Issuu on Google+

Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа Конкурс научно-технического творчества молодежи (НТТМ) Интернет-сайт: http://ify.ulstu.ru. Ульяновск, 2011 год УДК. 663.18:577.114.083

Технология биосинтеза бактериального полисахарида – кефирана ГОУ ВПО Самарский государственный технический университет Еникеев Руслан, аспирант Научный руководитель: Зимичев Анатолий Викторович, к.х.н., доцент, заведующий кафедрой Кефиран  это экзополисахарид, который связывает микроорганизмы кефирных грибков и производится некоторыми молочнокислыми бактериями, входящими в состав кефирных грибков. Он состоит из остатков глюкозы и галактозы примерно в равном соотношении. Интерес к полисахарид-продуцирующим молочнокислым бактериям объясняется тем, что эти полисахариды влияют на реологические свойства молочных продуктов и выполняют функции загустителей, стабилизаторов, эмульгаторов и влагоудерживающих веществ. Актуальность изучения строения и физико-химических свойств кефирана, а также необходимость решения проблем промышленного производства, определяются уникальным действием этого полисахарида на организм. Показано, что кефиран обладает иммуномодулирующим, противоопухолевым, противовоспалительным, противоастматическим ранозаживляющим действием. Он способствует снижению кровяного давления и уровня холестерина в крови а за счет связывания гепатоэнтерально циркулирующего холестерина в кишечнике. Также кефиран обладает ингибирующим действием в отношении патогенных микроорганизмов рода Salmonella, Helicobacter, Shigella, Staphylococcus, и Escherichia coli [1–3]. Он способствует снижению кровяного давления и уровня холестерина в крови. Последнее десятилетие стала затрагиваться проблема промышленного биосинтеза кефирана. Из-за относительно низкой полисахарид-продуцирующей способности молочнокислых микроорганизмов по-прежнему остаются актуальны следующие задачи: (1) выбор оптимальных условий для биосинтеза кефирана; (2) использование наименее затратного способа извлечения, позволяющего получить достаточно чистый продукт с минимальными примесями белков и сахаров; (3) использование недорогого и доступного сырья в качестве культуральной среды. Экстракция кефирнана из кефирных грибков в промышленных масштабах представляется сложной и дорогостоящей, поэтому интерес представляют более простые в техническом отношении методы. В настоящее время существуют решения биосинтеза кефирана с использованием определенных штаммов, выделенных из кефирных


Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа Конкурс научно-технического творчества молодежи (НТТМ) Интернет-сайт: http://ify.ulstu.ru. Ульяновск, 2011 год грибков, при культивировании на питательной среде заданного состава [4, 5]. При высокой относительном выходе полисахарида, принимая во внимание затраты на сырье и экстракцию, а также доступность микробиологической культуры, данные технологии малорентабельны. Основной задачей при разработке технологии биосинтеза кефирана стала максимальная доступность и удешевление технологии. Для повышения эффективности биосинтеза кефирана и создания максимально продуктивной технологии мы выделили следующие задачи:  доступность микробиологической культуры для производства кефирана;  использование недорогого сырья;  оптимальные условия биосинтеза;  упрощение и удешевление процедуры экстракции и очистки полисахарида. Предложена технология, направленная на решение данных задач, принципиальная технологическая схема производства кефирана представлена на рис. 1.

Рис. 1. Технологическая схема производства кефирана

Предлагаемая технология биосинтеза кефирана предусматривает использование в качестве питательной среды молочной сыворотки – отхода, получаемого при переработке молока. Полученный продукт имеет огромный потенциал для использования в медицине: за счет уникального пребиотического действия наиболее очевидной сферой применения может быть лечение дисбактериозов, различных заболеваний кишечника и т.п. [6]. Другим направлением может быть создание препаратов наружного действия или косметических средств на основе кефирана [7]. При решении проблемы промышленного биосинтеза открываются перспективы применения кефирана в пищевой промышленности в качестве функционального ингредиента, также выполняющего функции


Молодежный инновационный форум Приволжского федерального округа Конкурс научно-технического творчества молодежи (НТТМ) Интернет-сайт: http://ify.ulstu.ru. Ульяновск, 2011 год загустителя, стабилизатора и влагоудерживающего агента, например, в составе функциональных молочных продуктов, напитков и детского питания. Список литературы 1. Shiomi M. et al. Antitumor activity in mice of orally administered polysaccharide from kefir grain // Jpn. J. Med. Sci. Biol., 1982, Vol. 35, № 2. – P. 75–80. 2. Rodrigues K.L. et al. Antimicrobial and healing activity of kefir and kefiran extract // International Journal of Antimicrobial Agents, 2005, Vol. 25. – P. 404–408. 3. Maeda H., Zhu X., Mitsuoka T. Effects of an exopolysaccharide (kefiran) from Lactobacillus kefiranofaciens on blood glucose in KKAy mice and constipation in SD rats indused by low-fiber diet // Bioscience Microflora, 2004, Vol. 23, № 4. – P. 149–153. 4. Cheirsilp B., Shimizu H., Shioya S. Modelling and optimization of environmental conditions for kefiran production by Lactobacillus kefiranofaciens // Appl. Microbiol. Biotechnol, 2001, Vol. 57. – P. 639–646. 5. Yokoi H., Watanabe T. Optimum culture conditions for production of kefiran by Lactobacillus sp. KPB-167B isolated from kefir grains // Journal of Fermentation and Bioengeneering, 1992, Vol. 74, № 5. – P. 327–329. 6. Новокшонов А.А., Соколова Н.В., Бережкова Т.В., Сахарова А.А., Ларина Т.С. Клиническая эффективность и воздействие на микробиоценоз кишечника пробиотика аципол в комплексной терапии острых кишечных инфекций у детей // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2007. Т. 86. №2. – С. 87–92. 7. Young L.I., Kyoung K.M., Il P.Y., Wook K.J., Ok L.E. / Cosmetic composition containing kefiran for protecting and improving skin, KR100949716 (B1), 2010.


/Enikeev_R_1