Научная работа Сохранение жизни микроорганизмов

УДК

Анализсовременных методов сохранения жизнеспособности микроорганизмов

 

Шипачева Ксения Константиновна, студент¹,Бокова Виктория Константиновна, студент², Величкович НатальяСергеевна, Старший преподаватель, к.т.н.³

¹ФГБОУ ВО «Кемеровский государственныйуниверситет» (Кемерово, Россия), kshipa98@gmail.com

²ФГБОУ ВО «Кемеровский государственныйуниверситет» (Кемерово, Россия), bokova.vika98@mail.ru

³ФГБОУ ВО «Кемеровский государственныйуниверситет» (Кемерово, Россия), velichkovich@yandex.ru

 

В данной статье кратко изложен литературныйобзор по современным методам сохранения жизнедеятельности микроорганизмов. Также рассмотрены недостатки предложенных нами методов, что позволит выявитьнаилучший способ хранения культур.

 

Ключевые слова: микрокапсулирование, сублимационная сушка,замораживание, микроорганизмы.

Библиографическийсписок

 

[1]                   (Методыдлительного хранения коллекциионных культур микроорганизмов и тентенцииразвития Available at:https://cyberleninka.ru/article/v/metody-dlitelnogo-hraneniya-kollektsionnyh-kultur-mikroorganizmov-i-tendentsii-razvitiya(06 04 2019))

[2]                   (Способыполучеия микрокапсул, содержащих живые микроорганизмы Available at:http://www.freepatent.ru/patents/2220716 (06 04 2019))

[3]                   (Сублимационнаясушка. Выделение жизнеспособных микроорганизмов Availableat:https://studopedia.su/2_44300_sublimatsionnaya-sushka.html (06 04 2019))

 

Analysis ofmodern methods of preserving the viability of microorganisms

 

K.K.Shipacheva, V.K. Bokova, N.S. Velichkovich

 

KemerovoState University (Kemerovo,Russia)

kshipa98@gmail.com

8-913-281-60-85

 

This articlesummarizes the literature review on modern methods of preserving the vitalactivity of microorganisms. We also considered the shortcomings of the methodsproposed by us, which will reveal the best way to store crops.

Key words:microencapsulation, freeze drying, freezing, microorganisms.

Введение.

Изучениеммикроорганизмов занимаются более 60лет, но мы еще крайне далеки от ихуглубленного познания. На сегодняшний день известно большое количество методовпо сохранению жизнедеятельности микроорганизмов в целом, но так как время нестоит на месте и наука движется перед, то и методы сохранения тоже не отстаютот нее. Существуют  методы длительного и недлительного хранениямикроорганизмов.

Кнедлительному хранению относятся такое хранение как: хранению высушиванием натвердых носителях, хранение в воде и водно-солевых растворах, хранение подминеральным маслом и так далее.

Вданной работе мы приводим краткий литературный обзор по методам длительногосохранения жизнедеятельности микроорганизмов, а конкретно пробиотическихмикроорганизмов. Оно заключается в сохранении ценных свойств пробиотика, чтодостигается разными путями. Пробиотиками называют лекарственные препараты, БАДи так далее, которые содержат в себе живые микроорганизмы и оказываютблагоприятное воздействие на организм человека и животного. Пробиотикиподдерживают физиологические, биохимические и иммунные реакции организма, путемподдержания его нормальной микрофлоры. [1]

Материалы и методы исследований.

1Метод сохранения жизнедеятельности микроорганизмов.

Микрокапсулирование.

Микрокапсулированиеотличается хорошей растворимостью в воде и неорганических растворителях, так жеоно не зависит от воздействия рН среду. Именно это делает данный методактуальным в мире инноваций.

Вкачестве инкапсулирующего покрытия должны применяться вещества, которые могутобеспечить длительное хранение и стабильность микроорганизма, так же должныобеспечивать  равномерное высвобождение при его применении во влажных средахорганизма. В основе такого вещества используется полимер — поливинилпирролидон.Он не несет вреда для микроорганизмов и следовательно для человека. Не обладаеттоксичным воздействием и применяется в медицине.

            Наданный момент известен получения микрокапсулированных форм с помощью водныхрастворов сшитого или линейного поливинилпирролидона (патент США 5733568, НПК424-422, 1998 г.).

Недостаткамиданного способа является высокий показатель потери микроорганизмов (10⁴клеток). Так же пагубное воздействие оказывает полимер — дивинилбензен, которыйиспользуют в качестве сшивания микрокапсул. Он обладает токсичными свойствами,что в свою очередь влияет на разрушение клеток микроорганизмов, а так же опасендля человека. [2]

 

2 Метод сохранения жизнедеятельностимикроорганизмов.

Сублимационная сушка.

Данный метод заключается в том, что приобезвоживании микроорганизм, когда происходит изменение клетки, сохраняет своисвойства, но заметно замедляет свою жизнедеятельность, а через определенныйсрок при восстановлении влаги он её возобновляет. Такое состояние, когдаметаболизм обратимо заторможен или приостановлен, называют анабиозом.

Такой сложны процесс, как сублимационная сушка, состоит из 4пунктов:

·                   подготовка биоматериала;

·                   замораживание;

·                   сушка сублимаций;

·                   упаковка полученного вещества.

Отрицательным фактором данного метода является то, что на каждомиз этих процессов микроорганизмы могут терять свою жизнеспособность. Чтобыисключить это, необходимо соблюдать строгий технологический процесс.

Сушку по вакуумом следует проводить при остаточном давлении 0,1-10кПа, это позволяет повысить температуру до отметки не удовлетворяющейоптимальным условиям микроорганизма. Это позволяет микроорганизму сохранитьжизнеспособность. [3]

 

3 Метод сохранения жизнедеятельности микроорганизмов.

Замораживание при низких температурах.

Не зависимо от рода микроорганизма, они способны храниться при низкихтемпературах    ( менее -150 ̊С). Данную температуру обеспечивают такиесниженные газы, как:

·                   воздух (-193 ̊С );

·                   азот (-256 ̊С

·                   неон (-269 ̊С);

Наиболее распространенныйгаз в применении криоконсервации — азот. Это доступный и безопасный газ,следовательно, что большинство культур криоконсервируются именно в нем.

При сохранениижизнедеятельности установлено наилучшее выживание при медленном охлажденииклеток (1  ̊С /мин).

Главным недостатком методаявляется его высокая экономическая потребность. Но это не мешает газуоставаться на лидирующей позиции и для него разрабатывают специальноетехнологическое оборудование и аксессуары различного рода. [1]

Результаты и обсуждение.

В ходе изучения литературу пометодам сохранения жизнедеятельности микроорганизма, нами было установлено, чтолучшим из методов является 3 метод ( замораживание при низких температурах).Так как метод универсален для ряда культур микроорганизмов и способен сохранитьвсе жизненно необходимые свойства клетки, что является главной задачей прианабиозе.

 

Таблица 1.Содержание КОЕ/см³ при выдержке 6 месяцев

 

Название метода	КОЕ/см³
Сублимационная сушка	1,5×109
Микрокапсулирование	1,5×104
Замораживание при низких температурах	2,7×1010

 

Проведя литературный обзор мыпришли к выводу, что микроорганизмы при изученных методах, сохраняютжизнедеятельность минимум от 6 месяцев, содержание КОЕ/см³ которые указаны в таблице1. [1-3]

Анализ данного исследованияпоказал, что в азоте жизнеспособность микроорганизмов сохраняется лучше, ноосновной задачей стоит сохранение микроорганизмов непосредственно приупотреблении в живой организм, поэтому исследования по данной теме будутпродолжаться.

Заключение.

 В веке инновационных технологий, не смотря науглубленные знания в области биотехнологии, биологии, физиологии, мы не доконца знаем воздействие методов хранения на культуры различных видов. Припроведении методов сохранения необходимо учитывать факторы, которые могут какблагоприятно, так и отрицательно повлиять на сохранность микроорганизма:питательная среда, аэрация, возраст культуры, температурный режим, кислотностьи т.д.