Способ получения фитобактериальной композиции Российский патент 2025 года по МПК A23K10/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области биотехнологии, касается разработки фито-бактериальной композиции, на основе настоя корня цикория для коррекции и регуляции микрофлоры желудочно-кишечного тракта сельскохозяйственных животных.

Уровень техники

Желудочно-кишечные заболевания новорожденного молодняка крупного рогатого скота являются преимущественной проблемой животноводческих комплексов. Они имеют широкое распространение в хозяйствах различных форм собственности, таких как ЛПХ и СПХ, и обусловлены бактериальной этиологией со сходным симтомокомплексом.

В развитии диареи у сельскохозяйственных животных преимущественную роль играют энтеротоксигенные микроорганизмы (штаммы кишечной палочки, протеус вульгарис, цитробактер) и криптоспоридии [Определение микробиоценоза кишечного тракта животных в О62 норме и при дисбактериозах: рекомендации / В. Н. Алешкевич [и др.]. - Витебск: ВГАВМ, 2017. - С. 40.].

Важным фактором, способствующим предотвращению заболевания животных, а также их более быстрому выздоровлению, служит повышение колонизационного потенциала микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Значительный экономический ущерб, причиняемый животноводческим хозяйствам желудочно-кишечными заболеваниями, обусловливает необходимость поиска путей и методов совершенствования существующих и изыскания новых эффективных средств профилактики и лечения [Аксенова, В. М. Физиология системы пищеварения: учебное пособие / В. М. Аксенова, А. П. Осипов; ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. - Пермь: Изд-во ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, 2013. - 104 с.].

В последние годы большое внимание привлекает взаимосвязь между дисбалансом кишечной микрофлоры, возникновением и развитием диарейного симптома и особенно ее влияние на слизистый барьер кишечника. Структурное разрушение и дисфункция барьера слизистой оболочки кишечника являются важными факторами обострения воспалительных процессов желудочно-кишечного тракта у сельскохозяйственных животных [Баймуратова, М. А. Бактериологическая диагностика дисбактериоза кишечника: методические указания / М. А. Баймуратова, В. Э. Воронина, К. С. Оспанов. - государственное учреждение “Республиканский научно-практический центр эпидемиологии и микробиологии” Министерства здравоохранения Республики Беларусь, 2010. - С.18.].

В настоящее время корректировка структуры рациона питания и добавление пробиотиков являются наиболее широко изученными методами регуляции кишечной флоры, которые могут специфически изменять состав кишечной флоры. Про- и пребиотические добавки повышают антиоксидантную способность и вырабатывают антибактериальные вещества, конкурирующие с условно-патогенными и патогенными бактериями, а также способствуют улучшению работы желудочно-кишечного тракта, обеспечивая некоторое снижение секреции желудочной кислоты. Однако существует относительно немного существующих пробиотических продуктов, которые могут эффективно регулировать микробиоту желудочно-кишечного тракта. Настои на основе корня цикория оказывают различное воздействие на микрофлору желудочно-кишечного тракта, такое как антиоксидантное, антибактериальное, что привлекает большое внимание [Савинова, Ю. С. История, современные направления и перспективы развития про- и пребиотических препаратов в России и за рубежом / Ю. С. Савинова, Н. Л. Белькова, Н. В. Семенова, Л. В. Рычкова // Acta Biomedica Scientifica. - 2022. - №5-1. - С. 211-227.].

Продукты из чайного гриба богаты биологически активными веществами, такими как полифенолы чая, полисахариды, теофиллин и короткоцепочечные жирные кислоты, которые обладают различными биологическими свойствами, такими как антиоксидантное, противовоспалительное, регулирующее кишечную микрофлору. Однако в настоящее время существует мало исследований содержания полифенолов и антиоксидантных свойств в продуктах из чайного гриба, что затрудняет контроль качества производимых продуктов из чайного гриба и создает серьезные ограничения для расширения производства [Даниелян, Л. Т. Чайный гриб и его биологические особенности / Л. Т. Даниелян. - М.: Медицина, 2005. - С. 83.].

Известен способ получения биологически активной субстанции с пробиотическим эффектом на основе Medusomyces gisevii (патент №2630457 РФ), включающий извлечение, промывание под проточной водой и измельчение на отдельные фрагменты с последующей лиофилизацией.

Отрицательными сторонами этого способа является:

1. Во-первых, лиофильно высушенная культура теряет свои биологически активные вещества.

2. Во-вторых, данный продукт не имеет пробиотических микроорганизмов, что не позволяет провести колонизацию микрофлоры толстого отдела, желудочно-кишечного тракта.

Известен способ получения концентрата биологически активного напитка [патент РФ RU 2500299 C1], предусматривающий выращивание биомассы чайного гриба на питательной среде, включающий настой чая с сахаросодержащим продуктом. Из полученного напитка получают концентрат с массовой долей 60 мас. %.

Недостатком данного способа является:

1. Во-первых, предложенный способ получения биологически активного напитка имеет заявленную кислотность от 5 до 85 кислотных единиц, что препятствует размножению пробиотических бактерий.

2. Во-вторых, выпаривание напитка производят в диапазоне 45-55°С, что разрушает клеточную стенку бактерий.

3. В-третьих, органолептические свойства данного напитка зависят от условий инкубации, а в промышленных условиях производства необходимо провести оценку свойств согласно соответствующей технологии.

Известен способ выращивания и разведения чайного гриба [патент РФ RU 2580046 C1], включающего культивирование чайного гриба в условиях аэрации при комнатной температуре 23-25°С с добавлением сахара. Затем выдерживают в течение 5-6 дней с последующим процеживанием и сливом в банку-приемник 500 мл. Далее полученный напиток выдерживают 30-36 часов, после появления слоя чайного гриба добавляют слабый раствор чая с сахаром и доводят объем до 2 л.

Недостатком данного способа является:

1. Во-первых, недостатком данного способа является малый срок созревания чайного гриба, что препятствует созреванию уксуснокислых бактерий и пробиотических дрожжей.

2. Во-вторых, за счет дальнейшего разбавления концентрата напитка раствором из чая, происходит потеря его биологической ценности.

3. В-третьих, недостатком способа является механическая травма, нанесенная телу чайного гриба в момент доведения его объема до 1,5-2 л.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения фито-бактериальной композиции. Данная композиция рекомендуется для профилактики желудочно-кишечных заболеваний у сельскохозяйственных животных, коррекции микробного сообщества кишечника до и после терапии антибиотиками, для стимуляции прироста массы тела и повышения естественной резистентности организма.

Технический результат изобретения, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, заключается в активации метаболических процессов, синтезе аминокислот, ферментов и витаминов, а также антагонистическим действием на патогенную микрофлору, и как следствие повышении эффективности профилактики желудочно-кишечных заболеваний сельскохозяйственный животных.

Технический результат достигается способа получения фито-бактериальной композиция, включающего внесения тела чайного гриба в 3-х литровую банку, предварительно заполненную на половину настоем цикория с сахаром, который готовится на водяной бане при температуре 70-100°С в течение 15 мин в следующем соотношении вода-цикорий - 1:10 и добавлением горячей воды с сахаром - 10г/100 мл и размешиванием до полного растворения, затем настой цикория остужают в естественных условиях до комнатной температуры 20-23°С, далее чайный гриб с настоем цикория хранят 1 месяц в медицинском шкафу до образования 2-го пласта чайного гриба, после чего, собирают тело чайного гриба и переносят в новую 3-х банку, в которой содержался уже готовый раствор настоя цикория с сахаром, затем отправляют на хранение в медицинский шкаф на 2 недели, по истечении 2-х недель получали более концентрированную культуральную жидкость готовую к использованию, затем фильтруют полученную культуральную жидкость через марлю, для отделения ее от осадка в стерильную коническую колбу кн-1-250-29/32 ТС, закрывают ватно-марлевой пробкой и убирают на хранение в холодильник при температуре 2-5°С.

Фито-бактериальная композиция, включающая производные корня цикория, пробиотические штаммы дрожжей рода Saccharomyces и уксусно-кислые бактерии находящиеся в составе культуральной жидкости, отличающейся тем, что дополнительно в качестве питательной основы содержит пищевое волокно полифруктозной группы - Инулин, в следующем соотношении компонентов, мас.:

Культуральная жидкость чайного гриба 10 г;

Вода 90 г;

Сахар 10 г;

Корень цикория в сухом виде 1 г.

Технический результат достигается с помощью способа получения фито-бактериальной композиции для коррекции микробного сообщества кишечника до и после терапии антибиотиками, включает производные корня цикория, пробиотические штаммы дрожжей рода Saccharomyces и уксусно-кислые бактерии находящиеся в составе культуральной жидкости, а также пищевое волокно - Инулин. Принцип приготовления композиции из чайного гриба основан на том, что помимо биологически активных веществ (витамины, сахара, пуриновые основания, ферменты, органические кислоты, аминокислоты, продукты этилового происхождения) содержатся дрожжевые пробиотические клетки и уксуснокислые бактерии, которые в свою очередь размножаются при добавлении питательной основы, что в последующем формирует усиленную микробную массу в форме (зооглеи) гриба на поверхности приготовленной инкубационной жидкости.

Таким образом, разработана оптимальная фито-бактериальная композиция с преимущественно высоким содержанием дрожжевых пробиотических бактерий, за счет добавления питательной основы полифруктозной группы.

Пробиотические штаммы дрожжей рода Saccharomyces содержаться в нормальной микрофлоре желудочно-кишечного тракта сельскохозяйственных животных. Они не способны продуцировать аскоспоры, переходить в гаплоидную форму или использовать галактозу в качестве источника углерода. Они более устойчивы к температурным и кислотным стрессам, но имеют малую устойчивость к солям желчных кислот. При попадании в организм их устойчивая концентрация в толстой кишке достигается в течение 3 дней, и затем дрожжи выводятся из кишечника в течение 2-5 дней. Пробиотические штаммы дрожжей, применяемые как пробиотик, взаимодействуют с кишечной микробиотой, восстанавливая баланс короткоцепочечных жирных кислот.

Основная масса своеобразного тела гриба - зооглея - является громадной колонией уксуснокислой бактерии Acetobacterium xylinum. A. xylinum представляют собой грамотрицательные палочки, встречающиеся отдельными особями, парами, цепочками или небольшими скоплениями. A. xylinum является облигатным аэробом, который метаболизирует в основном глюкозу, которую он использует в синтезе целлюлозы. Плавающий матрикс позволяет клеткам подниматься на поверхность среды, где много кислорода.

Инулин входящий в состав корня цикория, обладает устойчивостью к действию желудочного сока, не расщепляется ферментами желудочно-кишечного тракта и не всасывается в нем. Доходя до средних отделов кишечника, создает дополнительную поверхность для прикрепления микроорганизмов и их размножения, восстанавливает нормофлору, является антагонистом условно-патогенной и патогенной микрофлоры.

Чертежи и иные материалы

На фиг. 1 - Оценка антагонистической активности прототипов и фито-бактериальной композиции

Осуществление изобретения

Технологический процесс способа получения фито-бактериальной композиции осуществляли следующим образом.

Для первоначального приготовления композиции используют готовый продукт тела чайного гриба, который помещают в 3-х литровую банку, которую предварительно заполняют на половину питательной жидкостью (приготовленный настой цикория с добавлением сахара), следом надевают на горло банки стерильную марлевую ткань и перетягивают резинкой, для защиты от проникновения возможных насекомых. Настой цикория готовят на водяной бане при температуре 70-100°С в течение 15 мин., в соотношении 1:10 (вода : цикорий). После чего в приготовленную горячую жидкость добавляют сахар 10г/100 мл и размешивают до полного растворения. Затем остужают в естественных условиях до комнатной температуры 20-23°С. Далее отправляют готовую композицию на хранение сроком в 1 месяц в медицинский шкаф HILFE МД 2 1670/SG, который располагают в недосягаемости от прямых солнечных лучей. По истечении 1 месяца на поверхности образуется тело чайного гриба, в котором сформировано 2 пласта. После чего, собирают тело цикориевого гриба и переносят в новую 3-х банку, в которой содержится уже готовый раствор настоя цикория с сахаром приготовленный по технологии расписанной ранее, в соотношении 1 : 10. Затем отправляют на хранение в медицинский шкаф HILFE МД 2 1670/SG, который расположен в недосягаемости от прямых солнечных лучей на срок 2 недели. По истечении 2-х недель получают более концентрированную культуральную жидкость готовую к использованию. Затем фильтруют полученную культуральную жидкость через марлю, для отделения ее от осадка в стерильную коническую колбу кн-1-250-29/32 ТС, закрывают ватно-марлевой пробкой и убирают на хранение в холодильник при температуре 2-5°С.

Пример 1. Получение фито-бактериальной композиции осуществляли с использованием готового продукта тела чайного гриба, который помещали в 3-х литровую банку, которая была заполнена на половину питательной жидкостью (приготовленный настой цикория с добавлением сахара), следом надевали на горло банки стерильную марлевую ткань и перетягивали резинкой, для защиты от проникновения возможных насекомых. Настой цикория готовили на водяной бане при температуре 70-100°С в течение 15 мин. в соотношении 1 : 10. После чего в приготовленную горячую жидкость добавляли сахар 5г/100 мл и размешивали до полного растворения. Затем остужали в естественных условиях до комнатной температуры 20-23°С. Далее отправляли готовую композицию на хранение сроком в 1 месяц в медицинский шкаф HILFE МД 2 1670/SG, который расположен в недосягаемости прямых солнечных лучей.

По результатам проведенной оценки органолептических свойств по истечении 1-го месяца, было установлено появление плесени на поверхности жидкости, что является не допустимым для последующего создания культуральной жидкости. В связи с этим было принято решение увеличить объем сахара при приготовлении питательной основы.

Пример 2. Проведение первичной апробации фито-бактериальной композиции и ее прототипов заключалось в подготовке исследуемых материалов - фито-бактериальной композиции, концентрата биологически активного напитка [патент РФ RU 2500299 C1] и способ получения биологически активной субстанции с пребиотическим эффектом на основе Medusomyces gysevii [патент РФ RU 2630457 C1] по отношению к взвесям тест-культур Escherichia coli K-12 J53 и Staphylococcus aureus ATTCC 6538P с их последующем внесением в жидкий агар. Далее, с применением лункообразователя, производили отверстия в агаровой среде с тестовыми культурами и добавляли исследуемые образцы средств. Инкубировали при постоянной температуре в 37°С в течение 24 часов. Затем измеряли зоны задержки роста и их диаметр с помощью линейки.

В результате комплексной оценки антагонистических свойств (фиг. 1) было установлено, что концентрат биологически активного напитка проявил низкую антогонистическую активность по отношению к Escherichia coli K-12 J53 - зона задержка роста составила 13,0 мм. По отношению к Staphylococcus aureus ATTCC 6538P зона задержки роста составила - 15,0 мм.

Биологически активная субстанция с пребиотическим эффектом на основе Medusomyces gysevii оказала среднюю антагонистическую активность по отношению к Escherichia coli K-12 J53 - 16, мм и к Staphylococcus aureus ATTCC 6538P зона задержки роста составила - 18,0 мм.

Наилучший результат проявила фито-бактериальная композиция, где зона задержки роста по отношению к Escherichia coli K-12 J53 составила 21,0 мм, по отношению к Staphylococcus aureus ATTCC 6538P - 22,0 мм, тем самым проявив высокую антагонистическую активность.

Предложенная фито-бактериальная композиция, представляющая собой уникальное сочетание растительных экстрактов и полезных микроорганизмов, обладает рядом существенных преимуществ перед существующими аналогами и другими техническими разработками в этой области:

1. Используемые для производства композиции ингредиенты, а именно растительные экстракты, изготавливаются в промышленных условиях. Это позволяет значительно снизить себестоимость производства и сделать фито-бактериальную композицию доступной для широкого круга потребителей;

2. Промышленный подход обеспечивает высокую степень стандартизации и контроля качества ингредиентов, что гарантирует стабильность и эффективность конечного продукта;

3. Фито-бактериальная композиция представляет собой инновационный продукт, сочетающий в себе преимущества натуральных растительных компонентов и эффективность микроорганизмов;

4. Является экологически чистым продуктом;

5. Обладает избирательной активностью микроорганизмов, тем самым повышая колонизационный потенциал нормофлоры желудочно-кишечного тракта.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ получения фитобактериальной композиция для профилактики желудочно-кишечных заболеваний у сельскохозяйственных животных, включающий внесение тела чайного гриба в банку, предварительно заполненную на половину настоем цикория с сахаром, который готовится на водяной бане при температуре 70-100°C в течение 15 мин, с последующим охлаждением до 20-23°C. Чайный гриб с настоем цикория хранят до образования 2 пласта чайного гриба. Затем тело чайного гриба переносят в новую банку, в которой содержится уже готовый раствор настоя цикория с сахаром, и отправляют на хранение на 2 недели. Фильтруют полученную культуральную жидкость для отделения ее от осадка и убирают на хранение в холодильник при температуре 2-5°C. Изобретение направлено на повышение эффективности профилактики желудочно-кишечных заболеваний сельскохозяйственный животных. 1 ил., 2 пр.

Способ получения фитобактериальной композиции для профилактики желудочно-кишечных заболеваний у сельскохозяйственных животных, включающий внесение тела чайного гриба в трехлитровую банку, предварительно заполненную наполовину настоем цикория с сахаром, который готовится на водяной бане при температуре 70-100°С в течение 15 мин в следующем соотношении вода:цикорий – 1:10 с добавлением горячей воды с сахаром 10г/100 мл и размешиванием до полного растворения, затем настой цикория остужают в естественных условиях до комнатной температуры 20-23°С, далее чайный гриб с настоем цикория хранят 1 месяц в медицинском шкафу до образования 2 пласта чайного гриба, после чего, собирают тело чайного гриба и переносят в новую трехлитровую банку, в которой содержится уже готовый раствор настоя цикория с сахаром, затем отправляют на хранение в медицинский шкаф на 2 недели, затем фильтруют полученную культуральную жидкость через марлю для отделения ее от осадка в стерильную коническую колбу кн-1-250-29/32 ТС, закрывают ватно-марлевой пробкой и убирают на хранение в холодильник при температуре 2-5°С.