Escherichia coli – перспективный биотест-объект для оценки качества молочного сырья при его термообработке

На сегодняшний день важнейшей проблемой в области производства молочной продукции является разработка и внедрение в практику экспрессных методов контроля качества как сырья, так и продуктов питания, отличающихся высокой чувствительностью, воспроизводимостью, интегральностью, простотой исполнения анализа и достоверностью, при этом дополняющих действующие методы технохимического контроля. В связи с этим целью настоящего исследования являлась разработка методики биотестирования молочного сырья с использованием в качестве биотест-объекта культуры Escherichia coli M-180. Исследованию подвергались пробы коровьего молока, обработанные при промышленных режимах пастеризации. В качестве тест-реакций использовали ростовые характеристики (скорость роста и прирост биомассы) и стрессоустойчивость Escherichia coli к пероксиду водорода при ее культивировании на синтетической питательной среде М9 с добавлением проб термообработанного коровьего молока. На основании серии экспериментальных исследований установлена не только высокая чувствительность выбранного тест-объекта Escherichia coli М180 к режимам термообработки молочного сырья, но и хорошая согласованность результатов по контрольным тест-откликам Escherichia coli, что подтверждает возможность и перспективность ее использования в качестве биотеста для оценки качества пастеризованного молока. Согласно результатам, полученным по предложенной экспресс-методике биотестирования, показано, что промышленные режимы пастеризации 76 °С, 5 мин и 90 °С, 20 с обеспечивают более высокую сохранность антиоксидантов нативного молока при его термообработке. Таким образом, разработанная методика биотестирования позволяет осуществлять выбор рационального метода пастеризации, обеспечивающего максимально возможную сохранность биологически активных веществ нативного молочного сырья.

1. Treiber F.M., Beranek-Knauer H. Antimicrobial residues in food from animal origin – a review of the literature focusing on products collected in stores and markets worldwide // Antibiotics. 2021. Vol. 10, no. 5. Р. 534. DOI: 10.3390/antibiotics10050534.

2. Чаплыгина О.С., Козлова О.В., Жарко М.Ю., Петров А.Н. Оценка биологической безопасности молочных продуктов, содержащих антибиотики // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. N 1. С. 192–201. DOI: 10.21603/2074-9414-2023-1-2427. EDN: MGZXCF.

3. Щербакова Ю.В., Ахмадуллина Ф.Ю., Егорова Е.А. Перспективы использования метода гальваностатической кулонометрии для оценки интегральной антиоксидантной активности молока и кисломолочной продукции. Казань: Изд-во КНИТУ, 2019. 132 с.

4. Щербакова Ю.В., Семенова Ю.В., Багаутдинова Г.Р., Насрулина К.А., Ахмадуллина Ф.Ю. Метод биотестирования для контроля качества молочного сырья при промышленных режимах термообработки // Химическая безопасность. 2020. Т. 4. N 2. С. 282–292. DOI: 10.25514/CHS.2020.2.18020. EDN: PCMCTH.

5. Сороколетов О.Н., Гаптар С.Л., Бгатов А.В. Применение биотестирования для оценки биологической ценности пищевых продуктов // Инновации и продовольственная безопасность. 2022. Т. 4. С. 31–36. DOI: 10.31677/2311-0651-2022-38-4-31-36. EDN: HOWXAJ.

6. Щербакова Ю.В., Ахмадуллина Ф. Ю. Метод биотестирования для оценки качества продукции агропромышленного комплекса. Казань: Изд-во КНИТУ, 2023. 100 с.

7. Юшин Ю.В., Подкопайло Р.В., Петрова Д.А., Егоров К.А., Трухин В.П. Обзор питательных сред, используемых для культивации рекомбинантной Escherichia coli // Медицина экстремальных ситуаций. 2019. Т. 21. N 3. С. 444–453. EDN: IJNIDN.

8. Knysh A., Sokolov P., Nabiev I. Dynamic light scattering analysis in biomedical research and applications of nanoparticles and polymers // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. 2023. Vol. 9, no. 2. P. 020203. DOI: 10.18287/JBPE23.09.020203.

9. Скоморина Ю.А., Кремлева А.А., Ахметова Л.Ш., Подольская Т.А., Шепелин А.П., Полосенко О.В. Сравнительная оценка дифференциально-диагностических сред для выделения Escherichia coli с целью применения в ветеринарных лабораториях // Бактериология. 2020. Т. 5. N 2. С. 24–32. DOI: 10.20953/2500-1027-2020-2-24-32. EDN: SCRTEP.

10. Маслов М.М., Казанина Т.А., Крупин А.Е., Матвеев В.Ю. Корреляционный анализ факторов, влияющих на уровень бактериальной обсемененности молока // Агроинженерия. 2022. Т. 24. N 2. С. 41–45. DOI: 10.26897/2687-1149-2022-2-41-45. EDN: KXPCFZ.

11. Самойлова З.Ю., Безматерных К.В., Смирнова Г.В., Октябрьский О.Н. Оценка пребиотической активности экстрактов растений для разработки препаратов, стимулирующих кишечную микрофлору // Вестник Пермского университета. Серия: Биология. 2016. N 4. С. 362–367. EDN: XDYBLR.

12. Zarkovic N. Antioxidants and Second Messengers Of Free Radicals // Antioxidants. 2018. Vol. 7. P. 158. DOI: 10.3390/antiox7110158.

13. Zarkovic N. Roles and functions of ROS and RNS in cellular physiology and pathology // Cells. 2020. Vol. 9, no. 3. P. 767. DOI: 10.3390/cells9030767.

14. Bzducha-Wróbel A., Pobiega K., Błażejak S., Kieliszek M. The scale-up cultivation of Candida utilis in waste potato juice water with glycerol affects biomass and β(1,3)/(1,6)-glucan characteristic and yield // Applied Microbiology and Biotechnology. 2018. Vol. 102. P. 9131–9145. DOI: 10.1007/s00253-018-9357-y.

15. Kieliszek M., Błażejak S., Bzducha-Wróbel A., Kot A.M. Effect of selenium on growth and antioxidative system of yeast cells // Molecular Biology Reports. 2019. Vol. 46, no. 2. P. 1797–1808. DOI: 10.1007/s11033-019-04630-z.

16. Huang M.L.-H., Chiang S., Kalinowski D.S., Bae D.-H., Sahni S., Richardson D.R. The role of the antioxidant response in mitochondrial dysfunction in degenerative diseases: cross-talk between antioxidant defense, autophagy, and apoptosis // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019. Vol. 4. P. 6392763. DOI: 10.1155/2019/6392763.

17. Кузник Б.И., Линькова Н.С., Ивко О.М. Оксидативный стресс, старение и короткие пептиды // Успехи физиологических наук. 2021. Т. 52. N 2. С. 13–20. DOI: 10.31857/S0301179821020041. EDN: DSCWEW.

18. Cabello-Verrugio C., Simon F., Trollet C., Santibañez J.F. Oxidative stress in disease and aging: mechanisms and therapies // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2017. Vol. 1. P. 4310469. DOI: 10.1155/2017/4310469.

19. Мартусевич А.К., Карузин К.А. Метаболическая оценка эффективности применения витаминно-минеральных комплексов у профессиональных спортсменов // Вопросы питания. 2021. Т. 90. N 1. С. 94–101. DOI: 10.33029/0042-8833-2021-90-1-94-101. EDN: YZEGGG.

20. Bruskov V.I., Chernikov A.V., Gudkov S.V., Massalimov Zh.K. Thermal activation of the reducing properties of seawater anions // Biophysics. 2003. Vol. 48, no. 6. P. 942–949. EDN: LIEZSD.

21. Ivanov V.E., Chernikov A.V., Bruskov V.I., Gudkov S.V. The formation of long-lived reactive protein species in heat-treated solutions of gelatin and casein // Biophysics. 2018. Vol. 63, no. 5. P. 694–699. DOI: 10.1134/S0006350918050093. EDN: UGEQGR.

22. Belovolova L.V. Reactive oxygen species in aqueous media (a review) // Optics and Spectroscopy. 2020. Vol. 128, no. 7. P. 932–951. DOI: 10.1134/S0030400X20070036. EDN: HVFYTO.