Биологи из МГУ обнаружили в бурятском молоке уникальный штамм молочнокислых бактерий

Сотрудники кафедры микробиологии биологического факультета МГУ открыли новый штамм молочнокислых бактерий, перспективных для использования в качестве биоконсерванта продуктов питания и пробиотиков. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Microbial & Biochemical Technology и были представлены на международной конференции 1-st Black Sea Assosiation of Food Science and Technology Congress (B-FoST CONGRESS).

Ученые биологического факультета МГУ с коллегами открыли в Забайкалье новый штамм молочнокислых бактерий, перспективных для использования в качестве пробиотиков. Пробиотики, согласно определению ВОЗ, — полезные для человека бактерии или другие микроорганизмы, обладающие активностью в отношении патогенных микроорганизмов и обеспечивающие нормальное функционирование микробиоты желудочно-кишечного тракта и другие поддерживающие организм функции. Пробиотические микроорганизмы могут быть включены в состав различных пищевых продуктов, лекарственных препаратов и пищевых добавок. Чаще всего в качестве пробиотиков используются определенные штаммы лактобактерий и бифидобактерий.

Лактобактерии, получаемые из натуральных кисломолочных продуктов, привлекли особый интерес микробиологов по сравнению с другими пробиотическими бактериями. Польза этих бактерий для здоровья человека известна с времен Гиппократа (IV век до н.э.), на их оздоравливающий эффект — как средства борьбы с преждевременной старостью — указывал И.И. Мечников. Особенностью лактококков является их способность синтезировать биологически активные пептиды или белковые комплексы, известные как бактериоцины. Один из самых известных бактериоцинов — антибиотик низин, разрешенный к применению в качестве пищевого консерванта под кодом E234. Его важным свойством является активность в отношении грамположительных бактерий, большинство из которых являются патогенными для человека. Но применение низина, как и ряда других бактериоцинов, ограничивается относительно узким спектром антимикробного действия: он эффективен только в отношении грамположительных бактерий, к тому же среди пищевых патогенов появились устойчивые к ним формы.

Участники научной группы лаборатории физиологии и биохимии микробов под руководством доктора биологических наук Лидии Стояновой выделили из молока фермерских коров Бурятии штамм Lactococcus lactis subsp. lactis 194, обладающий широким спектром антимикробного действия, активный в не только отношении грамположительных, но и грамотрицательных бактерий, составляющих основу патогенов и миксомицетов. Установлено, что способность лактококков синтезировать антимикотики (противогрибковые вещества) является уникальной для молочнокислых бактерий этого рода. Были подобраны оптимальные условия ферментации штамма, дающие максимальный выход бактериоцинов и фунгицидных веществ.

«Сравнительное экологическое изучение штаммов лактококков, выделенных из различных эколого-географических зон, показало, что наблюдается определенная адаптация их к внешним факторам среды обитания. Бурятия, район озера Байкал — уникальная по экологии территория, эта экологическая ниша вносит свои коррективы в флору и фауну нашей страны», — объяснила Лидия Стоянова интерес биологов к исследованию молочных бактерий из такого отдаленного региона, как Забайкалье. 

Изучение антибиотических комплексов широкого спектра действия выявило, что штамм Lactococcus lactis subsp. lactis 194 образует смесь биологически активных веществ разных классов химических соединений. «Один из этих компонентов является низиноподобным пептидом по структуре и биологическими свойствами подобен дорогостоящему препарату «Nisaplin» (Великобритания), другие — бактериоцин, эффективный против грамотрицательных бактерий, и алкилароматический кетон, обладающий фунгицидным действием, — являются уникальными и отсутствуют в компьютерной базе данных BNPD биологически активных веществ», — пояснила Лидия Стоянова.

Наличие фунгицидной активности среди бактерий рода Lactococcus является очень редким и малоизученным свойством, а о природе фунгицидных веществ практически ничего не известно. Поэтому выделение, изучение свойств и биосинтеза новых бактерицидных и фунгицидных природных метаболитов, образуемых лактококками, а также изучение перспективности их использования в  качестве нового поколения биоконсервантов с пробиотическим эффектом имеет фундаментальный и практический интерес.

Работа выполнена в сотрудничестве с учеными Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.