AGRIS - 

2023

Pozhidaeva, E.A. | Popov, E.S. | Dymovskikh, Ya.A. | Grebennikova, M.S. | Durova, Yu.V.

Natural polysaccharides are waste products of probiotic microorganisms formed during biomass synthesis. They have good prospects as ingredients for sustainable and functional food production. Polysaccharides increase the adhesive activity of lacto- and bifidobacteria on the mucous surfaces of the gastrointestinal tract. In addition, they improve the anticarcinogenic, antiviral, and immunomodulatory properties of probiotic products. Conditions that are unfavorable for microbial biomass growth are known to stimulate the synthesis of moisture-binding metabolites by probiotic microorganisms. This research featured the activity of exopolysaccharide synthesis by a probiotic consortium, which involved Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve, Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. fermentum. The temperature modes combined stages of optimal and non-optimal conditions for microbial development at (47 ± 2) deg. C or (32 ± 2) deg. C, which intensified the synthesis of moisture-binding polysaccharide metabolites. The optimal concentration of probiotic microorganisms was 108 CFU/g: it resulted in an effective concentration of lactic acid, which ensured acid coagulation of proteins in the cultivated mix. The optical density was 632–643 A while the concentration of exopolysaccharides was 87.5–89.5 mcg/mL. The maximal synthesis of moisture-binding metabolites corresponded to a two-stage cultivation process at (32 ± 2) deg.C for 4–5 h and (40 ± 2) deg.C for 4–5 h, followed by cooling to (4 ± 2) deg. C. | В развитии пищевых технологий актуально расширение возможности применения естественных полисахаридов – продуктов жизнедеятельности пробиотических микроорганизмов, образующихся в процессе синтеза биомассы. Они повышают адгезионную активность лакто- и бифидобактерий на слизистых поверхностях желудочно-кишечного тракта и способствуют формированию антиканцерогенных, противовирусных и иммуномодулирующих свойств пробиотических продуктов. Cинтез влагосвязывающих метаболитов пробиотическими микроорганизмами активируется при неблагоприятных условиях для роста биомассы. Проведены экспериментальные исследования активности синтеза экзополисахаридов консорциумом пробиотических микроорганизмов на основе Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve, Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. fermentum. Изучены температурные режимы культивирования на основе комбинирования этапов оптимальных и неоптимальных условий для развития микроорганизмов, соответствующих варьированию температуры в диапазоне более высоких (47 ± 2) град. С или более низких значений (32 ± 2) град. С, с целью интенсификации синтеза влагосвязывающих метаболитов полисахаридной природы. Установлена возможность достижения концентрации молочной кислоты, достаточной для кислотной коагуляции белков культивируемой смеси, концентрации пробиотических микроорганизмов на уровне не менее 10E8 КОЕ/г. Приведены результаты исследований оптической плотности в диапазоне 632–643 А и концентрации экзополисахаридов для образцов биомасс консорциума лакто- и бифидобактерий в пределах и 87,5–89,5 мкг/мл (соответственно 273–277 А и 37,5–38,5 мкг/мл в контрольном образце). Максимальная активность синтеза влагосвязывающих метаболитов соответствует двухстадийному процессу культивирования при температурных воздействиях (32 ± 2) град. С (4–5 ч), (40 ± 2) град. С (4–5 ч) с последующим охлаждением до (4 ± 2) град. С.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Chernega, O.P. | Kazimirchenko, O.V. | Kostenko, A.A.

The plum fermentation process was studied in order to expand the range of long-term stored products of high nutritional value. As a result of microbiological analysis of fresh plums, it has been found that the basis of their microflora is coccal and rod-like lactic acid fermentation bacteria. There has been developed a plum fermentation technology carried out by spontaneous fermentation without adding brine and introducing starter cultures of microorganisms. Various methods of plum fermentation were compared: in a container under load or in vacuum bags with or without oxygen access. Quantitative and qualitative changes in the microflora during fermentation in various ways during 7 days are shown. It has been revealed that an oxygen-free environment promotes the reproduction of lactic acid streptococci and lactobacilli, as a result of which the pH value of the finished product has decreased to 3.18. This made it possible to obtain a safe product with a long shelf life and unusual organoleptic characteristics. Lactofermented plum has acquired a bright color, an individual and unique taste, and a special texture. The samples were characterized by storage resistance and microbiological stability in relation to sanitary-indicatory bacteria of the intestinal group and spoilage microbes. The following products were obtained on the basis of lactofermented plums: pulp, juice, powder from the peel of fruits. Their total bacterial contamination and microflora composition were investigated. The developed products can be used as snacks, side dishes for meat, poultry and fish, salad dressings, seafood sauce, and dessert ingredients. | Изучали процесс ферментации сливы в целях расширения ассортимента длительно хранящейся продукции высокой пищевой ценности. В результате микробиологического анализа свежих слив установлено, что основой их микрофлоры являются кокковые и палочковидные бактерии молочнокислого брожения. Разработана технология ферментации слив, осуществляемая самопроизвольным брожением без добавления рассола и внесения заквасочных культур микроорганизмов. Сравнивали различные способы ферментации слив: в емкости под грузом или в вакуумных пакетах с доступом кислорода или без него. Показаны количественные и качественные изменения микрофлоры в процессе ферментации различными способами в течение 7 сут. Выявлено, что бескислородная среда способствует размножению молочнокислых стрептококков и лактобацилл, вследствие чего значение рН готового продукта снизилось до 3,18. Это позволило получить безопасный продукт с длительным сроком хранения и необычными органолептическими показателями. Лактоферментированная слива приобрела яркий цвет, индивидуальный и неповторимый вкус, особую текстуру. Образцы отличались стойкостью при хранении и микробиологической стабильностью в отношении санитарно-показательных бактерий кишечной группы и микробов порчи. На основе лактоферментированной сливы были получены следующие продукты: мякоть, сок, порошок (пудра) из кожуры плодов. Исследована их общая бактериальная обсемененность и состав микрофлоры. Разработанные продукты могут применяться в качестве закуски, гарнира к мясу, птице и рыбе, приправы для салатов, соуса к морепродуктам, ингредиентов для десерта.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Belkina, D.D. | Yurchenko, E.G. | Karpova, D.V. | Karaseva, Eh.V.

Представлены результаты исследования эндофитных сообществ проводящих органов винограда, возделываемого в ампелоценозах анапо-таманской зоны виноградарства. В процессе работы был проведён посев микробиоты однолетних и многолетних проводящих органов винограда сортов Молдова и Мерло, изучено разнообразие сообществ эндофитных бактерий, проанализирована их таксономическая структура, показана динамика фенотипического разнообразия эндофитов в зависимости от фенофазы винограда. По итогам работы сделан предварительный вывод о различиях в таксономической структуре сообществ эндофитных бактерий двух разных по генотипу сортов в двух отличающихся по свойствам субстратах проводящих органов винограда. Общее число изолированных эндофитных бактерий составило 93 штамма, бактериальные сообщества сорта Мерло показали большее таксономическое разнообразие, чем сообщества сорта Молдова. Большая часть выделенных штаммов входила в филумы Firmicutes (38 штаммов) и Actinobacteria (36 штаммов), в меньшем количестве были представлены штаммы, относящиеся к филуму Proteobacteria (12 штаммов). Идентифицировано 42 бактериальных штамма, в том числе Pantoea agglomerans, Bacillus sp., Kocuria sp., Paenibacillus sp., Dietzia sp., Pseudomonas sp., Rothia sp., Staphylococcus sp. Среди идентифицированных групп наибольшим разнообразием отличались представители рода Bacillus. Некоторые роды бактерий были отмечены только в определённых субстратах. Так, штаммы рода Acinetobacter выделены только из однолетней лозы обоих сортов, Dietzia и Paenibacillus – только из однолетней лозы Молдовы, Pseudomonas и Rothia – из многолетней древесины Мерло, Kocuria – из обоих сообществ сорта Мерло, но однолетние данные нуждаются в подтверждении в дальнейших исследованиях. | There are presented the results of a study of endophytic communities in the conductive organs of grapes, which is cultivated in the ampelocenoses of the Anapo-Taman viticulture zone. In the course of the work, the microbiota of annual and perennial conducting organs of Moldova and Merlot grape varieties was inoculated, the diversity of bacterial endophytic communities was studied, their taxonomic structure was analyzed, and the dynamics of their phenotypic diversity depending on grape phenophase was demonstrated. Based on the results of the work, a preliminary conclusion was made about the differences in the taxonomic structure of bacterial endophytic communities from 2 varieties genotypically different and from 2 substrates of grape conducting organs differing in properties. The total number of isolated endophytic bacteria was 93 strains. The bacterial communities of the Merlot variety showed greater taxonomic diversity than the bacterial communities of the Moldova variety. Most of the isolated strains belonged to phyla Firmicutes (38 strains) and Actinobacteria (36 strains). Phylum Proteobacteria (12 strains) was represented in a smaller number. There were identified 42 bacterial strains, including Pantoea agglomerans, Bacillus sp., Kocuria sp., Paenibacillus sp., Dietzia sp., Pseudomonas sp., Rothia sp., Staphylococcus sp. Among the identified groups, strains of the genus Bacillus were the most diverse. Some genera of bacteria have been observed only in specific substrates. Thus, strains of the genus Acinetobacter were isolated only from annual vines of both varieties, Dietzia and Paenibacillus – only from annual vines of Moldova, Pseudomonas and Rothia – from perennial Merlot wood, Kocuria – from both communities of Merlot varieties, but one-year data need to be confirmed in further studies.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Tyurin, V.G. | Mysova, G.A. | Potemkina, N.N. | Sakharov, A.Yu. | Kochish, O.I. | Biryukov, K.N.

The results of a veterinary and sanitary assessment of biotechnological methods for organic animal waste processing based on active solid-phase fermentation and vermicomposting are presented. The dynamics of changes in the microbiological parameters of manure in the course of processing is shown. In the initial period of composting, pathogenic microorganisms such as bacteria of the Escherichia coli group (serovariants O141, O142) and staphylococci were isolated. The number of microorganisms in manure during its active composting depends on the temperature of the compost mixture, the duration of fermentation, and the number of thermophilic microorganisms. At the initial stage of active composting, the number of thermophilic microorganisms in manure is insignificant, after 4 days of biofermentation there is an increase in the number of active thermophilic cultures up to 1.5+0.1x10E8 CFU/g. The total microbial number decreases to 15.0+0.1x10E6, the number of Escherichia coli group and staphylococci decreases to 2.0+0.2x10E3 and 2.5+0.1x10E2, respectively; the number of thermophilic microorganisms remains high. After 5 days of manure biofermentation, pathogenic serovariants O141 and O142 were not isolated, and staphylococci were not detected on the 7th day of aerobic active manure fermentation. It is shown that the processed manure in the form of composts has a moisture content of 45.5%, which is 1.7 times less than the moisture content of manure on a straw bedding. When studying the nature of changes in chemicals in the biotechnological process of manure processing using vermiculture, it was established that biohumus contains in a well-balanced and easily digestible form all nutrients necessary for plants. When studying the nature of changes in toxic substances and their concentration in manure processed products, it was found that when organic waste is disposed of by vermicomposting, there is no significant decrease in the concentration of lead and cadmium, but the concentration of zinc and copper is significantly reduced. Methods for organic animal waste processing based on aerobic solid-phase fermentation and the use of vermiculture provide valuable and safe organic fertilizers that meet sanitary, hygienic and environmental requirements. | Представлены результаты ветеринарно-санитарной оценки биотехнологических способов переработки органических отходов животноводства на основе активной твердофазной ферментации и вермикомпостирования. Показана динамика изменения микробиологических показателей навоза в процессе переработки. В начальный период компостирования были выделены патогенные микроорганизмы из группы бактерий группы кишечной палочки (БГКП, сероварианты О141, О142) и стафилококки. На начальном этапе активного компостирования количество термофильных микроорганизмов в навозе незначительно, но после 4-х сут биоферментации происходит увеличение численности активных термофильных культур до 1,5+0,1х10E8 КОЕ/г. Общее микробное число (ОМЧ) снижается до 15,0+0,1х10E6, количество БГКП и стафилококков уменьшается до 2,0+0,2х10E3 и 2,5+0,1х10E2 соответственно при высокой численности термофильных микроорганизмов. После 5-ти сут биоферментации навоза патогенные сероварианты О141 и О142 не были выделены, а стафилококки не обнаруживались на 7-е сут аэробной активной ферментации навоза. Показано, что переработанный навоз в виде компостов имеет влажность 45,5%, что в 1,7 раза меньше, чем влажность навоза на соломенной подстилке. При изучении характера изменений химических веществ в биотехнологическом процессе переработки навоза с помощью вермикультуры установлено, что биогумус содержит в хорошо сбалансированной и легкоусвояемой форме все необходимые для растений питательные вещества. При утилизации органических отходов методом вермикомпостирования не происходит достоверного снижения концентрации свинца и кадмия, но достоверно снижается концентрация цинка и меди. Способы переработки органических отходов животноводства на основе аэробной твердофазной ферментации и использование вермикультуры обеспечивают получение ценных и безопасных органических удобрений, отвечающих санитарно-гигиеническим и экологическим требованиям.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Faizova, V.I. | Tskhovrebov, S.V. | Mel'nichuk, T.N. | Kamenevа, I.A.

The purpose of the work was to study the effect of various elements of the technology for the use of polyfunctional microbial preparations on the abundance of soil microbiota in the production of corn for grain. The studies were carried out in 2021 and 2022 on the plot covered with ordinary, medium-thick, low-humus, heavy loamy chernozems on loess-like loam. The plot of an agricultural enterprise was situated in the Grachevsky municipal district of the Stavropol Territory. The object of the study are the following polyfunctional preparations: KBP standard – mobilizer of nitrogen and phosphorus in the soil; KBP innovative – activator of biological processes; PCM – microbial polystrain complex with protective and growth-stimulating properties; KMP-92 is a stimulator of root formation, plant growth and the production of biologically active substances. Two technologies were used: 1. Traditional one assuming treatment of corn seeds before sowing, as well as vegetative plants in the phase of 3-4 leaves and flowering; 2. Proposed one providing tillage with subsequent incorporation of preparations, inoculation of corn seeds before sowing, as well as treatment of vegetative plants in the phase of 3-4 leaves and flowering. It was found that the amount of ammonifiers increased from the phase of 3-4 leaves to flowering and decreased to wax ripeness stage. Under traditional technology, the highest indicators in the flowering phase were observed in the variant with the use of KBP-S, and in the proposed technology with the use of the preparation KMP-92. The dynamics of the number of nitrifiers has a relative similarity with the dynamics of ammonifiers, since they are in a close metabiotic relationship. The dynamics of the number of nitrogen fixers is subject to the previously identified pattern, but there are significant differences between the technologies. In the plots of the traditional technology, the smallest amount was in the control (50 thousand CFU/1 g of soil), and it increased due to the use of preparations by 20-62 thousand CFU/1 g of soil, especially in the plots where the KBP-S preparation on the traditional technology and KMP-92 on proposed one were applyed. | Представлены результаты изучения влияния различных элементов технологии применения полифункциональных микробных препаратов на численность почвенной микробиоты при производстве кукурузы на зерно. Исследования проводили в 2021-2022 гг. на черноземах обыкновенных среднемощных малогумусных тяжелосуглинистых на лессовидном суглинке в условиях одного из с.-х. предприятий Грачевского муниципального района Ставропольского края. Объектом исследования были полифункциональные препараты: КБП-стандарт – мобилизатор азота и фосфора в почве; КБП-инновационный – активатор биологических процессов; ПКМ – микробный полиштаммный комплекс с защитными и ростостимулирующими свойствами; КМП-92 – стимулятор корнеобразования, роста растений и выработки биологически активных веществ. Применяли 2 технологии: 1. Традиционная – обработка семян кукурузы перед посевом, а также вегетирующих растений в фазах 3-4 листьев и цветения; 2. Предлагаемая – обработка почвы с последующей заделкой препаратов, инокуляция семян кукурузы перед посевом, а также обработку вегетирующих растений в фазах 3-4 листьев и цветения. Установлено, что количество аммонификаторов возрастало от фазы 3-4 листьев до цветения и снижалось к восковой спелости. При традиционной технологии наибольшие показатели в фазе цветения были в варианте с применением КБП-С, а на предлагаемой технологии – с применением препарата КМП-92. Динамика количества нитрификаторов имеет относительную схожесть с динамикой аммонификаторов, так как они находятся в тесной метабиотической взаимосвязи. Динамика количества азотфиксаторов подчиняется ранее выявленной закономерности, но просматриваются значительные различия между технологиями. На традиционной технологии наименьшее количество было в контроле (50 тыс. КОЕ/1 г почвы) и увеличивалось при применении препаратов на 20-62 тыс. КОЕ/1 г почвы особенно на варианте с применением препарата КБП-С на традиционной и КМП-92 на предлагаемой технологии.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Zhandalgarova, A.D. | Bakhareva, A.A. | Grozesku, Yu.N. | Nevalennyj, A.N.

The experimental data obtained in 2021 for using pyobacteriophage in rearing red tilapia (Oreochromis mossambicus x O. niloticus) are presented. The microbiocenosis of gills and intestines of the two-year-old red tilapia species was studied after adding polyvalent pyobacteriophage (1 ml/l) to the aquarium water (experimental group 1 – EG) and processing compound feeds with this preparation (5 ml per daily rate) in combination with addition to water (EG2). For the analysis there was used the method of submerged inoculation into the MPA and Sabouraud media. When sowing the intestinal samples into the MPA medium there were inoculated the bacteria isolates: Bacterium, Sarcina, Staphylococcus, Actinomycetales. The dominant position in the qualitative composition of the microflora of the fish intestines belonged to the bacteria Staphylococcus (24 colonies), in EX1 - bacteria Bacterium (64 colonies). The fish intestinal microbiocenosis of EG2 was characterized by the representatives of Staphylococcus - 8 colonies. When inoculating into the Sabouraud's medium, the representatives of Micrococcus (35-56 colonies) dominated in the fish intestines of the control group and EG1; the microorganisms Bacterium, Actinomycetales, and Bacillus were met in single quantities. The gills microflora was stated to consist of a less diverse species composition compared to the microbiota of the digestive tract. Inoculation into the MPA medium showed that the dominant position was occupied by isolates of bacteria Bacterium in EG1 (6 colonies); in the control group the Bacterium representatives were found in single quantities. When sowing on Saburo medium, representatives of only 2 genera were identified in the gills of the red tilapia: Staphylococcus and Bacterium, and their largest number (57 colonies) was characteristic of EG1 (57 colonies). It has been concluded that using pyobacteriophage in fish farming does not have a negative effect on their microbiocenosis. The most effective variant is when the preparation was added to water and the combined feeds were treated with it. In this case, a decrease in the number of colonies of opportunistic microorganisms is achieved. | Представлены полученные в 2021 г. экспериментальные данные по применению пиобактериофага при выращивании красной тиляпии (Oreochromis mossambicus x O. niloticus). Изучен микробиоценоз жабр и кишечника двухгодовиков красной тиляпии при добавлении пиобактериофага поливалентного (1 мл/л) в воду аквариума (1-я опытная группа - ОГ) и обработке данным препаратом комбикормов (5 мл на суточную норму) в сочетании с добавлением в воду (2-я ОГ). Для анализа использован метода глубинного посева на среды МПА и Сабуро. При посеве проб кишечника на среду МПА были высеяны изоляты бактерий родов Bacterium, Sarcina, Staphylococcus, Actinomycetales. Доминирующее положение в качественном составе микрофлоры кишечника рыб занимали бактерии р. Staphylococcus (24 колонии), 1-й ОГ – р. Bacterium (64 колонии). Микробиоценоз кишечника рыб 2-й ОГ характеризовался присутствием представителей р. Staphylococcus – 8 колоний. При посеве на среду Сабуро в кишечнике рыб контрольной и 1-й ОГ доминировали представители р. Micrococcus (35-56 колоний), в единичных экземплярах представлены микроорганизмы р. Bacterium, р. Actinomycetales, р. Bacillus. Установлено, что микрофлора жабр была представлена меньшим видовым составом в сравнении с микробиотой пищеварительного тракта. Посев на среду МПА показал, что доминирующее положение занимали изоляты бактерий р. Bacterium в первой опытной группе (6 колоний), в контроле представители данного рода встречались в единичном экземпляре. При посеве на среду Сабуро в жабрах красной тиляпии выявлены представители лишь 2 родов: Staphylococcus и Bacterium, причем наибольшее их количество (57 колоний) было характерно для 1-ой ОГ. Сделан вывод, что применение пиобактериофага при выращивании рыб не оказывает негативного влияния на их микробиоценоз. Наиболее эффективен вариант, где препарат добавляли в воду и обрабатывали им комбикорма. В этом случае достигается снижение количества колоний условно-патогенных микроорганизмов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Kharlamov, V.A. | Polyakova, I.V. | Petrukhina, D.I., All-Russia Research and Development Inst. of Agricultural Radiology and Agroecology, Kaluga Region

Оценивали биоцидное действие низкотемпературной плазмы на поверхностную микробиоту семян ячменя (СЯ). Объект – СЯ ярового сорта Владимир(урожай 2018 г.).СЯ отсортированы по 50 шт. на каждый вариант эксперимента. Обработку СЯ проводили нетермальной аргоновой плазмой. Расстояние от пучка до исследуемого объекта – 55 мм, расход аргона – 5 л/мин. Семена выкладывалисьодним слоем в стерильную стеклянную емкость. Время обработки СЯсоставило 1, 5 и 10 мин. Температура образцовСЯ, измеряемая тепловизором, зависела от длительности обработки и составила: при обработке в течение 1 мин – 28 град. С; 5 мин – 38,9 град. С; 10 мин – 48 град. С. Необработанные СЯ служили контролем.В естественных условиях на поверхности зерна обнаруживается смешанная микробиота. Была проведена таксономическая идентификация обнаруженных микроорганизмов: грибков, дрожжей и бактерий.При посеве на разные среды выявлено: 2 вида дрожжей родовRhodutorulaи Clavispora; плесневые грибы родов Pinicillum и Rhizopus; спорообразующие бактерии Bacillus subtilis и B. mesentericus (pumilus); эпифитные микроорганизмы Pseudomonasherbicola, Arthrobacter pascens, Micrococcus luteus; фитопатогенные микроорганизмы Rhodococcus fascians. B. cereus обнаружены не были. Обработка семян с.-х. растений нетермальной аргоновой плазмой позволяет снизить их микробиологическую зараженность. Обработка СЯ приводит к зависящему от длительности воздействия снижению общей микробной обсемененности, обусловленнойколичеством мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ),– на 36,7% при обработке в течение 5 мин. При увеличении времени обработки СЯ нетермальной аргоновой плазмой до 10 мин наблюдается тенденция к увеличению количества МАФАнМ относительно контроля. Соотношение видов поверхностной микробиоты СЯ в результате обработки нетермальной аргоновой плазмой существенно не меняется, однако фитопатогенные бактерии R. fasciansв обработанных образцах не обнаруживаются. | There was assesses the low-temperature plasma biocidal effect on the surface microbiota of barley seeds (BS). The subject of the study is the BS of the Vladimir spring variety (2018 harvest). BSs are sorted into 50 pieces for each experiment scenario. Seeds were treated with non-thermal argon plasma. The distance from the beam to the subject under study is mm; the argon flow rate is 5 L/min. The seeds were laid out in one layer in a sterile glass container. The treatment duration for BS was 1, 5 and 10 minutes. The BS sample temperature to be measured using a thermal imager depended on the duration of treatment and amounted to 28 deg. C during treatment for 1 min, 38.9 deg. C during treatment for 5 min, and 48 deg. C during treatment for 10 min. Untreated BS served as a control. Under natural conditions, a mixed microbiota is found on the surface of a barley grain. Taxonomic identification of the detected microorganisms was performed, such as fungi, yeast and bacteria. Inoculation on different substrates identified 2 types of yeast of the Rhodutorula and Clavispora genera; molds of the Pinicillum and Rhizopus genera; Bacillus subtilis and Bacillus mesentericus (pumilus) spore-forming bacteria; Pseudomonas herbicola, Arthrobacter pascens and Micrococcus luteus epiphytic microorganisms; Rhodococcus fascians phytopathogenic microorganisms. Bacillus cereus was not found. Treatment of seeds of agricultural plants with non-thermal argon plasma can reduce their microbiological contamination. Treatment of BS leads to a decrease in the total microbial contamination due to the Quantity of Mesophilic Aerobic and Facultative Anaerobic Microorganisms (QMAFAnM) depending on the duration of exposure, e.g. reducing by 36.7% when treated for 5 minutes. With an increase of up to 10 min in the duration of treatment of BS with non-thermal argon plasma, a tendency to an increase in the amount of MAFAnM is observed relative to the control. The ratio of species of surface microbiota of BS does not change significantly as a result of treatment with non-thermal argon plasma, however, R. fascians phytopathogenic bacteria are not found in the treated samples.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Zakharova, Yu.V. | Otdushkina, L.Yu. | Kotova, T.V. | Sukhikh, A.S. | Fedorova, Yu.S. | Soboleva, O.M.

The research subject is the structural and functional properties of probiotic bifidobacteria. The aim of the study is to determine the molecular structures of bifidobacteria isolated from functional products that cause probiotic activity in interaction with the intestinal mucosa. The probiotic strains of bifidobacteria, namely Bifidobacterium bifidum 1, B. longum B 379 M and B. breve were used in the research. The authors analyzed hydrophobicity and autoaggregation of the cultures. Fatty acids were isolated, their composition was then determined by gas chromatography using a gas chromatography-mass spectrometer produced by Chromatek. The researchers used the method of high-performance liquid chromatography (HPLC) on the Asahipak GS-220 HQ column to study the bifidobacteria exopolymer compositions. high hydrophobicity of B. bifidum 1 and B. longum B 379 M (78.0 and 62.0%, respectively) and low hydrophobicity of B. breve (32.0%) were found. The high hydrophobicity is due to the presence of unsaturated fatty acids, the largest proportion of which is in B. bifidum 1 (30.4%) and B. breve (25.3%), as well as long-chain fatty acids and acids with a branched carbon skeleton (chi square = 22.5; df = 4; p = 0.05). All strains produced exopolysaccharides consisting of carbohydrates and proteins in a ratio of 5 : 1. The carbohydrate part of the exopolymers consisted of glucose and galactose in the ratio of 3 : 2. Protein-peptide components of exopolysaccharides had conformational differences, which indicate differences in autoaggregation. Increased autoaggregation level was revealed: B. bifidum 1 – 43%; B. longum B 379 M – 45%; B. breve – 39%. Unsaturated and branched fatty acids of lipoteichoic acids, as well as exopolysaccharides are biological activity markers of the effective interaction of probiotic strains and intestinal mucosa. The results can be used to evaluate the functional products quality and safety. | Предметом исследования послужили структурно-функциональные свойства пробиотических бифидобактерий. Цель исследования – определение молекулярных структур бифидобактерий, выделенных из функциональных продуктов, обусловливающих пробиотическую активность при взаимодействии со слизистой оболочкой кишечника. В работе использованы пробиотические штаммы бифидобактерий: Bifidobacterium bifidum 1, B. longum B 379 M и B. breve. Изучены гидрофобность и аутоагрегация культур. Выделены жирные кислоты, состав которых далее был определен методом газовой хроматографии с помощью газового хромато-масс-спектрометра (производитель: "Хроматэк"). С помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии на колонке Asahipak GS-220 HQ изучен состав экзополимеров бифидобактерий. Установлена высокая гидрофобность B. bifidum 1 и B. longum B 379 M (78,0 и 62,0% соответственно) и низкая B. breve (32,0%). Высокая гидрофобность обусловлена наличием ненасыщенных жирных кислот, наибольшая доля которых отмечена у B. bifidum 1 (30,4%) и B. breve (25,3%), а также длинноцепочечных жирных кислот и кислот с разветвленным углеродным скелетом (хи-квадрат = 22,5; df = 4; p = 0,05). Все штаммы продуцировали экзополисахариды, состоящие из углеводов и белков в соотношении 5 : 1. Углеводная часть экзополимеров состояла из глюкозы и галактозы в соотношении 3 : 2. Белково-пептидные компоненты экзополисахаридов имели конформационные отличия, что свидетельствует о различиях в аутоагрегации. Выявлены высокие уровни аутоагрегации: у B. bifidum 1 – 43%; у B. longum B 379 M – 45%; у B. breve – 39%. Маркерами биологической активности и способности пробиотических штаммов к эффективному взаимодействию со слизистой кишечника являются ненасыщенные и разветвленные жирные кислоты липотейхоевых кислот, а также экзополисахариды. Результаты могут быть использованы для оценки качества и безопасности продуктов функционального назначения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Bazhenova, A.E. | Rudenko, O.S. | Pesterev, M.A. | Linovskaya, N.V. | Kondrat'ev, N.B.

Monitoring of the quality of glazes made on the basis of laurine-type fats has been conducted. As the samples, 45 in total, various confectionery products (confectionery tiles; glaze samples of various names provided by the manufacturer, glaze separated from flour confectionery products and sweets with praline, fondant, whipped cases) were used. It was found that the number of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms in all glaze samples was no more than 10E5 CFU/g of the product, yeast – less than 50 CFU/g, molds – 50–100 CFU/g. To study the effect of microbiological contamination on the change in the acidity of the confectionery product during storage, model glaze samples with a high content of lauric acid and a share of the total cocoa solids of 15, 25 and 28%, innoculated with test cultures of Subtilis Bacillus KV2-1 and Aerophilus Bacillus 6-1 in the amount of 10, 10E2, 10E3 and 10E4 CFU/g, were made. Based on the mathematical processing of experimental data, graphs of the dependence of acidity on the proportion of the total cocoa solids and the contamination of model samples during storage for 12 months were constructed. A mathematical dependence presented in the form of a quadratic function has been identified. It allows predicting the safety of glazed confectionery products. The extremum of the function shows the storage period of the glaze characterized by the highest rate of formation of free fatty acids. It was found that with an increase in microbiological contamination, as well as with a decrease in the mass fraction of the total cocoa solids in the cocoa-containing semi-finished product, the storage period characterized by the highest rate of formation of free fatty acids is reduced. On the basis of the obtained regularities, the prediction of changes in the organoleptic parameters of glazed confectionery products, as well as confectionery tiles and figured products containing lauric-type fats, during storage can be possible. | На примере 45 образцов проведен мониторинг качества глазурей, изготовленных на основе жиров лауринового типа, у различных кондитерских изделий (кондитерских плиток; образцов глазури различных наименований, полученных от производителя; глазури, отделенной от мучных кондитерских изделий и корпусов конфет типов пралине, помадные, сбивные). Установлено, что содержание КМАФАнМ во всех образцах глазури составило не более 10E5 КОЕ/г продукта, дрожжей – менее 50 КОЕ/г, плесеней – 50–100 КОЕ/г. Для исследования влияния микробиологической обсемененности на изменение кислотности кондитерского изделия в процессе хранения были изготовлены модельные образцы глазури с высоким содержанием лауриновой кислоты и долей общего сухого остатка какао 15, 25 и 28%, инокулированные тест-культурами Subtilis Bacillus КВ2-1 и Aerophilus Bacillus 6-1 в количестве 10, 10E2, 10E3 и 10E4 КОЕ/г. На основе математической обработки экспериментальных данных построены графики зависимости кислотности от доли общего сухого остатка какао и обсемененности модельных образцов при хранении в течение 12 мес. Выявлена математическая зависимость, представленная в виде квадратичной функции, позволяющая прогнозировать сохранность глазированных кондитерских изделий. Экстремум функции показывает период хранения глазури, характеризующийся наибольшей скоростью образования свободных жирных кислот. Установлено, что при увеличении микробиологической обсемененности, а также при снижении массовой доли общего сухого остатка какао в какаосодержащем полуфабрикате период хранения, характеризующийся наибольшей скоростью образования свободных жирных кислот, сокращается. На основе полученных закономерностей возможно прогнозирование изменений органолептических показателей глазированных кондитерских изделий, а также кондитерских плиток и фигурных изделий, содержащих жиры лауринового типа, в процессе хранения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Laptev, G.Yu. | Jyldyrym, E.A. | Dunyashev, T.P. | Il'ina, L.A. | Tyurina, D.G. | Filippova, V.A. | Brazhnik, E.A. | Tarlavin, N.V. | Dubrovin, A.V. | Novikova, N.I.

Цель работы - сравнение состава и метаболического потенциала рубцовой микробиоты у двух дойных коров черно-пестрой голштинизированной породы 3-й лактации (клинически здоровой и кетозной) с применением NGS-секвенирования и количественной ПЦР с обратной транскрипцией. Была проведена биоинформатическая реконструкция с прогнозированием функционального потенциала метагеномного сообщества. В микробиоте рубце коровы с кетозом повышалась доля таксонов, ассоциированных с нарушением энергетического баланса, в частности связанном с глюконеогенезом, повышением синтеза лактата, усилением патогенеза. Так, в 1,2 раза снижалась представленность бактерий филума Bacteroidetes, включавшего роды, связанные с образованием пропионата и сукцината. В рубце кетозного животного мы обнаружили повышение доли родов Odoribacter и Frischella, среди которых встречаются патогены, а также представленности патогенного вида Bacteroides fragilis. У коровы, больной кетозом, произошло полное исчезновение из состава микробиоты рубца неатрибутируемых бактерий из рода Gp15. Выявлена достоверная разница в экспрессии гена ldh-L L-лактатдегидрогеназы между животными: уровень экспрессии генов, ассоциированных с синтезом этого фермента, у коровы с кетозом был в 128 раз выше, чем у клинически здорового животного. С применением программного комплекса PICRUSt2 и MetaCyс было показано, что у коровы с диагнозом кетоз предсказанный потенциал функциональной активности микробиоты усилен в отношении 12 метаболических путей. В частности, повышен прогнозируемый метаболический потенциал, связанный с осуществлением гетероферментативного молочнокислого брожения, усилением деградации гекситолов, синтезом О-антигенов, используемых патогенными формами для избегания фагоцитоза и противостояния литическому действию системы комплемента. | The aim of the work was to compare the composition and metabolic potential of the rmen microbiota in two Black-and-White Holsteined dairy cows of the 3rd lactation (clinically healthy and ketotic) using NGS sequencing and quantitative reverse transcription PCR. Bioinformatic reconstruction was also carried out with the prediction of the functional potential of the metagenomic community. In the rumen microbiota of a ketosis cow, the proportion of taxons associated the energy misbalance, in particular associated with gluconeogenesis, increased lactate synthesis, and enhanced pathogenesis. Thus, the representation of bacteria of the Bacteroidetes phylum, including genera associated with the formation of propionate and succinate, decreased by 1.2 times. In the rumen of a ketotic animal, there was found an increase in the proportion of the genera Odoribacter and Frischella, among which pathogens are found, as well as the representation of the pathogenic species Bacteroides fragilis. In a cow with ketosis, there was a complete disappearance from rumen microbiota of unattributed bacteria of the genus Gp15. A significant difference in the expression of the ldh-L L-lactate dehydrogenase gene between animals was revealed: the level of expression of genes associated with the synthesis of this enzyme in a cow with ketosis was 128 times higher than in a clinically healthy animal. With the use of a software package PICRUSt2 and Metacy it was shown that in a cow diagnosed with ketosis, the predicted potential of functional activity of the microbiota is enhanced with respect to 12 metabolic pathways. In particular, increased is the predicted metabolic potential associated with the implementation of heterofermentative lactic acid fermentation, emhamced degradation of hexitols, synthesis of O-antigens used by pathogenic forms to avoid phagocytosis and resist the lytic action of the complement system.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation