Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Արցախի տարբեր ընտանի կենդանիների կաթից անջատված կաթնաթթվային բակտերիաների և նրանց մետաբիոտիկների ուսումնասիրությունը

Իսրայելյան, Արևիկ Լևոնի (2018) Արցախի տարբեր ընտանի կենդանիների կաթից անջատված կաթնաթթվային բակտերիաների և նրանց մետաբիոտիկների ուսումնասիրությունը. PhD thesis, ՀՀ ԳԱԱ «Հայկենսատեխնոլոգիա» ԳԱԿ ՊՈԱԿ.

[img] PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (19Mb)
    [img] PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (4Mb)

      Abstract

      Վերջին տասնամյակում հակաբիոտիկների լայնածավալ օգտագործումը հանգեցրել է նոր ալերգիկ հիվանդությունների ի հայտ գալուն, ինչպես նաև հակաբիոտիկակայուն մանրէների տարածմանը [Goossens. 2003; Bodera. 2009]: Այսօր մի շարք գիտնականների ուշադրության կենտրոնում է՝ գտնել նոր կենսաբանական միացություններ. որոնք կարող են փոխարինել հակաբիոտիկներին: Այդ տեսանկյունից մեծ նշանակություն է տրվում կաթնաթթվային բակտերիաներին (ԿԹԲ), որոնք իրենց աճման ընթացքում սինթեզում են տարբեր հակամանրէային նյութեր, այդ թվում բակտերիոցիններ [Stern et al., 2008; Melik-Andreasyan et al., 2013]: Ելնելով դրանից, մեծ ուշադրություն է դարձվում տարբեր երկրներում ԿԹԲ-ների հատկությունների (հակամանրէային, հակաօքսիդանտային, ադհեզիվ և պրոբիոտիկ) ուսումնասիրմանը՝ նոր ֆունկցիոնալ սննդամթերքի պատրաստման նպատակով: Զուգահեռ հետազոտվում են պրոբիոտիկ մանրէների նյութափոխանակության արգասիքները՝ մետաբիոտիկները, որոնք կարող են օգտագործվել որպես հավելում՝ անասնաբուժության և սննդի կենսապահածոյացման մեջ [Шендеров. 2001]: Գրականության մեջ սահմանափակ են ընտանի կենդանիների կաթից անջատված ԿԹԲ-ների հատկությունների ուսումնասիրության տվյալները: Հայտնի է, որ դեռ հնուց Արցախի Հանրապետության (ԱՀ) տարածաշրջանում տարբեր ընտանի կենդանիների կաթը օգտագործվել է բուժման նպատակով: Վերջին տարիների հետազոտությունները ցույց են տվել, որ Արցախի ԿԹԲ-ների կենսաբազմազանությունը էապես տարբերվում է Հայաստանի և Վրաստանի կաթնաթթվային մանրէների կենսաբազմազանությունից [Bokulich et al,, 2015]: 2011-2017 թվականներին ԱՀ տարբեր շրջանների տնային տնտեսություններից հավաքվել են կովի կաթի մոտ 150 նմուշներ: Ցույց է տրվել, որ կովի կաթից անջատված մանրէները օժտված են պրոբիոտիկ հատկություններով և ներկայացված են մեծ մասամբ Enterococcus ցեղի տեսակներով [Առստամյան, 2016]: Գիտական հետաքրքրություն է առաջացել հետազոտել նաև ընտանի կենդանիների(այծ, ոչխար, գոմեշ, ավանակ) կաթից անջատված պրոբիոտիկ ԿԹԲ-ները, որոնք կարող են հանդես գալ նոր ֆունկցիոնալ սննդամթերքի արտադրության համար, իսկ դրանց մետաբիոտիկները կարող են կիրառվել անասնաբուժության, բժշկության և կենսապահածոյացման մեջ: Սույն ատենախոսության նպատակն է ուսումնասիրել ԱՀ տնային տնտեսությունների տարբեր ընտանի կենդանիների կաթից մեկուսացված էնդեմիկ կաթնաթթվային բակտերիաների պրոբիոտիկ հատկությունները և հակամանրէային մետաբիոտիկների ազդեցությունը պայմանական ախտածին, սնունդ փչացնող մանրէների աճման վրա: Այդ նպատակին հասնելու համար դրվել են հետևյալ խնդիրները՝ Տարբեր շրջանների տնային տնտեսությունների կենդանիների (այծ, ոչխար, գոմեշ, ավանակ) կաթից կաթնաթթվային բակտերիաների անջատումը և ձևաբանական, ֆիզիլոգիական հատկությունների ուսումնասիրումը, ԿԹԲ-ների աճի գնահատումը տարբեր սննդարար միջավայրերում (պաստերիզացված, մանրէազերծված, յուղալի (3,6 %) և յուղազրկված կաթ, MRS արգանակ), ԿԹԲ-ների պրոբիոտիկ հատկությունների ուսումնասիրումը (աճը ջերմաստիճանային տարբեր պայմաններում, կենսունակությունը pH–ի լայն տիրույթում, կայունությունը լեղու և պրոտեոլիտիկ ֆերմենտների, հակաբիոտիկների նկատմամբ, հակաօքսիդանտային և հակամանրէային ակտիվությունները), ԿԹԲ-ների աճեցումից ստացված կուլտուրալ հեղուկների մաքրումը՝ հակամանրէային ակտիվությամբ նյութերի (մետաբիոտիկների) անջատման նպատակով, Ստացված մետաբիոտիկների ազդեցության ուսումնասիրումը՝ հիվանդներից անջատված պայմանական ախտածին, սնունդ փչացնող մանրէների աճի վրա, ընտրված ԿԹԲ-ների նույնականացումը, նոր ֆունկցիոնալ սննդամթերքի արտադրության համար ընտրված ԿԹԲ-ների համակցությունների ստեղծումը և գիտաարտադրական փորձարկումները: Ключевые слова: молочнокислые бактерии, молоко, домашние животные, пробиотические свойства. метабиотики. Впервые были выделены 98 штаммов молочнокислых бактерий (МКБ) из молока разных домашних животных (коз, ослиц, буйволиц, овец) из натуральных хозяйств Арцаха, Бактерии были представлены в основном мезофильными (60%), термофильными (40%) видами, Соотношение кокковидных и палочковидных форм составляло 9:1, что может быть обусловлено климатическими условиям Арцаха. Отобранные МКБ отличались по своим пробиотическим свойствам: устойчивости к разным концентрациям желчи, по выживаемости в широком диапазоне pH и в присутствии ферментов (пепсин, трипсин), наличии антиоксидантной и адгезивной активности, устойчивости к антибиотикам, способности подавлять рост патогенной антибиотикустойчивой микрофлоры, выделенной от больных пациентов и микрофлоры, вызывающей порчу пищевых продуктов. Исследования показали, что бактерии, выделенные из молока ослиц, по своим пробиотическим свойствам существенно отличаются от МКБ, выделенных из молока остальных домашних животных. Генотипирование отобранных штаммов методом секвенирования генов 16S РНК показало, что МКБ, выделенные из молока домашних животных (коз, ослиц, буйволиц, овец), представлены в основном штаммами рода Enterococcus. Культуральные жидкости отобранных бактерий были очищены методом гель фильтрации (Сефадекс G25) и получены фракции с антимикробными свойствами (метабиотики). Показано, что их количественный выход зависит от видовой принадлежности штамма и от вида животного из молока которого выделены МКБ, Штамм МКБ Ent. faecium КE5, выделенный из молока ослицы, синтезирует больше метабиотиков, чем все другие исследованные штаммы. Показана зависимость синтеза метабиотков от состава питательной среды при выращивании штаммов LAB sp.KE1, LAB sp.KE3, Ent.faecium КE5. LAB sp.KG5 (MRS, средa на основе сыворотки). Антимикробные активности метабиотиков при культивировании на разных питательных средах при температуре 42 0C различаются. Показана различная устойчивость метабиотиков к термической обработке при температуре 1210C в течении 20 минут.Устойчивость к обработке при температуре 1210C, 20 минут и проявление антимикробной активности при pH=6,0 свидетельствует о наличии бактериоцинов в составе метабиотика. Показана различная эффективность подавления роста патогенных штаммов (St.aureus, Ps. aeruginosa, Pr. mirabilis, Klebsiell sp., Pr. vulgaris, E.coli) метабиотиками (100 AU/мл). Эффективность подавления роста зависит от источника выделения патогенных бактерий, природы метабиотиков, полученных из концентратов КЖ бактерий, выделенных из молока разных животных. Полученные данные свидетельствуют о том, что антибиотики цефалотин, налидиксовая кислота, аугментин, ципрофлоксатин, левомицетин могут быть заменены метабиотиками штаммов Ent.faecium KAP1 и L.helveticus KG5 для подавления роста штаммов E.coli. Антибиотики гентамицин, цефалотин, цефуроксим, цефазолин, ципрофлоксатин, азитромицин можно заменить метабиотиком штамма LAB sp. KV15-2 для подавления роста штаммов St. aureus. Наличие пробиотических свойств: выживаемость штамма Ent. faecium КE5 при высоких значениях рН, адгезивность штамма, устойчивость к антибиотикам, высокая эффективность подавления роста патогенных антибиотикрезистентных штаммов и др., позволяет предположить о перспективности использования данного штамма в качестве пробиотика для лечения заболеваний ЖКТ. For the first time 98 strains of lactic acid bacteria (LAB) were isolated from milk of different domestic animals (goats, donkeys, buffalo, sheep) of the rural households of the Republic of Artsakh. Bacteria were mainly represented by mesophilic (60%) and thermophilic (40%) species. The correlation of coccoid and rod-shaped forms was 9:1, which may be due to the climatic conditions of Artsakh. Selected LAB strains differed in their probiotic properties: resistance to different concentrations of bile, survival in a wide range of pH and in the presence of enzymes (pepsin, trypsin) the presence of antioxidant and adhesive activity, resistance to antibiotics, the ability to inhibite the growth of pathogenic antibiotic resistant microflora isolated from patients and microflora, causing spoilage of food products. Investigations have shown that bacteria, isolated from donkey's milk significantly differ by their probiotic properties from the LAB, isolated from the milk of other domestic animals. Genotyping of the selected strains by sequencing 16S RNA genes showed that LAB, isolated from milk of domestic animals (goats, sheep, buffalo, sheep) are mainly represented by strains of Enterococcus genus. The culture liquids of the selected bacteria were purified by gel filtration method (Sephadex G25) and fractions with antimicrobial properties (metabiotics) were obtained. It is shown that their quantitative yield depends on the species belonging to the strain and on the animal type from the milk of which the LAB are isolated. Ent. faecium KE5 LAB strain which isolated from donkey's milk, synthesizes more metabiotics than all other investigates strains. The dependence of the synthesis of metabiotics from the composition of the nutrient medium is shown during the growth of strains LAB sp.KE1, LAB sp.KE3, Ent.faecium КE5, LAB sp.KG5 (MRS and media on the basis of whey). Antimicrobial activities of metabiotics during cultivation on different nutrient media at temperature of 42 oC are differ. The different resistance of metabiotics to heat treatment at a temperature 121oC during 20 minutes is shown. Stability to treatment at temperature of 121oC for 20 minutes and display of antimicrobial activity at pH =6.0 indicates about presence of bacteriocins in the composition of a metabiotic. The differtent efficiency of inhibition of the growth of pathogenic strains (St.aureus, Ps. aeruginosa, Pr. mirabilis, Klebsiella sp., Pr. vulgaris, E. coli) determined for metabiotics (100AU/ml). The effectiveness of growth inhibitoin depends on pathogenic bacteria isolation source, from nature of metabiotics, obtained from concentrates of CL of bacteria, isolated from milk of different animals. Obtained data shown, that the antibiotics Cefalotin, Nalidixic acid, Augmentin, Ciprofloxatin, and Levomicitin can be substituted with the metabiotic of Ent. faecium KAP1 and L.helveticus KG5 strains for inhibition of the growth of E.coli strains. Gentamicin, cefalotin, Cefuroxime, cefazolin, ciprofloxacin, azithromicin antibiotics can be substituted with a metabiotic of the strain LAB sp. KV15-2 for the for the inhibition of the growth of St.aureus strains. Presence of probiotic properties: survival of strain Ent. faecium KE5 at high pH values. the adhesive activity of the strain. resistance to antibiotics. the high effectiveness of the growth inhibition of pathogenic antibiotic-resistant strains. etc.. suggests the prospect of using this strain as a probiotic for the treatment of gastrointestinal disease. High values of proteolytic and antimicrobial activity of Ent. faecium KA3, Ent.faecium KE5, Ent. faecium KE6, Ent. durans KE10 strains during their combined cultivation in the milk allow us to recommend these strains for using as starter cultures for the production of functional food. The metabiotic of LAB sp. KG1 strain, which suppresses the growth of food contaminating microflora, can be recommended for using in bioconservation of a number of food products, which opens the perspectivity of commercialization. Scientific and industrial tests have shown the possibility of application of the selected association of Ent.durans P13 and L.helveticus KG5 strains for the production of new dairy product. Thus, the investigation of the LAB, isolated from the milk of different domestic animals of Artsakh and properties of metabiotics synthesized by them, showed their advantage in comparison with the LAB, isolated from milk of cows of the same region.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Исследование молочнокислых бактерий и их метабиотиков, выделенных из молока разных домашних животных Арцаха. Investigation of lactic acid bacteria and their metabiotics isolated from milk of different domestic animals of Artsakh.
      Uncontrolled Keywords: Исраелян Аревик Левоновна, Israyelyan Arevik Levon
      Subjects: Biology
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 13 May 2019 14:25
      Last Modified: 13 May 2019 14:25
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/10125

      Actions (login required)

      View Item