. Біздің бұл жұмыста келесідей антибиотик түрлері алынды: ампициллин (10 мкг), эритромицин (10мкг), цефамандол (30 мкг), ципрофлоксацин (5 мкг), цефтриаксон (30 мкг), карбенициллин (25 мкг), ванкомицин (30 мкг), тетрациклин (10 мкг), оксациллин (5мкг), рифампицин ( 2 мкг), линкомицин (10 мкг), неомицин (30мкг).

2.2.5 Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу әдісі

Лабораториялық жағдайда ұйытқы дайындау үшін тек стерильді сүт, ал өндірістік ұйытқы алуда стерильді және пастерленген сүт қолданылады. Пастерленген және стерильді сүтті дер кезінде әрбір ұйытқыға оптимальді төменгі температураға дейін салқындатады. Стерильді сүтте лабораториялық немесе өндірістік ұйытқы негізінде өнім алу үшін сүт немесе кілегейге 1-3% мөлшерде, ал өндірістік ұйытқыны пастерленген сүтке 3-5% мөлшерде пайдаланады.

Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу алу үшін Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының бір күндік дақылдары қолданылады. Оларды 9-10мл майсызданған сүті бар пробиркаларға стерильді жағдайда 0,1 мл-ден егіп, 37°C температуралы термостатта бір тәуліктік дақылды өсіріп аладық. Сүтқышқылды бактериялардың бір тәуліктік дақылдарын әртүрлі нұсқалық қатынастарда заласыздандырылған сүттің белгілі бір көлемінде енгізіп, 37°C температуралы термостатқа 24 сағатқа қалдырамыз.

Жұмыста алынған нұсалық атынастар:

Lactococcus lactis МГ-1 5% нұсқасында – 5 мл дақыл – 95 мл заласызданған сүт.
Lactococcus lactis МГ-1 10% нұсқасында – 10 мл дақыл – 90 мл заласызданған сүт.
Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 5% нұсқасында – 5 мл дақыл – 95 мл заласызданған сүт.
Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 10% нұсқасында – 10 мл дақыл – 90 мл заласызданған сүт.
Lactococcus lactis МГ-1 + Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 5% нұсқасында – 5 мл +5мл дақылдар – 90 мл заласызданған сүт.
Lactococcus lactis МГ-1 + Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 2,5% нұсқасында – 2,5 мл +2,5мл дақылдар – 90 мл заласызданған сүт.

Сонан соң бұл өсіп шыққан дақылдарды түрлі концентрацияда стерильденген сүтке егіп, 37°C температуралы термостатқа 24 сағатқа қалдырамыз. Алынған нәтиженің орта қышқылдылығы, қышқыл түзу белсенділігі, органолептикалық қасиеттері зерттелінеді.

Сүт келесідей органолептикалық қасиеттермен сипатталады: сыртқы түрі мен текстурасы – конистенциясы, құрылымы, түсі, дәмі, иісі және аромат. Бұл қасиеттер адамның көру, сезу, дәм білу, иіс сезу және есту қабілетімен анықталады. Органолептикалық анализ – өнімнің қасиетіне адамның сезім мүшелерінің сапалық және сандық жауап беру реакциясын сынау.

2.2.6 Алынған мәліметтерді статистикалық өндеу

Алынған мәліметтер статистикалық өңдеуден өтті. Орташа квадраттық ауытқуын у келесі формула арқылы есептелінді (2):

(2)

қайталанатын нұсқалар жоқ жағдайда пайдаланады

n — нұсқа саны

— орталық ауытқулардың квадрат саны

_i — нұсқа

М – орташа арифметикалық кестелерде , формуласы бойынша есептелген орташа арифметикалық мәндер келтірілген.

— орташа квадратты ауытқу

n — нұсқа саны

Статистикалық өндеу жасағанда кестелік процессор Ехсеl 7.0 пайдаландық.

Орташа арифметикалық мәнін анықтау мынадай формуламен анықталады (3):

(3)

Орташа квадраттық ауытқу келесі формуламен есептеледі (4):

(4)

3 Зерттеу Нәтижелері мен оларды талқылаулар

1 Ұзақ уақыт сақтаудан кейінгі сүтқышқыл бактерияларының тіршілік ету қабілеті

Қазіргі таңда микроорганизмдерді тіршілікке қабілетті жағдайда сақтау көбінесе микробиологиялық лабораториялар мен биотехнологиялық өндірісте өндірістік және зерттеу мақсатында пайдаланылады. Микроорганизм консервациясының басты міндеті – жоғары тіршілікке қабілеттілігін ұзақ уақыт сақтау мен мутациялық өзгерістерді ескерту, яғни табиғи қалпына жақын максимальды жағдайды ұстап тұру. Микроорганизмдерді сақтаудың дәстүрлі бірнеше әдістері белгілі. Солардың бірі лиофилизация әдісімен кептіру болып табылады. Лиофилизация әдісімен кептіру микроорганизм клеткаларын ондаған жылдар бойы сақтауға мүмкіндік беретіндігі әдебиеттердегі мәліметтерден белгілі. Дегенмен, кептіру және мұздату тәсілдері клеткалардың мембраналық құрылымдарын сусызданудан сақтайтын протекторларды қолдануды талап етеді. Бұл мақсатта протекторлар ретінде қанттар мен полимерлер қолданылады [33].

Жұмыста микробиология кафедрасының коллекциясында ұзақ уақыт лиофильді кептіру әдісімен сақталған Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 дақылдарының тіршілік етуге қабілеттігі анықталынды. Лиофильді кептірілген сүтқышқыл бактериялардың тіршілік ету қабілеттілігін зерттеуде дақылдарды гидролизденген сүтті агар (ГСА) қоректік ортасына егу арқылы тірі клеткалардың саны анықталынды. Лиофилизация әдісмен 10 жыл сақталған дақылдарды белсендіріп, тіршілікке қабілетті клеткалар санын анықтау үшін ампуладағы лиофилизденген дақыл биомассасына 10 мл көлемде физиологиялық ерітіндіні құйып, одан әрі тағайындалған суспензиядан 0,1 мл алып, майсызданған сүтке және бір қатар сұйылтулар (10^-1 – 10^-9 аралығында) жасап, әрбір сұйылтудан қатты ГСА және MRS қоректік орталарына газон әдісмен егілді. Мұндағы мақсат лактобактериялардың ұзақ уақыт сақталған биомассадағы тіршілікке қабілетті клеткалардың санын анықтау болып отыр. Егілген материал 37ºС температурада термостатқа 1 тәулікке қойылды.

Lactococcus lactis МГ-1 және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының

ГСА және MRS қоректік орталарында бір тәулік ішінде жаппай, нүктелі колониялар түзіп өсіп шығу, олардың өміршеңдігінің көрсеткіштер жоғары екендігін көрсетеді (3сурет ).

3 сурет. Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамының ГСА қоректік ортасында өсуі.

Клетка санын анықтау үшін тоғыз реттік сұйылту жасалынып, олардың әрқайсысынан Кох әдісімен қатты қоректік орта ГСА-ға екі қайтара егілді. Өсіп шыққан микроорганизмдердердің саны микробиологияда жиі қолданылып жүрген тәсілдермен есептелінді (1 кесте).

1 кесте

Тіршілікке қабілетті сүтқышқыл бактериялар клеткаларының саны

Реттік сұйылту қатары

10¹

10²

10³

10⁴

10⁵

10⁶

10⁷

10⁸

Дақыл

Lactococcus lactis МГ-1

бетіне жайылып өскен

1.7×10³

5.5×10³

7.2×10⁶

1.2×10⁶

4.5×10⁵

—

Lactobacillus delbrueckii ВМ-1

бетіне жайылып өскен

3.8×10⁵

2.7×10⁶

1.4×10⁶

1.6×10⁶

—

Ескерту: — мүлдем өспеген

Lactococcus lactis МГ-1 штамының тіршілік етуге қабілетті клеткалар саны 4,2×10⁶— 1,4×10⁷ аралығында, ал Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамында 7,2х10⁶ — 3,2х10⁷ болғандығы көрсетілді. Бұл көрсеткіштер лиофильді кептірілген сүтқышқыл бактериялардың бастапқы дақылының тіршілікке қабілетті клеткалар санының 75-85% екендігі анықталды. Микроорганизм дақылдары сақтау барысында штамдардың қажетті физиология – биохимиялық қасиеттерін жоғалту нәтижесінде өмірсүргіштік көрсеткіштері де төмендейтіндігі көптеген әдебиеттердегі мәліметтерден белгілі [27]. Лиофилизденген клеткалардың тірішілікке қабілеттілігі микроорганизмнің түрі мен штамның өзіндік ерекшелігіне, клеткалардың өсу сатысы мен бастапқы концентрациясына, криопротекторлардың құрамына, лиофилизация режиміне, реактивация шарттарына байланысты болады.

Микроорганизмдердің дақылдарын сақтаудың дәстүрлі әдістері бай қоректік ортаға мерзімді жиі егуге негізделген. Мұндай сақтау әдісінің нәтижесінде штамдар қажетті физиология – биохимиялық қасиеттерін жоғалтуға әкелетін, автоселекцияға және мутациялық өзгергіштікке ұшырайды. Дақылдарды құнды қасиеттерін жоғалтпай ұзақ уақыт сақтау, олардың барлық тіршілікке қажетті процестері мен генетикалық құбылыстарын лезде тоқтатумен байланысты. Мұндай жағдайда дақылдар анабиозға жақын күйге көшеді [34].

Сонымен Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының 10 жыл сақтаудан кейінгі өміршеңдігінің төмендеуі әдебиеттердегі мәлеметтермен түсіндіріліп, алынған көрсеткіштер негізінде сүтқышқыл бактерияларының тіршілік ету қабілеті қажетті деңгейде сақталған деп айта аламыз.

Көріп отырғанымыздай, лиофилизация процесі тіршілікке қабілетті клетка санының төмендеуіне алып келеді: клеткалардың тірі қалуы ксеропротектор ретінде сахароза және желатин ерітінділері қолданылғанда бірінші егуде бастапқы сақтағанға дейінгі көрсеткіштермен салыстырғанда 75-85% құрады. Мұны жоғары көрсеткіш ретінде бағалауға болады. Лактобациллалардың тіршілікке қабілеттілігі лактококктарға қарағанда жоғары болды, алайда екеуінің аралығында айтарлықтай айырмашылық байқалған жоқ. Біздің алынған нәтижелер сүтқышқыл бактериялар дақылдарын сақтау әдістерімен айналысатын Л.Г. Стоянова мен З.А. Аркадьеваның әдебиеттерінде келтірген мәліметтерге сай келді.

3.2 Сүтқышқыл бактериялардың морфологиялық және культуральдық қасиеттері

Микробиология ғылымының қарқынды тез дамуы лактобактериялардың морфологиялық және культуралдық қасиеттері туралы мәліметтер, оларды кеңінен қолдану мүмкіншілігін кеңейтті. Сүт қышқыл бактерияларды әртүрлі табиғи және жасанды субстраттарда бөліп алу және мөлшерін есептеу қиынға соғады. Сүтқышқыл бактерияларды дақылдау әртүрлі витаминдер көзі, амин қышқылдары, пуриндер мен пиримидиндер, ет және ашытқы экстракттары, сүт сарысуын, белокты гидролизаттары бар күрделі қоректік орталарды қажет етеді.

Жұмыста Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының морфологиялық және культуральдық, қасиеттерін зерттеу микробиологиялық дәстүрлі әдістермен жүргізілді. Дақылдардың морфологиялық қасиеттері – клеткалардың пішіні, көлемі, клеткалардың орналасуы; олардың қозғалуы; спора түзуі; грам бойынша боялуы арқылы сипатталып, культуралдық қасиеттері әртүрлі сұйық, қатты қоректік орталарда өсу ерекшеліктері, колониялардың көлемі және олардың құрылымы зерттелді.

Lactococcus lactis МГ-1 және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдары ГСА және MRS агарлы қоректік орталарда мөлшері 1-2 мм болатын дөңгелек және дұрыс емес пішінді, ақ немесе ақшыл түсті, өте ұсақ колониялар түзеді, ақшыл, нүктелі, шеті тегіс колониялар түзіп, қарқынды өскен. Микроорганизмдердің культуралдық қасиеті көптеген факторларға яғни қоректік ортаның құрамына және физика – химиялық көрсеткіштеріне, дақылдау жағдайына тәуелді болады [27]. Сондықтан сүтқышқыл бактрияларының культуралдық қасиеттеріне кейбір ауытқулар тән.

ГСА және MRS агарлы қоректік орталарда өсіп шыққан колониядан грам әдісі бойынша және метилен көгімен боялған бекітілген препараттар жасалып, клеткалдың морфологиясына сипаттама берілді. Lactococcus lactis МГ-1 штамының клетка мөлшері 0,9 –1,0 мкм, пішіні кокк тәрізді дөңгелек, жеке-жеке, диплококктар немесе қысқа тізбектер түрінде орналасқан, грам оң коктар, ал Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 клетка мөлшері 0,9-1,0 мм-ден 4,2-4,5 мкм, болатын таяқшалар, жұптасқан немесе қысқа тізбектер түзетін грам оң таяқшалар екендігі анықталды. (4 сурет).

сурет. Lactobacillus delbrueckii ВМ-1штамының клетка морфологиясы

Әдебиеттердегі мәліметтерден сүтқышқыл бактериялардың клетка пішіні сфералы және элипс формасындағы коккалар және әр түрлі ұзындықтағы таяқшалар бола алады. Клетканың формасы және ұзындығы әр түрлі культурада қоректік ортаның құрамына, оттегінің болуына және дақылдау әдісіне байланысты болады. Lactacoccus бактерияларының түрлері домалақ және кішкене дөңес клеткалар, мөлшері 0,5 — 1,0 х 0,8 – 1,0 мкм, біреуден, екеуден немесе тізбектеле орналасады. Осы топтың өкілі Lb.lactis subs. lactis— ті кейбіреулер таяқша тәрізді деп ойлайды, себебі, клетка еніне қарағанда ұзындығы үлкен, ал ашытылған қоймалжың сүтте диплококк тәрізді болады. Lb.lactis subs cremoris алдыңғыдан клетканың ұзын тізбек тәрізділігімен ерекшелінеді. Көптеген термофильді стрептококктардың штамдары Streptococcus thermophilus ұзынан тізбектеле орналасады. Lactobacillus туысы морфологиясы бойынша кішкене кокка тәрізділерден үлкен айырмашылығы бар, жіп тәрізді таяқшаға дейін ұзындығы 0,7-1,1 ден 3,0-8,0 мкм, біреуден немесе тізбектеле орналасады. Lactobacillus клеткасының ұзындығының өсуі В12 витаминінің жетіспеушілігінде, этил спирті антибиотик мөлшері жоғары ортада дақылдағанда клеткаға лизоцим мен ионмен сәулелегенде байқалады [35]

Сүтқышқыл бактериялардың сүт өндірісінде рөлі орасан зор. Сүтқышқыл бактериялар сүт қанытын – лактозаны, сүтқышқылы –лактатқа дейін ашытып, ортаның рН мәнін төмендетіп, нәтижесінде казеиннің ұйыюына және қышқылға сезімтал микроорганизмдер өсуінің тежелуіне әсер етеді. Көптеген әдебиеттерде сүтқышқыл бактериялардың сүтті ұйыту уақытының ұзақтығы олардың белсенділігімен байланыстыратын мәлеметтер көп кездеседі. Сондықтан, біздің жұмысымызда да сүтқышқыл бактериялардың сүтті ұйыту белсенділігіне ерекше көңіл бөлінді.

Лактобактериялардың сүтті алғашқы ұю уақытын анықтау үшін егілген материалды дақылдау барысында бақыланып отырды. Алынған нәтижелер бойынша Lactococcus lactis МГ — 1 штамы Lactobacillus delbrueckii ВМ-1

штамына қарағанда сүтті ұйыту қарқындылығы әлдеқайда жоғары екендігі анықталды. Жұмыста Lactococcus lactis МГ — 1 штамы сүтте өсу барысында, сүтті дақылдаудың 16-18 сағатында ғана алғашқы ұйыту белгілерін байқалтқанымен, 24 сағаттан кейін концистенциясы өте тығыз, сарысусыз біртекті ұйытқы түзген.

5 сурет. Lactococcus lactis МГ — 1 және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының сүтте өсуі

Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамында ұйытқы түзудің алғашқы белгілері 10-12 сағаттарда көрінгенмен, алайда түзілген ұйытқы біртекті емес, сарысу түзілген. Сарысу пробирканың түбінде, арасында және бетінде түзілген. (5сурет). Майсызданған сүтті ұйытқан культураларды грам әдісі бойынша бояп, тағы да клеткалардың морфлогиясы тексерілді. Бұл жұмыстың нәтижесінде Lactococcus Iactis МГ – 1 штамы грам оң, тізбектеліп орналасқан кокктар, сондай-ақ жеке-жеке коктарды да байқадық. Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штаммы грам оң, пішіндері атына сай таяқшалар. Бұлардың көпшілігі жеке, жұптасып, тізбектеліп орналасқан.

Жасалынған жұмыстардың нәтижесіне сүйене отырып, дақылдардың морфологиялық және культуральдық қасиеттері олардың сақтауға дейінгі көрсеткіштерінен өзгермеген деген қорытынды жасай аламыз.

3.3 Сүтқышқыл бактериялардың физиология – биохимиялық қасиеттері

Жалпы сүттен және шие ағашы гүлінен бөлініп алынған Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 (сәйкесінше) штамдарының физиология — биохимиялық қасиеттерін зерттеу үшін түрлі әдістер қолданылды.

Ұзақ уақыт лиофильді кептіру әдісімен сақталған Lactococcus lactis МГ-1 және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының физиология – биохимиялық қасиеттерін зерттеу келесідей белгілермен NaCI–дың және өттің әртүрлі концентрациясында өсуіне байланысты тұрақтылығы және қышқыл түзу белсенділік қасиеттері анықталынды.

Сүтқышқыл батериялардың NaCl және өттің әр түрлі концентрацияларына тұрақтылығын анықтау. Жұмыс барысында NaCl мен өтке тұрақтылығын анықтау үшін, NaCl – дың 2, 4, 6% және өттің 20%, 30%, 40% концентрациялы гидролизденген қоректік ортасы дайындап алынды. Алдымен NaCl-дың түрлі концентрациясына тұрақтылығы бір тәуліктен кейін (24 сағат), сонан соң екі тәуліктен кейін (48 сағат) анықталынды.( 2 кесте)

Құрамында 2 және 4 % NaCl бар гидролизденген сүтте зерттелген екі штам да жақсы өскен. Ас тұзының 6 % концентрациясына Lactococcus lactis МГ-1 штамы төзімсіздік көрсетсе, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамы қарқынды өскен. Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 дақылдары зерттелуге алынған NaCl – дың 2, 4, 6% барлық концентрациясында жақсы өскен, яғни олар NaCl –дың жоғары мөлшеріне Lactococcus lactis МГ-1 дақылына қарағанда төзімді екендігі анықталды. Әдебиеттердегі мәліметтер бойынша, осындай жағдайда қымыз, тұздалған капуста, ірімшік, сүзбе және өсімдік көздерінен бөлініп алынған штамдар жақсы өсуге қабілетті.

2 кесте

Сүт қышқыл бактерияларының NaCl мен өттің түрлі концентрациясына бір тәуліктен (24 сағат) кейінгі тұрақтылығы

Зерттелген физиология–биохимиялық қасиеттері		Дақыл атаулары
Зерттелген физиология–биохимиялық қасиеттері		Lactococcus lactis МГ-1	Lactobacillus delbrueckii ВМ-1
Өттің әр түрлі концентрациясында өсуін бақылау, %	20	+	+
	30	+	+
	40	±	—
NaCI – дың әртүрлі концентрациясында өсуін бақылау, %	2	+	+
	4	±	+
	6	—	+

Ескерту: (+) — өсу қарқыны жоғары, (-) — өсу қарқыны төмен, (±) – өсу қарқыны орташа

Ғалымдардың сүтқышқыл бактериялардың осы қасиеті жайында ойлары алауантүрлі. Кейбір ғалымдардың сүтқышқыл бактериялар, әсіресе лактококтардың 6 % NaCl қатысында өспейтіндігін айтса [4], басқа ғалымдар түр ішінде NaCl жоғары концентрациясында өсуге қабілетті штамдар кездесетіндігін көрсеткен [36 ].

Сүтқышқыл бактериялар өте ерте уақыттардан бастап тамақ өндірісінде кеңінен қолданылып келеді. Лактобактериялар медицина мен ветеринарияда емдік препараттар мен биологиялық белсенді қоспалар ретінде пайдаланылатын заттардың құрамында болады. Соңғы жылдарда сүтқышқыл бактериялардың адам ағзасына сауықтырушы әсері олардың адгезивті, антоганистік, иммуномодульдеуші, ісікке қарсы қасиеттері және тағы басқа биологиялық қасиеттеріне байланысты болады. Сүт және сүт өнімдермен организмге енген сүтқышқыл бактериялардың жоғарыда айтылған сауықтыру қасиеттері, олардың асқазан – ішек жолдарының әртрүлі биологиялық сұйықтықтардың әсеріне төзімділігімен түсіндіріледі.

Сондықтан жұмыста сүтқышқыл бактериялар өттің әр түрлі 20%, 30%, 40% концентрацияларына тұрақтылығы зерттелінді. Зерттеу нәтижесінде Lactococcus lactis МГ-1 штамы өттің 20%, 30%, 40% барлық мөлшеріне жоғары төзімділік көрсетсе, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 өттің 40% мөлшері қатысында өспеген. Жалпы зерттеліп отырған штамдардың өттің әтрүрлі концентрациясына төзімділігі айтарлықтай жоғары. Сүтқышқылдық өнімдер және пробиотикалық тағамдар мен препараттар өндіруде осындай штамдарды пайдалану үлкен нәтиже береді.

Қорытындылай келсек бөлініп алынған сүтқышқыл бактериялардың дақылдары ас тұзының және өттің әр түрлі концентрацияларына төзімді болып келді. Мұны штамдардың өсу қарқындылығынан көруге болады.

Сүтқышқыл бактериялардың қышқыл түзу энергиясы және қышқыл түзудің шегі.

Қышқылдарды жинақтау қабілеттілігі – сүтқышқыл бактериялардың өндірісте қолданылатын негізігі қасиеті. Сүт қышқылы микроб синтезінің сүт қышқыл бактерия көмегімен алынған бірінші өнім болып саналады. Сүт қышқылын тамақ өнімінің сапасын жақсартуда, консервілеуде, әртүрлі субстраттарды қышқылдандыру мақсатында, тағамдық қоспа ретінде, әсіресе десерттік және диеталық сусындарды алуда кеңінен қолданады. Ал өнеркәсіпте сүтқышқылын алу үшін тек қана гомоферментативті сүт қышқылды бактерияларды қолданады.[37]

Сапалы сүтқышқылды сусын алу үшін сүтқышқылы бактерияларының қоректік ортада органикалық қышқылдарды жоғары мөлшерде түзуі маңызды екендігі ескерілді.

Әртүрлі субстраттардан бөлініп, лиофильді кептіру әдісімен алынған сүтқышқыл бактериялардың қышқыл түзу белсенділігі майсызданған сүтте 17 сағат және 7 тәулік аралығында Тернер әдісімен анықталынды. Жалпы, алынған штамдардың ішінде Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 қышқыл түзу энергиясы 71°Т, ал қышқыл түзу белсенділігінің шегі жоғары — 170°Т болды (3 кесте).

3 кесте

Сүтқышқыл бактерияларының қышқыл түзу белсенділігі

№	Дақылдар	Қышқыл түзу энергиясы (°Т)	Қышқыл түзу шегі (°Т)	Бөлініп алынған субстраты
1	Lactococcus lactis МГ-1	94±1,8	125±2,5	Сүт
2	Lactobacillus delbrueckii ВМ-1	71±1,4	170±3,4	шие ағашының гүлі

Ал табиғи сүттен бөлініп алынған Lactococcus lactis МГ-1 штамының осы көрсеткіштері яғни қышқыл түзу энергиясы 94°Т, қышқыл түзу шегі 125°Т аралығында болатындығы анықталды. Зерттелінген дақылдардың қышқыл түзу қабілеттілігі әртүрлі болды. Олардың қышқыл түзу энергиясының шегі 71-94°Т, ал қышықыл түзу шегі 125-170°Т. Сүттердің ұю уақытының ұзақтығы – 10-18 сағат. Бұл мәліметтер С.Б. Задоян және Л.А. Банникова ,Е.И. Квасников және О.А. Нестеренко, Л.Г. Стоянова мен З.А. Аркадьева зерттеулерімен сай келеді.

Сүтқышқыл бактериялар Lactococcus lactis МГ-1 және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының сақтауға дейінгі қышқыл түзу энергиясы 45°Т және 126°Т, ал қышқыл түзу белсенділігінің шегі 88°Т және 244°Т болған (сәйкесінше). Зерттеу нәтижесінде алынған нәтижелерді штамдардың сақтауға дейінгі көрсеткіштерімен салыстырғанда қышқыл түзу белсенділігінің 30% -ке төмендігі анықталды (6 сурет).

6 сурет. Lactococcus lactis МГ-1 және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1штамдарының қышқыл түзу белсенділігі

Сүтті ұйыту, қышқыл түзу энергиясы, қышқыл түзу шегі сүтқышқыл бактериялардың өзіндік қасиеті болып табылады, олар дақылдың сипаттамасын толықтырып тұрады. Дақылдардың екі көрсеткіші де жоғары болған жағдайда дақыл құнды болып табылады [33].

3.4 Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігі және антибиотиктерге сезімталдығы

Сүтқышқыл бактериялардың маңыздылығы физиология-биохимиялық, антибиотикалық және пробиотикалық қасиеттерімен анықталады. Осылайша сүтқышқыл бактериялардың антагонистік қасиеті өте ерте кезден бастап практикада қолданылып келеді. Сүтқышқылды ашудың консервілеу әсері көкөністерді, жемістерді ашытуда, жемдерді силостауда, балықты тұздауда қолданады.

Қазіргі кезде биотехнологияның қажеттіліктерінің жоғарлауына, қошаған ортаның экологиялық радиациялық фонының өзгеруі және практикада химиялық, цистостатикалық және гормонды препараттарды кеңінен қолдану қауіпсіз, тиімді антагонист – дақылдарды іріктеу жұмысының маңызы орасан зор. Сүтқышқыл бактериялар өздерінің жоғары антагонистік қабілетімен патогенді микроорганизмдерге резистенттілігін жоғарылатады.

Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік белсенділігін агарлы блок әдісімен тест-дақылдың өсуін тежеу аймағының диаметрін өлшеу арқылы анықталды. Тест — дақылдар ретінде Mycobacterium rubrum, Staphylococcus aureus, Escherchia coli, Proteus, Salmonella typhimorium, Salmonella typhi, Sarcina, Pseudomonos aeruginosa микроорганизмдері алынды (7 сурет).

7 cурет . Сүтқышқыл бактерияллардың антагонистік қасиеті

Сүтқышқыл бактериялардың антагонистік қасиеттерін зерттеу нәтижесінде жалпы қарастырылып отырған штамдардың белсенділігі орташа көрсетікіштерге сай екендігі анықталды. Бұл нәтижені штамдардың ұзақ уақыт сақтау жағдайында болуымен түсіндіруге болады. Шие ағашы гүлінен бөліп алынған Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамы Mycobacterium rubrum (21 мм) S.typhimorium (18 мм), Proteus (8 мм), бактериялардың өсуін тежеп, жоғары антагонистік белсенділік көрсетті. Ал Lactococcus lactis МГ-1 штамы Mycobacterium rubrum (19мм) Proteus (7мм) дақылдарының өсуін белсенді тежеген. Бұл штамдардың жоғары антоганистік белсенділігі олардың жоғарыда айтылып кеткен белсенді қышқыл түзу қасиетімен түсіндіруге болады. Lactococcus lactis МГ-1 және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдары тест –дақылдардың басқа түрлері ( S.typhi, Sarcina, E.coli, St.aurues) қатысында орташа және төмен белсенділік көрсетті.

Организмде сүтқышқыл бактериялардың аздығы, организмнің минералды алмасуын және асқорыту процестерінің бұзылуына әкеледі. Сонымен бірге сүтқышқыл бактериялардың ішек таяқшаларына әсері бірқатар ғалымдардың жұмысында келтірілген.

Медицинада әр түрлі ауруларды емдеу үшін антибиотиктер кеңінен қолданады. Ал антибиотиктерге ересектер мен балалар жоғары сезімталдық көрсетіп, организмнің қалыпты микрофлорасының ауытқулары салдарынан дизбиоздық жағдай туындайды. Организмде дизбактериоздың салдарынан асқазан – ішек жолдарының функциясы бұзылып, бүкіл организмге кері әсер ететіндігі көптеген мақалаларда жарық көрген. Қазіргі таңда антибиотикке төзімділік көрсететін сүтқышқыл бактериялар штаммдары бар өнімдер алу кеңінен қолға алынуда. Сондықтан күнделікті тамақтануда қолданылатын сүтқышқылдық өнімдердің ұйытқысы құрамында антибиотиктердің әсеріне төзімді сүтқышқыл бактериялары сұрыпталып алған жөн [41].

Жұмыста жоғарыда айтылған мәліметтерді ескере отырып, әртүрлі субстраттардан бөлініп алынған Lactococcus lactis МГ-1 және Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының антибиотиктерге сезімталдығын төмендегі кластардың өкілдері: бета-лактамы – ампициллин (10 мкг), оксациллин (5мкг), гликопептидерден – ванкомицин (30 мкг), макролидалар — эритромицин (10мкг), линкозамидтер — линкомицин (10 мкг), цефалоспориндер — цефамандол (30 мкг), ципрофлоксацин (5 мкг), цефтриаксон (30 мкг), карбенициллин (25 мкг), тетрациклин (10 мкг), рифампицин ( 2 мкг), неомицин (30мкг) қатысында зерттелінді (4кесте).

4 кесте

Сүт қышқыл бактериялардың антибиотиктерге сезімталдығы

Дақылдар	Дақылдың өсуі тежелу аймағының мөлшері (мм)
Дақылдар	Эритромицин (10)	Ампециллин (10)	Ванкомицин (30)	Тетрациклин (10)	Рифампицин (2)	Линкомицин (10)	Неомицин (30)	Карбенициллин (25)	Цефтриаксон (30)	Цефамандол (30)	Ципрофлоксацин (5)
Lс. lactis МГ-1	21	20	16	8	8	10	17	12	9	—	—
Lb. delbrueckii ВМ-1	15	11	16	11	9	13	13	25	17	15	3

Ескерту: (-)- мүлдем төзімсіз, тежелу аймағы жоқ

Зерттеу нәтижесінде сүтқышқыл бактериялар дақылдарының антибиотиктерге сезімталдылығын анықтағанда олардың барлығы дерлік микроорганизмдердің клетка қабатының синтезін зақымдайтын бета-лактамды антибиотик — ампициллинге және эритромицинге сезімталдылығы жоғары, дақылдардың өсуі тежелу аймағының мөлшері 15-21 мм.

Lactococcus lactis МГ-1 штамы өсуінің тежелу аймағының диаметрі бета лактамды ампицилин антибиотигі қатысында — 20мм , эриттромицин — 21мм, неомицин -17мм, ванкомицин -16мм, антибиотиктеріне орташа сезімталдылық, ал тетрациклин 8мм, рифампицин 8мм антибиотиктеріне әлсіз сезімталдылық көрсетті. С. Е. Виноградская, Е. С. Горбачева, Т. П. және т.б. мақалаларында микроорганизмдердің антибиотиктерге сезімталдығын зерттеу нәтижесін төмендегідей бағалауды ұсынған. Микроорганизмдер өсуінің тежелу аймағының диаметрі 15 мм-ге дейін — белгілі антибиотикке аз сезімтал, 15– 25мм аралығында орташа, ал 25 мм көп болған жағдайда жоғары сезімтал деген тұжырым жасауды ұсынған

Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штаммы карбенициллинге (25мм) жоғары сезімталдылық, цефтриаксон (17мм), ванкомицин (16мм) антибиотиктеріне орташа, ал ципрофлоксацин (3мм) антибиотигіне әлсіз сезімталдылық танытты.

Бактерия клеткаларының ақуыз синтезін бұзатын антибиотик – тетрациклин бірінші топтың антибиотиктеріне қарағанда сүтқышқыл бактериялар клеткаларына әлсіз сезімталдылық көрсетті, дақылдардың өсуі тежелу аймағының мөлшері 8-11мм.

Ал бактерия клеткасының тек белок синтезін ғана емес, сонымен қатар микроорганизм клеткасының геном репликациясының процесін бұзатын антибиотиктерге (стрептомицин, гентамицин, канамицин) сүтқышықыл бактерияларының сезімталдылығы өте төмен. Лактобактерияларға аминогликозидтік антибиотиктердің әсері келесі реттілікпен төмендейді: канамицин, стрептомицин, гентамицин. Жалпы, лактобациллалар антибиотиктердің әсеріне мейлінше тұрақты болып келеді. Біздің алынған мәліметтер әдебиеттерге сай келеді.

3.5 Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу әдісі

Зертханалық жағдайда сүтқышқыл бактерияларының таза дақылдары негізінде сүтқышқылды сусын алу алу үшін Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының бір күндік дақылдары қолданылды. Оларды 9-10мл майсызданған сүті бар пробиркаларға стерильді жағдайда 0,1 мл-ден егіп, 37°C температуралы термостатта бір тәуліктік дақылды өсіріп аладық. Сүтқышқылды бактериялардың бір тәуліктік дақылдарын әртүрлі нұсқалық қатынастарда заласыздандырылған сүттің белгілі бір көлемінде енгізіп, 37°C температуралы термостатқа 24 сағатқа қалдырамыз.

Жұмыста алынған нұсалық қатынастар:

Lactococcus lactis МГ-1 5% нұсқасында – 5 мл дақыл – 95 мл заласызданған сүт.
Lactococcus lactis МГ-1 10% нұсқасында – 10 мл дақыл – 90 мл заласызданған сүт.
Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 5% нұсқасында – 5 мл дақыл – 95 мл заласызданған сүт.
Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 10% нұсқасында – 10 мл дақыл – 90 мл заласызданған сүт.
Lactococcus lactis МГ-1 + Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 5% нұсқасында – 5 мл +5мл дақылдар – 90 мл заласызданған сүт.
Lactococcus lactis МГ-1 + Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 2,5% нұсқасында – 2,5 мл +2,5мл дақылдар – 95 мл заласызданған сүт.

Барлық белсенді сүтқышқылы негізіндегі сүтқышқылды сусындардың органолептикалық қасиеттері, орта қышқылдылығы, қышқыл түзу белсенділігі сиптталды (5 кесте).

5 кесте

Сүтқышқыл бактериялардың физика-химиялық қасиеттері

Сүтке енгізілетін ұйытқы концентрациясы ұйытқы түріне, нақты өндірістік жағыдайларға байланысты. Температура мен сүттің ұю ұзақтығы ұйытқының түріне және мөлшеріне байланысты. Жаңа дайындалған ұйытқы белсенді болады, сондықтан ұйытқы жетілегеннен кейін бірден өндірісте қолданылған дұрыс. Сақтау қажеттіліктері туындайтын болса, ұйытқыны 3—10°С температураға дейін салқындатып, 3—6°С 72 сағат, 8—10°С— 24 сағат сақтайды. Өнімді лабораториялық жағыдайда залалсызданған сүтке 1-3% ұйытқы қосса, ал өндірістік жағыдайда 3-5 % ұйытқы қосады. Ұйытқының мөлшері оның белсенділігіне және ұйытудың ұзақтығына байланысты таңдап алынады.[40]

Зерттеу жұмысы негізінде дайындалған сүтқышқылды сусындардың жоғарыда аталған қасиеттерін негізге ала отырып, Lactococcus lactis МГ-1 5% нұсқасында( 5 мл дақыл – 95 мл заласызданған сүт) және Lactococcus lactis МГ-1 + Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 2,5% нұсқасында (2,5 мл +2,5мл дақылдар – 95 мл заласызданған сүт) дайындалған сүтқышқылды өнім таңдалынып алынды (8 cурет).

8 сурет. Белсенді сүтқышқыл бактериялар негізіндегі сүтқышқылды сусын

Себебі бұл Lactococcus lactis МГ-1 5% және Lactococcus lactis МГ-1 + Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 2,5% сүтқышқыл бактериялар негізіндегі сусынның дәмі тәтті, иісі ароматты, консистенциясы біртекті, тұтынуға ыңғайлы. Бұл бактериялар негізінде балаларға арналған және диеталық өнімдер алуға болатындығын көрсетеді. Ал қалған Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 5%, Lactococcus lactis МГ-1 + Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 5% белсенді сүтқышқыл бактериялар негізіндегі сусындардың дәмі қышқылау ,біртекті ұйымаған. Бұларды көбіне қышқыл сусындар, айран алуға қолдануға болады.

Жалпы, осы сүтқышқыл бактерияларын өндіріске пайдалануға болатындығы аңғарылды.

ҚОРЫТЫНДЫ

Қазіргі таңда адамның түрлі шырышты қабаттарындағы микроорганизмдер баланысын қалпына келтіру мақсатында, яғни түрлі дисбактериоздарды емдеу профилактикасында құрамында лиофильді кептірілген сүт қышқылы микроорганизмдері бар пробиотиктер қолданылады. Сүт қышқылы бактериялары емдік – сақтық дәрі ретінде ауыл шаруашылығында, мал дәрігерлік жұмыстарында, медицинада қолданылады.

Сүт қышқылы бактерияларына мұндай жоғары сұраныс олардың сан алуандығы мен тіршілік әрекетінің нәтижесінде биохимиялық құрылымы бай аса пайдалы түзілістер түзуіне байланысты. Сүт қышқылы өнімдерінің тағамдық және биологиялық құндылығы оларды органикалық қышқылдармен, витаминдермен, аминқышқылдармен, ароматикалық қосылыстармен (ацетон, диацетальдегид және т.б.) пайдалы микроб метаболизмінің заттарымен байыту арқасында жақсарып отыр.

Бітіру жұмысының нәтижесінде алынған мәліметтерді төмендегідей қорытындылауға болады:

Микробиология кафедрасының коллекциясында ұзақ уақыт лиофильді кептіру әдісімен сақталған Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдарының тіршілікке қабілетті клеткаларының саны анықталынып, пайыздық шамамен 75-85%-ға тең екендігі көрсетілді.
Қышқыл түзу белсенділігінің шегі Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамында 170°T, ал Lactococcus lactis МГ-1 штаммында 125°Т болды. Бұл көрсеткіштерді дақылдарды сақтағанға дейінгі мәліметтермен салыстырғанда қышқыл түзу белсенділігі 30%-ға төмендегені анықталды.
Cүтқышқыл бактерияларының Lactococcus lactis МГ-1, Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамдары Mycobacterium rubrum (19-21мм), Salmonella typhimorium (16мм), Proteus (7-8мм) дақылдарына орташа антагонистік белсенділік көрсетсе, Salmonella typhi (5-6мм), Sarcina (4-6мм) дақылдарына әлсіз антагонистік белсенділік көрсетті (сәйкесінше).
Lactococcus lactis МГ-1 штамы цефамандол, ципрофлоксацин антибиотиктеріне сезімталдылығы өте жоғары , эритромицин (21мм), ампециллин (20мм), неомицин (17мм) антибиотиктеріне орташа, ал тетрациклин (8мм), рифампицин (9мм), цефтриаксон (9 мм) антибиотиктеріне төмен сезімталдылық көрсететіндігі анықталды. Ал Lactobacillus delbrueckii ВМ-1 штамы карбенициллин (25мм), антибиотигіне жоғары сезімталдылық танытса, цефтриаксон (17мм), ванкомицин (16мм)антибиотигіне орташа, ал рифампицин (9мм), ципрофлоксацин (3мм) антибиотиктеріне әлсіз сезімталдық танытты.
Белсенді сүтқышқыл бактерияларының осы қасиеттерінің негізінде сүтқышқылды сусын алынды.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

Банникова Л.А. Селекция молочнокислых бактерий и их применение в молочной промышленности. – М.: Пищевая промышленность, 1975.- С.143.
Квосников Е.И. Биология молочнокислых бактерии.- Академ наук.-Узбекский ССР., 1960г.
Г.Н. Дуликова, У.З. Сағындықова, Т.М. Орлюк Сүтқышқылы бактерияларының коллекциялық скринингі // Жаршы-2008.-№8 52-54 бет.
Http׃ // loveme. net. ru/www. weather. SPB.RU. STATYA. kefir.// Какой кефир ты пьешь.
Красникова Л.В. Роль микроорганизмов в производстве цельномолочных продуктов. – Ленинград, 1888.
Бондаренко В.М., Грачева Н.М., Мацулевич Т.В. Дисбактериозы кишечника у взрослых. – Москва, 2003.
Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Пробиотики и функциональное питание. М.: Издат. Грант, 2001.
http://ru. wikipedia. Org
Квасников Е.И., Нестеренко О.А. Молочнокислые бактерии и пути их использования. – Москва, 1975.
Шоқанов Н. К. Микробиология. – Алматы, 1996.
Банникова Л.А. Микробиологические основы молочного производства. — М: Агропромиздат, 1987.
Полищук Л.К., Дербинова Э.С., Казанцев Н.Н., Лабораторный практикум по микробиологии и молочных продуктов. — М: Легкая и пищевая промышленность, 1982.
Шығаева М. Х., Цзю В.Л., Сығындықова С.З. Сүт қышқылы бактериялары және ашытқы саңырауқұлақтарының негізгі қасиеттері. – Алматы, 1996.
Буров А.Д. . Молочнокислые бактерии и их распространение. – Москва, 1970.
Запруднов А.М., Мазанкова Л.Н. Микробная флора кишечника и пробиотики. – Приложение к журналу «Педиатрия». Москва, 1999.
Коровина Н.А., Захарова В.Н., Констадинова В.Н. Пробиотики и пребиотики при нарушениях кишечного микробиоценоза у детей. – Москва, 2004.
Банникова Л.А. Селекция молочнокислых бактерии и их применение в молочной промышленности. – Москва, 1975.
Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология. – Москва, 1998.
Пред. Петент. Казахстан. №6821. Способ производства кисломолочного напитка // Саубенова М.Г., Пузыревская О.М. Опубл. 15.01.1999. Б. №
Красникова Л.В. Микробиологические процессы при производстве молочных продуктов длительного хранения. – Ленинград, 1987.
Давидов Р. Б., Соколовский В. П. Молоко и молочные продукты в питании человека. — М.: Медицина, 1968.
Давидов Р. Б., Гулько Л. Е., Круглова Л. А., Файнгар Б. И. Молоко и молочные продукты как источник витаминов М.: 1972.
Соколовский В. П. Молоко и здоровье. — М.: Медицина, 1974.
Кугенев П. В. «Молоко и молочные продукты» М.:1985.
Журнал: «Наука и жизнь» № М.: Пресса, 1999.
Әлмағамбетов К.Х. Микроорганизмдер биотехнологиясы. – Астана, 2008.
Шығаева М.Х., Қанаев Ә.Т. Микробиология және вирусология. — Алматы: Қазақ университеті, 2008.
Нетрусова А.И. Практикум по микробиологии. – Москва, 2005.
Егорова Н.С., Баранова И.П. Бактериоцин. Образование, свойства, применение . // Антибиотики и химиотерапия. №6. С. 33-40.
Воробьева Л. И. Промышленная микробиология. Изд. Московского универ. 1989. С. 218 – 219.
Шлегель Г. Общая микробиология. Москва: Мир, С. 272 – 280.
Кисриева Ю. С., Серебренников В. М., Энейская Е. В., Загустина Н. А., Безбородов А. М. Выделение, очиска и изучение свойств ацетолактатсинтазы из культуры Lactococcus lactis // Прикл. биохимия и микробиология. 2003. Т. 37.
Баяқышева К. А., Ратникова И. А., Габилова И. И. Кислотообразующая активность молочнокислых бактерий и бифидобактерий в зависимости от состава питательной среды // Биотех. Теор и прак. — № 3 – 4. С. 23
Серебренников В. М., Кисриева Ю. С., Загустина Н. А., Гаврилова Л. Н., Семенихина В. Ф. Образование диацетила и ацетоина производственными штаммами лактококков в различных условиях выращивания //Прикл. Биохимия и микробиология. — 1998. том 34. №3. С. 276-280.
Сидякина Т.М. Консервация микроорганизмов в коллекциях культур. ∕∕Консервация генетических ресурсов. Методы. Проблемы. Перспективы.- Пущино, 1991.-С.81-159.
Шигаева М. Х., Оспанова М. Ш. Микрофлора национальных кисломолочных напитков. Изд. Наука КазССР. Алма-Ата. 1983. С. 128 — 131.
Сборник научных трудов СевКавГТУ. Серия «Продовольствие». 2005. №1 © Северо-Кавказский государственный технический университет.
http://www.ncstu.ru УДК 637.14.146.25 ИЗУЧЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ МОЛОЧНОКИСЛЫХ КУЛЬТУР И МИКРОФЛОРЫ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ К АНТИБИОТИКАМ С. Е. Виноградская, Е. С. Горбачева, Т. П. Ярошенко, Л. А. Гордиенко.
www. bestreferat. ru
bio. 1 september. ru
Шендеров Б.А., Манвелова М.А., Степанчук Ю.Б. и др. Пробиотики и функциональное питание // Антибиотики и химиотерапия. -1997. -42, №7. -С. 30-34.
Егоров Н.С. Практикум по микробиологии. – М.

Офис Wildberries в Москве подвергся вооружённому нападению

Россия ударила по Сумам. Город остался без…

Два студента из Индии найдены мертвыми в…

Русский мужчина обратился к Юлии Навальной и…

Путин обращался к шаманам за благословением на…

В Алматы автобус упал с моста

Трамп не пойдет на второй раунд дебатов…

США выделят Украине пакет помощи более чем…

Трамп готов решить украинский кризис до своей…

Эрдоган призвал мусульман объединиться против Израиля

Дипломдық жұмыс: Сүтқышқыл бактериялары

Арестованы 11 подозреваемых по делу о секс-рабстве школьницы в Кызылорде

В Актобе 92-летняя мать-героиня из Актобе подала в суд на своих 9 детей

Народный штаб за АЭС встретился с нефтяниками Атырау

В Алматинской области кондуктор выпала из автобуса на полном ходу и погибла

В России готовят новые учебники казахского языка и литературы

О НАС

Мобильное приложение

Наши контакты