შედეგები
პროექტის მიზანს წარმოადგენდა საქართველოში ფართოდ გავრცელებული ადგილობრივი ხილის (ვაშლი, შავქლიავა, ატამი) ნაყოფებიდან გამოყოფილი რძემჟავა ბაქტერიებისა (LAB) და საფუვრების ბიოქიმიური და პრობიოტიკული მახასიათებლების შესწავლა და სტარტერული კულტურების კომბინაციების შერჩევა მათი პრობიოტიკულ წვენებში გამოყენების მიზნით.
განხორციელდა შემდეგი ამოცანები: გამოიყო რძემჟავა ბაქტერიების და საფუვრების სუფთა კულტურები და შეიქმნა კოლექცია; მოხდა მათი მორფო-ფიზიოლოგიური და ბიოქიმიური მახასიათებლების შესწავლა; პრობიოტიკული თვისებების შესწავლა; იზოლატების იდენტიფიკაცია 16S და 26S რიბოსომული დნმ-ის მიხედვით; დამზადდა სხვადასხვა ხილის პრობიოტიკული წვენები, შეიქმნა მიკროორგანიზმების 2 კონსორციუმი, დადგინდა კულტურების სიცოცხლისუნარიანობა ატმისა და შავქლიავას წვენის ნიმუშებში, როგორც მადუღარ არეში, ასევე სამაცივრე პირობებში (4°C-ზე). წვენებში განისაზღვრა სხვადასხვა ქიმიური, ბიოქიმიური და ორგანოლეპტიკური პარამეტრები ფერმენტაციამდე და ფერმენტაციის შემდეგ, შემუშავდა ტექნოლოგიური რეკომენდაციები.
შედეგები. ვაშლის, შავქლიავას და ატმის ნიმუშებიდან გამოიყო ლაქტობაქტერიების 104 და საფუვრების 42 შტამი. შტამები შენახულია როგორც 50%-იან გლიცეროლში -80 °C-ზე, ისე დაცერებულ აგარზე, სინჯარებში. იზოლატების მორფოლოგიური მაჩვენებლებით აღმოჩნდა 78 ჩხირის ფორმის, 26 კოკის ფორმის და საფუვრის 33 იზოლატი. pH 2.0-ზე კარგი ზრდით გამოირჩეოდა ჩხირის ფორმის რძემჟავა ბაქტერიების 28 და საფუვრის 15 იზოლატი, pH 2.5-ზე კი - ჩხირის ფორმის 6 იზოლატი. ბიოქიმიური მახასიათებლის შესასწავლად შეირჩა 10 °C, 37 °C, 45 °C ტემპერატურაზე კარგად მზარდი 10 ჩხირი და 11 კოკი. განხორციელდა რძემჟავა ბაქტერიების ზრდა ნახშირწყლების სხვადასხვა წყაროზე (გალაქტოზა, ქსილოზა, მალტოზა, სორბიტი, ინოზიტი, მანიტი). შაქრების მეტაბოლიზების უნარის მიხედვით ჩატარდა შტამების პირველადი იდენტიფიკაცია. შაქრებზე ზრდა შტამის ფერმენტაციის უნარის მაჩვენებელია (ფერის ცვლილება, გაზის გამოყოფა) და განსაზღვრავს მის ჰომოფერმენტულობას თუ ჰეტეროფერმენტულობას. შესწავლილი შტამების უმრავლესობა ჰომოფერმენტულია, ჰეტეროფერმენტული აღმოჩნდა 6 შტამი. შევისწავლეთ იზოლატების ზრდის სიჩქარე სპექტროფოტომეტრზე (OD600ნმ). დადგინდა შტამების ზრდის ოპტიმუმები დროზე დამოკიდებულებით.
იზოლატების პრობიოტიკული თვისებებიდან შესწავლილ იქნა მათი ზრდის უნარი ნაღვლის მარილების სხვადასხვა კონცენტრაციის (0.3, 0.5, 1.0 %) შემცველ საკვებარეზე. 0.3%-ზე გაიზარდა ყველა რძემჟავა ბაქტერია, 0.5%-ზე - 8 შტამი, ხოლო 1%-ზე - არც ერთი. მნიშვნელოვანი პრობიოტიკული თვისებაა ანტიმიკრობული აქტივობა პათოგენური შტამების მიმართ. LAB-იზოლატების ანტიბაქტერიული მოქმედების დასადგენად გამოყენებული იყო აგარში დიფუზიის მეთოდი შემდეგი პათოგენური შტამებისადმი: Salmonella enterica ATCC 14028, Bacillus cereus ATCC 1087, Proteus mirabilis ATCC 12453, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Shigella flexneri ATCC12022, Escherichia coli ATCC 25922. ოთხმა შტამმა აჩვენა ინჰიბიტორული მოქმედება Salmonella enterica ATCC 14028-ს და Staphylococcus enterica ATCC 14028-ის მიმართ. LAB-იზოლატები ყველაზე მაღალი ზრდის დათრგუნვით გამოირჩეოდნენ Shigella flexneri ATCC12022-ის და Proteus mirabilis ATCC 12453-ის მიმართ.
დადგინდა 10 შერჩეული შტამის დამოკიდებულება ანტიბიოტიკებისადმი (ციპროფლოქსაცინი 5 მკლ, ერითრომიცინი 15 მკგ, ბაციტრაცინი 10 ერთეული, ტეტრაციკლინი 30 მკგ, სტრეპტომიცინი 10 მკგ, ნეომიცინი 10 მკგ, ქლორამფენიკოლი 30 მკგ, ტილოზინი 30 მკგ, გენტამიცინი 10 მკგ, ამპიცილინი 5 მკგ, ვანკომიცინი 5 მკგ, ნალიდიქსის მჟავა 30 მკგ, სტრეპტომიცინი 30 მკგ, კანამიცინი 30 მკგ). ყველა იზოლატი რეზისტენტული აღმოჩნდა ციპროფლოქსაცინის, ნალიდიქსის მჟავას და ვანკომიცინის მიმართ. G99 იზოლატი გამოირჩეოდა რეზისტენტობით ანტიბიოტიკების დაახლოებით 80%-ში. იზოლატების უმეტესობა (90%) რეზისტენტული აღმოჩნდა სტრეპტომიცინის, ნეომიცინის და კანამიცინის მიმართ.
იზოლატების იდენტიფიკაცია განხორციელდა 16S რიბოსომული დნმ-ით და სახეობა-სპეციფიკური პჯრ-ით. იზოლატები მიეკუთვნებოდა Lactobacillus plantarum-ისდა Lactobacillus casei-ის სახეობებს.
ხილის წვენების ფერმენტაციისათვის რძემჟავა ბაქტერიების პრობიოტიკულ თვისებებზე დაყრდნობით შერჩეული შტამების ურთიერთდამოკიდებულების წინასწარი შესწავლისას დადგინდა, რომ მათ შორის ადგილი არ ჰქონდა ანტაგონისტურ დამოკიდებულებას. შედეგად, 4 შტამის გამოყენებით შეიქმნა 2 კონსორციუმი (კონსორციუმი I: Lactobacillus casei G91 + Lactobacillus plantarum G99 და კონსორციუმი II: Lactobacillus casei G51 + Lactobacillus plantarum G101). წვენების 72 სთ-იანი ფერმენტაცია მიმდინარეობდა თერმოსტატში 37 °C-ზე და განისაზღვრა წვენების სხვადასხვა ფიზიკო-ქიმიური და ბიოქიმიური მახასიათებლები, სიცოცხლისუნარიანი უჯრედების რაოდენობა, როგორც ფერმენტაციისას, ასევე სამაცივრე პირობებში. კონსორციუმ I-ით 3-დღიანი ფერმენტაციისას, შავქლიავას წვენში შტამების სიცოცხლისუნარიანობა შეადგენდა 4.0×108 კწე/მლ-ს, 21-ე დღიდან დაიწყო უჯრედების რაოდენობის 10-ჯერ შემცირება, ხოლო 35-ე დღეს შეადგინა 1.8×107 კწე/მლ-ს. კონსორციუმი II-ით 3-დღიანი ფერმენტაციისას, შავქლიავას წვენში შტამების რაოდენობა შეადგენდა 1.4×108 კწე/მლ-ს. ეს მაჩვენებელი სამაცივრე პირობებში 35-ე დღეს შემცირდა 1.2×106 კწე/მლ-ამდე.
ატმის წვენების კონსორციუმი I-ით 3-დღიანი ფერმენტაციის შემდეგ უჯრედების რაოდენობა შეადგენდა 2.0×108 კწე/მლ-ს, ხოლო კონსორციუმი II-ით - 4.0×108 კწე/მლ-ს; 35-ე დღეს შესაბამისად - 4.2×105 კწე/მლ-ს და 3.2×104კწე/მლ-ს. შენახვის ვადად კონსორციუმი I-ით ფერმენტირებული შავქლიავას წვენისთვის განისაზღვრა 35 დღე, ხოლო დანარჩენის შემთხვევაში - 21 დღე. ფერმენტირებულ წვენებში განისაზღვრა რძემჟავას, ძმარმჟავას და ვაშლმჟავას შემცველობა. რძემჟავას შემცველობა შავქლიავას არაფერმენტირებულ წვენში (K) შეადგენდა 0.23 გ/ლ-ს, 37 °C-ზე შავქლიავას კონსორციუმი I-ით 3-დღიანი ფერმენტაციის დროს ეს მაჩვენებელი გაიზარდა 12.8 გ/ლ-ამდე და სამაცივრე პირობებში 35 დღის განმავლობაში მატება აღარ აღინიშნებოდა. კონსორციუმი II-ის შემთხვევაში, 0.23 გ/ლ-იდან გაიზარდა 9.6 გ/ლ-ამდე და ცივი ფერმენტაციის დროს შეადგენდა 8.2 გ/ლ-ს. რძემჟავას შემცველობა ატმის არაფერმენტირებულ წვენში (K) 0.16 გ/ლ, 37 °C-ზე ატმის კონსორციუმი I-ით 72 სთ-იანი ფერმენტაციის დროს გაიზარდა 9.6 გ/ლ-ამდე და სამაცივრე პირობებში 35 დღის განმავლობაში მატებას ადგილი არ ჰქონია. ატმის კონსორციუმი II-ის შემთხვევაში, 0.16 გ/ლ-იდან გაიზარდა 8.4 გ/ლ-ამდე და ცივი ფერმენტაციის დროს შეადგენდა 8.2 გ/ლ-ს. ლიმონმჟავას, ქარვამჟავას და ვაშლმჟავას ცვლილებები ორივე ნიმუშის ფერმენტაციის პერიოდში თითქმის უმნიშვნელო იყო.
შავქლიავას წვენში ჯამური შაქრების შემცველობა შეადგენდა 13.2%-ს, ატმის წვენში - 11.6%-ს. კონსორციუმი I-ში გლუკოზის რაოდენობა 87.8 გ/ლ-იდან 49.1 გ/ლ-ამდე დაეცა, ფრუქტოზის კი - 40.3 გ/ლ-იდან 15.6 გ/ლ-ამდე, 35-ე დღეს. კონსორციუმი II-ში ჯამური შაქრების რაოდენობა 13.2%-იდან 11.62%-ამდე შემცირდა, 35-ე დღეს გლუკოზის რაოდენობამ 87.8 გ/ლ-იდან 49.8 გ/ლ-ამდე დაიკლო, ფრუქტოზა კი 40.3გ/ლ-იდან შემცირდა 10.5 გ/ლ-ამდე. გლუკოზის შემცველობა ატმის საკონტროლო წვენში 46.2 გ/ლ-იდან 35 დღის შემდეგ შემცირდა 32.2 გ/ლ-ამდე, ფრუქტოზის კი - 56.5 გ/ლ-იდან 44.0 გ/ლ-ამდე.
შავქლიავას წვენში ჯამური ფენოლის შემცველობა ფერმენტაციამდე იყო 213.2 ± მგ/ლ, ხოლო ატმის წვენში - 205.92 მგ/ლ. ფენოლის შემცველობა ორივე კონსორციუმით ფერმენტირებულ ნიმუშებში მნიშვნელოვნად გაიზარდა. შავქლიავას ფერმენტაციისას კონსორციუმი I-ით, 21 დღეში ფენოლის კონცენტრაციამ დაახლოებით 2.5-ჯერ, ხოლო 35 დღეში საწყისთან შედარებით დაახლოებით 4.5-ჯერ მოიმატა. მსგავსი შედეგები მიიღებოდა შავქლიავას წვენის კონსორციუმი II-ით ფერმენტაციისას. ფენოლების შემცველობა მცირედ იცვლებოდა ატმის წვენის ფერმენტაციისას და დაახლოებით 1.8-ჯერ აღემატებოდა საწყის მონაცემს.
შავქლიავას წვენში ანტიოქსიდანტური საწყისი აქტივობა შეადგენდა 233.306 მგ AAE /ლ-ს, რომელიც ეტაპობრივად შემცირდა კონსორციუმებით მოქმედების შედეგად. მაღალი მაჩვენებელი დაფიქსირდა თერმოსტატში 3-დღიანი ფერმენტაციისას. რაც შეეხება კონსორციუმი I-ით ფერმენტირებულ ატმის წვენს, 131.234 მგ AAE/ლ-იდან გაიზარდა 262.469 მგ AAE /ლ-ამდე, ხოლო სამაცივრე პირობებში საგრძნობლად შემცირდა.
გვერდის დასაწყისი
