RU2530552C1 - STRAIN Bacillus lentus - PRODUCER OF BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE OF ANTIMICROBIAL ACTION AND METHOD OF OBTAINING BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE - Google Patents

STRAIN Bacillus lentus - PRODUCER OF BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE OF ANTIMICROBIAL ACTION AND METHOD OF OBTAINING BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE Download PDF

Info

Publication number
RU2530552C1
RU2530552C1 RU2013109192/10A RU2013109192A RU2530552C1 RU 2530552 C1 RU2530552 C1 RU 2530552C1 RU 2013109192/10 A RU2013109192/10 A RU 2013109192/10A RU 2013109192 A RU2013109192 A RU 2013109192A RU 2530552 C1 RU2530552 C1 RU 2530552C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substance
bacteriocin
strain
producer
bacillus lentus
Prior art date
Application number
RU2013109192/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013109192A (en
Inventor
Виктор Данилович Похиленко
Владимир Владимирович Перелыгин
Гульнур Тахавиевна Садикова
Ирина Анатольевна Чукина
Надежда Ивановна Лунева
Ирина Петровна Мицевич
Original Assignee
Федеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФБУН ГНЦ ПМБ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФБУН ГНЦ ПМБ) filed Critical Федеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФБУН ГНЦ ПМБ)
Priority to RU2013109192/10A priority Critical patent/RU2530552C1/en
Publication of RU2013109192A publication Critical patent/RU2013109192A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2530552C1 publication Critical patent/RU2530552C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: strain Bacillus lentus "GKPM-Obolensk" B-7150 - producer of bacteriocin-like substance of broad spectrum of antimicrobial action is proposed, having molecular weight according to data of SDS-PAGE of about 4 kDa. Also the method of obtaining bacteriocin-like substance is provided, comprising submerged cultivation of Bacillus lentus "GKPM-Obolensk" B-7150 at a temperature 29-30°C in carbohydrate-yeast medium based on inorganic source of amino nitrogen with a limit of oxygen and carbohydrate. Isolation of bacteriocin-like substance from acellular fluid is carried out using dichloromethane or silica gel type adsorbent, and from the surface of cells - using ethanol. Then the fractions are combined and dried.
EFFECT: strain has antagonistic activity against coliform and other gram-negative bacteria and some species of gram-positive microorganisms.
2 cl, 3 dwg, 5 tbl, 7 ex

Description

Изобретение относится к области микробиологии, биотехнологии, в частности к получению бациллярного штамма в качестве продуцента антимикробного вещества, которое может быть применимо в качестве стимулирующей рост добавки в корм птицы взамен антибиотиков для применения в ветеринарии и сельском хозяйстве.The invention relates to the field of microbiology, biotechnology, in particular to the production of a bacillary strain as a producer of an antimicrobial substance, which can be used as a growth-promoting additive in poultry feed instead of antibiotics for use in veterinary medicine and agriculture.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Виды Bacillus в составе пробиотиков так называемых «живых лекарств» и добавок в пищу, допущенных для потребления людьми и животными, включают лишь отдельные виды бацилл B. subtilis, B. lichenformis, B. coagulans, B. toyoi (cereus), B. natto (subtilis), B. clausii (lentus), B. polyfermentans и В. cereus [Hoa N.T., Baccigalupi L., Huxham A. etal., 2000; Lee K.H., Jun K.D., Kim W.S. et al., 2001; Pinchuk I.V., Bressollier P., Verneuil B. et al., 2001; Sanders M.E., Morelli L., Tompkins Т., 2003]. Бактерии Bacillus lentus (в англоязычной литературе более известные как Bacillus clausii) являются частью непатогенной транзитной микрофлоры кишечника человека и животных, но имеют свои характерные отличия [Urdaci, Maria С., Bressollier, Ph., Pinchuk, I, 2004; Senesi S., Celandroni F., Tavanti A. et al., 2001]. Известно, что бактерии этого вида толерантны к щелочи и являются известными продуцентами сильно щелочной протеазы [Denizci А.А., Kazan D., Abeln E.C.A., and Erarslan A., 2004]. В исследованиях было установлено, что В. clausii безопасны и эффективны в лечении респираторных инфекций, острых отитов у детей, а также оказывают целый ряд положительных эффектов на организм человека, особенно на иммунную систему [Marseglia G.L., Tosca M., Cirillo I., et al., 2007]. Спектр антимикробной активности большинства пробиотических штаммов бацилл ограничивается грамположительными видами микроорганизмов. Это, например, относится к четырем штаммам B.clausii (lentus), - О/С, N/R, SIN и Т (препарат Enterogermina®), B.subtilis 3, B.licheniformis 31 (препарат Biosporine), B.cereus IP 5832 (препарат Bactisubtil), B.cereus NT (препарат Biosubtyl), B.cereus DM-423 (препарат Cereobiogen) и эталонного B.subtilis 168 [Hoa N.T., Baccigalupi L., Huxham A. et al., 2000; Sanders M.E., Morelli L., Tompkins Т., 2003]. Ни один из них не обладал активностью против грамотрицательных бактерий. Поэтому актуален поиск микроорганизмов с широким спектром антимикробной активности для применения их как в составе нового поколения препаратов пробиотиков, так и в качестве продуцентов бактериоциноподобных веществ (БПС; в англоязычной литературе BLlS - bacteriocin-like inhibitory substances) - возможной альтернативы антибиотиков. Это способствовало бы разработкам новых препаратов для борьбы с микроорганизмами, устойчивыми к антибиотикам.Species of Bacillus as part of the probiotics of the so-called “live drugs” and food additives approved for human and animal consumption include only certain types of bacilli B. subtilis, B. lichenformis, B. coagulans, B. toyoi (cereus), B. natto (subtilis), B. clausii (lentus), B. polyfermentans, and B. cereus [Hoa NT, Baccigalupi L., Huxham A. etal., 2000; Lee KH, Jun KD, Kim WS et al., 2001; Pinchuk IV, Bressollier P., Verneuil B. et al., 2001; Sanders ME, Morelli L., Tompkins T., 2003]. The bacteria Bacillus lentus (better known as Bacillus clausii in the English literature) are part of the non-pathogenic transit microflora of the intestines of humans and animals, but have their own characteristic differences [Urdaci, Maria C., Bressollier, Ph., Pinchuk, I, 2004; Senesi S., Celandroni F., Tavanti A. et al., 2001]. Bacteria of this species are known to be alkaline tolerant and are known producers of highly alkaline protease [Denizci A.A., Kazan D., Abeln ECA, and Erarslan A., 2004]. Studies have shown that B. clausii is safe and effective in the treatment of respiratory infections, acute otitis media in children, and also have a number of positive effects on the human body, especially on the immune system [Marseglia GL, Tosca M., Cirillo I., et al., 2007]. The spectrum of antimicrobial activity of most probiotic strains of bacilli is limited to gram-positive types of microorganisms. This, for example, applies to four strains of B.clausii (lentus), O / C, N / R, SIN and T (Enterogermina ® preparation), B.subtilis 3, B.licheniformis 31 (Biosporine preparation), B.cereus IP 5832 (Bactisubtil preparation), B.cereus NT (Biosubtyl preparation), B.cereus DM-423 (Cereobiogen preparation) and reference B.subtilis 168 [Hoa NT, Baccigalupi L., Huxham A. et al., 2000; Sanders ME, Morelli L., Tompkins T., 2003]. None of them had activity against gram-negative bacteria. Therefore, the search for microorganisms with a wide spectrum of antimicrobial activity is relevant for their use both as part of a new generation of probiotic preparations and as producers of bacteriocin-like substances (BPS; in the BLlS English literature - bacteriocin-like inhibitory substances) - a possible alternative to antibiotics. This would facilitate the development of new antibiotic-resistant microorganisms.

Широко известны антагонистически активные штаммы бацилл, входящие в состав пробиотических препаратов: B.subtilis 534 - пробиотик «Споро-бактерин» патент SU 1708350, B.subtilis 3H - пробиотик «Бактис-порин» патент RU 2067616. В основном все они действуют на грамположительные бактерии, что является основным их недостатком, равно как и пробиотических препаратов на их основе.Antagonistically active strains of bacilli that are part of probiotic preparations are widely known: B.subtilis 534 - probiotic Sporo-bacterin patent SU 1708350, B.subtilis 3H - probiotic Baktis-porin patent RU 2067616. Basically, all of them act on gram-positive bacteria, which is their main drawback, as well as probiotic preparations based on them.

Известны штаммы В. clausii в составе фармацевтических композиций, которые предлагают в разных соотношениях адсорбировать на твердой матрице [US-A-4935353, WO-A-9949877, GB-A-1061894].Known strains of B. clausii in pharmaceutical compositions that offer adsorption in different ratios to a solid matrix [US-A-4935353, WO-A-9949877, GB-A-1061894].

Известен штамм B.clausii (lentus) NG121 продуцент нового бактериоцина, активного против листерий и золотистого стафилококка [Sharma N, Kapoor G, Neopaney В]. Этот бактериоцин авторы предлагают использовать в качестве биоконсерванта продуктов питания.Known strain B. clausii (lentus) NG121 producer of a new bacteriocin active against Listeria and Staphylococcus aureus [Sharma N, Kapoor G, Neopaney B]. The authors propose using this bacteriocin as a bioconservative of food products.

Известен способ получения пептида с антибактериальной активностью с использованием штамма B. clausii (заявка на патент FR №20090312262 от 2009-12-17). Однако препарат данного бактериоцина активен лишь против грамположительных бактерий - S. aureus, Enterococcus faecium, Micrococcus sp, Lactococcus lactis, Clostridium difficile, Clostridium perfringens, Listeria monocytogenes, а способ его получения отличается трудоемкостью, многостадийностью и дороговизной.A known method of producing a peptide with antibacterial activity using strain B. clausii (patent application FR No. 200990312262 from 2009-12-17). However, the preparation of this bacteriocin is active only against gram-positive bacteria - S. aureus, Enterococcus faecium, Micrococcus sp, Lactococcus lactis, Clostridium difficile, Clostridium perfringens, Listeria monocytogenes, and the method for its preparation is laborious, multi-stage and expensive.

Задачей изобретения является получение нового штамма-продуцента бактериоциноподобной субстанции широкого спектра антимикробного действия, направленного против грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, включая Listeria spp., Clostridium spp., Bacillus anthracis, Salmonella spp., Escherichia spp., Campylobacter spp., Acinetobacter spp. и упрощение способа ее получения.The objective of the invention is to obtain a new strain producing a bacteriocin-like substance with a wide spectrum of antimicrobial activity directed against gram-positive and gram-negative microorganisms, including Listeria spp., Clostridium spp., Bacillus anthracis, Salmonella spp., Escherichia spp., Campylobacterobacterppact. and simplification of the method of obtaining it.

Поставленная задача решается тем, что предложен штамм Bacillus lentus В-7150 продуцент бактериоциноподобной субстанции, имеющей молекулярную массу по данным SDS-PAG электрофореза около 4 кДа, широкого спектра антимикробного действия, направленного против грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, включая Listeria spp., Clostridium spp., Bacillus anthracis, Salmonella spp., Escherichia spp., Campylobacter spp., Acinetobacter spp.The problem is solved by the fact that the proposed strain of Bacillus lentus B-7150 producing a bacteriocin-like substance having a molecular weight according to SDS-PAG electrophoresis of about 4 kDa, a wide spectrum of antimicrobial activity directed against gram-positive and gram-negative microorganisms, including Listeria spp., Clostridium s. , Bacillus anthracis, Salmonella spp., Escherichia spp., Campylobacter spp., Acinetobacter spp.

Также поставленная задача решается тем, что предложен способ получения бактериоциноподобной субстанции Bacillus, включающий глубинное культивирование продуцента при температуре 29-30°C, разделение культуральной жидкости, причем культивирование штамма Bacillus lentus В-7150 проводят в углеводно-дрожжевой среде на основе неорганического источника аминного азота с лимитом по кислороду и углероду, а выделение бактериоциноподобной субстанции из бесклеточной жидкости осуществляют при помощи неполярного растворителя дихлорметана, либо адсорбента типа силикагеля, а из поверхности клеток при помощи полярного растворителя этанола, с последующим высушиванием и объединением фракций для увеличения спектра антимикробной активности.The task is also solved by the fact that the proposed method for producing the bacteriocin-like substance Bacillus, including deep cultivation of the producer at a temperature of 29-30 ° C, separation of the culture fluid, and the cultivation of the strain of Bacillus lentus B-7150 is carried out in a carbohydrate-yeast medium based on an inorganic source of amine nitrogen with a limit on oxygen and carbon, and the isolation of a bacteriocin-like substance from a cell-free liquid is carried out using a non-polar solvent of dichloromethane or an adsorbent of the type silica gel, and from the cell surface using a polar ethanol solvent, followed by drying and combining fractions to increase the spectrum of antimicrobial activity.

Штамм Bacillus lentus выделен из водного настоя пшеничной соломы.The strain of Bacillus lentus isolated from an aqueous extract of wheat straw.

Штамм Bacillus lentus депонирован в Государственной коллекции микроорганизмов и клеточных культур «ГКПМ-Оболенск». Штамму присвоен регистрационный номер: В-7150. Депозитор: Федеральное бюджетное учреждения науки «Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ПМБ).The strain Bacillus lentus was deposited in the State collection of microorganisms and cell cultures "GKPM-Obolensk." The strain is assigned a registration number: B-7150. Depositor: Federal State Institution of Science "State Scientific Center for Applied Microbiology and Biotechnology" of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-being (FBUN SSC PMB).

Культурально-морфологические признаки штамма.Cultural and morphological characteristics of the strain.

Штамм Bacillus lentus ГКПМ-Оболенск В-7150 размножается в питательных средах общего назначения (ГРМ-агар, МПА, картофельный агар) при оптимальной температуре (30±1)°C и рН 7±2. Колонии белесые, светло-кремовые, с небольшой выпуклостью, плотной консистенции, непрозрачные диаметром 23 мм и неровным краем, приятно пахнут. Клетки штамма грамположительные имеют вид длинных (до 10 мкм) тонких палочек диаметром 0,50,8 мкм, образуют короткие цепочки. С возрастом длина клеток укорачивается (до 2,54 мкм). Споры эллипсоидные располагаются ближе к центру в слегка раздутом спорангии.The strain Bacillus lentus GKPM-Obolensk B-7150 propagates in general nutrient media (timing agar, MPA, potato agar) at an optimal temperature (30 ± 1) ° C and pH 7 ± 2. The colonies are whitish, light cream, with a slight bulge, dense consistency, opaque with a diameter of 23 mm and an uneven edge, smell pleasantly. Gram-positive strain cells have the form of long (up to 10 μm) thin rods with a diameter of 0.50.8 μm and form short chains. With age, the length of the cells shortens (up to 2.54 microns). Ellipsoidal spores are located closer to the center in slightly inflated sporangia.

Физиолого-биохимические характеристики штамма.Physiological and biochemical characteristics of the strain.

Штамм Bacillus lentus ферментирует без газообразовании глюкозу, фруктозу, лактозу, сахарозу, маннозу, маннит, рибозу, салицин, мальтозу, целлобиозу, трегалозу. Гидролизует желатин, казеин, крахмал, эскулин и гликоген. Не гидролизует твины (20, 40, 60, 80) и гиппурат. Индол и сероводород не образует. Редуцирует нитраты и нитриты. Продуцирует каталазу и протеолитические ферменты. В процессе роста накапливает антимикробные вещества, которые выделяются в окружающую среду и сорбируются на клетках.The strain of Bacillus lentus ferments glucose, fructose, lactose, sucrose, mannose, mannitol, ribose, salicin, maltose, cellobiose, trehalose without gas formation. Hydrolyzes gelatin, casein, starch, esculin and glycogen. Does not hydrolyze twins (20, 40, 60, 80) and hippurate. Indole and hydrogen sulfide does not form. Reduces nitrates and nitrites. Produces catalase and proteolytic enzymes. In the process of growth, it accumulates antimicrobial substances that are released into the environment and are sorbed on the cells.

Распознавание. Штамм был идентифицирован как Bacillus lentus с использованием стрипов API 50 CHB (Bio-Merieux, Франция) с % ИД=99,0; Т=0,85 (очень хорошая идентификация по V4.0)Recognition. The strain was identified as Bacillus lentus using API 50 CHB strips (Bio-Merieux, France) with% ID = 99.0; T = 0.85 (very good identification by V4.0)

Хранение. Штамм Bacillus lentus поддерживают для работы методом периодических пересевов на питательных средах общего назначения (ГРМ-агар, МПА, картофельный агар) и выращиванием при температуре (30±1)°C. Количество пассажей не более 5. Длительное хранение осуществляют методом лиофилизации с применением в качестве защитной среды раствора лактозы (7%) и полиглюкина (2%). Для этого 48 ч биомассу вегетативных клеток, выращенную на указанных выше агаризованных средах, смывают из чашек лактозо-полиглюкиновой защитной средой добиваясь получения оптической плотности во взвеси не менее 1,0 млрд клеток/мл по стандарту мутности Л.И. Тарасевича. Стабилизированную взвесь клеточной массы разливают в стеклянные флаконы или ампулы слоем до 10 мм, замораживают при температуре минус 50°C и лиофилизируют в течение 20-24 ч. Флаконы закрывают и укупоривают, ампулы запаивают. Емкости с лиофилизированными клетками хранят в бытовом холодильнике при температуре (4-8°)C.Storage. The strain of Bacillus lentus support for the method of periodic reseeding on nutrient media for general purposes (timing agar, MPA, potato agar) and growing at a temperature of (30 ± 1) ° C. The number of passages is not more than 5. Long-term storage is carried out by lyophilization using a solution of lactose (7%) and polyglucin (2%) as a protective medium. To do this, for 48 h, the biomass of vegetative cells grown on the above agarized media is washed out of the cups with a lactose-polyglucin protective medium to achieve an optical density in suspension of at least 1.0 billion cells / ml according to the standard turbidity L.I. Tarasevich. A stabilized suspension of the cell mass is poured into glass vials or ampoules with a layer of up to 10 mm, frozen at minus 50 ° C and lyophilized for 20-24 hours. The vials are closed and sealed, the ampoules are sealed. Containers with lyophilized cells are stored in a household refrigerator at a temperature (4-8 ° C).

Отличительной особенностью штамма Bacillus lentus является его антагонистическая активность в отношении колиформных и других грамотрицательных бактерий и некоторых видов грамположительных микроорганизмов, которая обусловлена продукцией при определенных условиях культивирования практически ценного метаболита - бактериоциноподобной субстанции (БПС) с молекулярной массой по данным SDS-PAAG (ДСН-ПААГ) электрофореза для белков около 4 кДа. Это делает возможным использование штамма Bacillus lentus в качестве продуцента антимикробных веществ, заменяющих кормовой антибиотик, а живые клетки - в качестве компонента пробиотического препарата.A distinctive feature of the strain of Bacillus lentus is its antagonistic activity against coliform and other gram-negative bacteria and some types of gram-positive microorganisms, which is caused by the production under certain cultivation conditions of a practically valuable metabolite - a bacteriocin-like substance (BPS) with a molecular weight according to SDS-PAAG (SDS-PAAG) ) electrophoresis for proteins of about 4 kDa. This makes it possible to use the Bacillus lentus strain as a producer of antimicrobial substances that replace the feed antibiotic, and living cells as a component of the probiotic preparation.

Накопление штаммом Bacillus lentus БПС в практически значимых количествах происходит в строго определенных условиях глубинного культивирования - в питательной среде на основе неорганического источника аминного азота с лимитом по кислороду и углеводу при температуре 29-30°C за 24 ч.The accumulation of BPS by Bacillus lentus strain in practically significant quantities occurs under strictly defined conditions of deep cultivation - in a nutrient medium based on an inorganic source of amine nitrogen with an oxygen and carbohydrate limit at a temperature of 29-30 ° C for 24 hours.

Штамм Bacillus lentus и его метаболиты согласно настоящему изобретению используется в следующих целях.The strain of Bacillus lentus and its metabolites according to the present invention is used for the following purposes.

Как продуцент бактериоциноподобной субстанции (условное название «БПС Лентоцин ПС1») широкого спектра антимикробного действия;As a producer of a bacteriocin-like substance (the conditional name is “BPS Lentocin PS1”) of a wide spectrum of antimicrobial action;

Антагонистически активная клеточная масса, которая является отходом при получении БПС как компонент пробиотической композиции, а так же как добавка в корм птицы;Antagonistically active cell mass, which is a waste when producing BPS as a component of a probiotic composition, as well as an additive to poultry feed;

«БПС Лентоцин ПС1» как добавка в корм птицы взамен антибиотиков.“BPS Lentocin PS1” as an additive to poultry feed instead of antibiotics.

Изобретение осуществляется следующим образомThe invention is as follows

1. Штамм Bacillus lentus выделен из водного настоя пшеничной соломы, являющейся средой обитания нескольких видов бацилл: Bacillus subtilis, Bacillus circulans, Bacillus macerans, Bacillus cereus, Paenibacillus polymyxa и др. Отбор антагонистически активных изолятов проводят по наличию признаков ингибирования роста тестовых микроорганизмов - обычно штаммы грамположительных и грамотрицательных бактерий. От указанных микроорганизмов отличается скоростью, температурным оптимумом роста, морфологией клеток и спор, биохимическими и антагонистическими свойствами. По размеру, расположению и форме спор близок к Bacillus subtilis, но отличается большей длиной вегетативных клеток. По температурному оптимуму роста близок к Bacillus circulans, Bacillus macerans, но отличается расположением и морфологией спор. По продукции антимикробных метаболитов в процессе глубинного культивирования близок к Paenibacillus polymyxa и Bacillus circulans, но с более широким спектром, затрагивающий и некоторые грамположительные бактерии. Штамм Bacillus lentus растет в бульонных средах общего назначения: ГРМ-бульон, мясопептонный бульон (МПБ), бульон Хоттингера и прочих, однако заметное накопление бактериоцидного вещества происходит в относительно бедных средах, содержащих вместо источника азота животного происхождения его соли. Глубинное культивирование штамма Bacillus lentus проводят в бульоне с дрожжевым экстрактом в качестве источника витаминов, с тартратом или сульфатом аммония в качестве источника азота, с глюкозой или сахарозой в качестве источника углерода и энергии, а также солями натрия, магния и фосфора с нейтральным уровнем pH при температуре 30°C, перемешивании, в течение 48 ч. По окончании выращивания культуральную жидкость (КЖ) и полученные методом центрифугирования ее составляющие - супернатант и клетки, наносят по 10 мкл на свежезасеянные газоны штаммов Escherichia coli и Listeria monocytogenes в чашках Петри с ГРМ-агаром. После 6 ч культивирования при 37°C вокруг нанесенных проб образуются зоны подавления тестовых микроорганизмов: не менее 10 мм от КЖ и клеток и не менее 8 мм от бесклеточного супернатанта.1. The strain Bacillus lentus is isolated from an aqueous extract of wheat straw, which is the habitat of several species of bacilli: Bacillus subtilis, Bacillus circulans, Bacillus macerans, Bacillus cereus, Paenibacillus polymyxa, etc. Selection of antagonistically active isolates is carried out by the presence of growth inhibition microorganisms, usually signs Gram-positive and gram-negative bacteria strains. It differs from these microorganisms in speed, temperature optimum of growth, morphology of cells and spores, biochemical and antagonistic properties. The size, location and shape of the spores is close to Bacillus subtilis, but differs in the greater length of vegetative cells. According to the temperature optimum of growth, it is close to Bacillus circulans, Bacillus macerans, but differs in the location and morphology of the spores. By production of antimicrobial metabolites during deep cultivation, it is close to Paenibacillus polymyxa and Bacillus circulans, but with a wider spectrum, affecting some gram-positive bacteria. The strain of Bacillus lentus grows in general-purpose broth media: timing broth, meat-peptone broth (BCH), Hottinger broth and others, however, a noticeable accumulation of the bactericidal substance occurs in relatively poor media, which contain salt instead of a source of animal nitrogen. The deep cultivation of the strain of Bacillus lentus is carried out in broth with yeast extract as a source of vitamins, with tartrate or ammonium sulfate as a source of nitrogen, with glucose or sucrose as a source of carbon and energy, as well as sodium, magnesium and phosphorus salts with a neutral pH level at at a temperature of 30 ° C, stirring for 48 hours. At the end of the cultivation, the culture fluid (QL) and its components obtained by centrifugation — the supernatant and cells, are applied in 10 μl onto freshly sown lawns of Escheri strains chia coli and Listeria monocytogenes in Petri dishes with timing agar. After 6 hours of cultivation at 37 ° C, zones of suppression of test microorganisms are formed around the applied samples: at least 10 mm from QOL and cells and at least 8 mm from cell-free supernatant.

2. Получение бактериоциноподобного вещества «БПС Лентоцин ПС1» для экспериментального изучения и одновременно посевного материала для аппаратного культивирования штамма Bacillus lentus проводят в качалочных колбах на 750 мл со 100 мл питательной среды следующего состава (%): дрожжевой экстракт - 0,5; глюкоза - 0,7; калий фосфорнокислый 2-замещенный 7-водный (K2HPO4) - 0,3-0,5; аммоний виннокислый - 0,6; натрий хлористый - 0,1; магний сернокислый - 0,01. Полученный раствор питательной среды доводят до значения 7,2 - 7,5 единиц pH дополнительным введением K2HPO4 и стерилизуют автоклавированием (110°C, 30 мин). Колбу со 100 мл среды засевают 1-5 мл взвеси 48 ч клеточной массы, полученной инкубацией штамма на ГРМ-агаре, с последующим смывом физраствором. Посевы выращивают в качалке при температуре 29-30°С и 120-130 оборотов/мин. Время роста 24-36 ч.2. The preparation of the bacteriocin-like substance “BPS Lentocin PS1” for experimental study and at the same time seed for hardware cultivation of the Bacillus lentus strain is carried out in 750 ml rocking flasks with 100 ml of the following medium (%) culture medium: yeast extract - 0.5; glucose - 0.7; potassium phosphate 2-substituted 7-water (K 2 HPO 4 ) - 0.3-0.5; ammonium tartrate - 0.6; sodium chloride - 0.1; magnesium sulfate - 0.01. The resulting nutrient solution was adjusted to a value of 7.2 - 7.5 pH units by the additional introduction of K 2 HPO 4 and sterilized by autoclaving (110 ° C, 30 min). A flask with 100 ml of medium is inoculated with 1-5 ml of a suspension of 48 hours of cell mass obtained by incubation of the strain on GRM agar, followed by washing with saline. Crops are grown in a rocking chair at a temperature of 29-30 ° C and 120-130 rpm. Growth time 24-36 hours

Культуральную жидкость (КЖ) разделяют центрифугированием (8000 оборотов/мин, 20 мин). Супернатант собирают в отдельную емкость, добавляют к нему равный по объему (1:1) безводный неполярный растворитель дихлорметан (хлористый метилен). Смесь гомогенизируют при помощи миксера, оснащенного металлической мешалкой. Время смешивания 15 минут.The culture fluid (QL) is separated by centrifugation (8000 rpm, 20 min). The supernatant is collected in a separate container, an equal in volume (1: 1) anhydrous non-polar solvent dichloromethane (methylene chloride) is added to it. The mixture is homogenized using a mixer equipped with a metal stirrer. Mixing time 15 minutes.

Полученную эмульсию разливают в металлические стаканы и центрифугируют (5000 оборотов/мин, 10 минут). На границе раздела фаз образуется пленка, которая легко извлекается из центрифужного стакана после слива декантацией верхней водной и нижней фазы - дихлорметана (ДХМ).The resulting emulsion is poured into metal glasses and centrifuged (5000 rpm, 10 minutes). A film is formed at the phase boundary, which is easily removed from the centrifuge cup after draining by decantation of the upper aqueous and lower phases - dichloromethane (DCM).

На фигуре 1 представлено микроскопическое изображение концентрированной эмульсии типа «вода в масле» в препарате «раздавленная капля» (Ув. 1200x. 1 - микрокапли водной фракции. 2 - растворитель). The figure 1 shows a microscopic image of a concentrated emulsion of the type "water in oil" in the drug "crushed drop" (Uv. 1200x. 1 - microdrops of the aqueous fraction. 2 - solvent).

Для удаления ДХМ интерфазная пленка, содержащая около 10% водной фракции, помещают в стеклянную чашку и выдерживают в сухо-жаровом шкафу при температуре 60°C до полного исчезновения запаха растворителя. Оставшейся преципитат представляет собой грубый концентрат бактериоциноподобного вещества «БПС Лентоцин ПС1». Его показатели по антимикробной активности приведены в табл.1. На фигуре 2 представлены результаты белкового ДСН ПААГ электрофореза образца БПС Bacillus lentus, полученной из бесклеточного фильтрата при помощи дихлорметана. Судя по стандартному набору меток «Page ruler» БПС B lentus имеет молекулярную массу около 4 кДа.To remove DCM, an interphase film containing about 10% of the aqueous fraction is placed in a glass cup and kept in a dry heat oven at a temperature of 60 ° C until the solvent smell disappears completely. The remaining precipitate is a crude concentrate of the bacteriocin-like substance “BPS Lentocin PS1”. Its indicators for antimicrobial activity are given in table 1. The figure 2 presents the results of protein SDS-PAGE electrophoresis of a BPS Bacillus lentus sample obtained from a cell-free filtrate using dichloromethane. Judging by the standard set of Page ruler tags, B lentus BPS has a molecular weight of about 4 kDa.

В дальнейшем он может быть очищен переосаждением в системе растворителей и методом жидкостной хроматографии для последующего изучения и применения.It can then be purified by reprecipitation in a solvent system and by liquid chromatography for subsequent study and use.

Таблица 1.Table 1. Результаты оценки антимикробной активности образцов БПС B lentusThe results of the evaluation of the antimicrobial activity of samples of BPS B lentus Показа
тель
Impressions
tel
Действие на Гр(-) бактерии, в т.ч.:Effect on Gy (-) bacteria, including: Действие на Гр(+) бактерии, в т.ч.:Effect on Gy (+) bacteria, including:
E.coli МПE.coli MP Salm. enteriditisSalm. enteriditis E.coli R3E.coli R3 L.monocyt.L.monocyt. Cl.perfrin.Cl.perfrin. B.anthracesB.anthraces ЗначенияValues 6400 АЕ*/мл6400 AU * / ml 3200 АЕ*/мл3200 AU * / ml 6400 АЕ*/мл6400 AU * / ml 3200 АЕ*/мл3200 AU * / ml 1600 АЕ*/мл1600 AU * / ml 1600 АЕ*/мл1600 AU * / ml Активность выражена в арбитражных единицах (АЕ) - максимальное разведение вещества, проявляющего четко выраженное действие.Activity is expressed in arbitration units (AE) - the maximum dilution of a substance with a pronounced effect.

3. Получение бактериоциноподобного вещества «БПС Лентоцин ПС1» грубой очистки и клеточной массы штамма Bacillus lentus проводят в 10 л ферментере (BioFlo 110 NBS, США) с 5,0 л питательной среды по пункту 2. Ферментацию осуществляют при температуре 30°C, с аэрацией. Обороты мешалки регулируются в автоматическом режиме через систему КАСКАД по концентрации растворенного кислорода (10%). Процесс проводят без корректировки pH. При сильном пенообразовании в ферментер стерильно вводят до 3 мл пеногасителя.3. The preparation of the bacteriocin-like substance “BPS Lentocin PS1” for rough cleaning and the cell mass of the strain of Bacillus lentus is carried out in a 10 L fermenter (BioFlo 110 NBS, USA) with 5.0 L of culture medium according to paragraph 2. Fermentation is carried out at a temperature of 30 ° C, s aeration. The stirrer speed is automatically controlled through the CASCADE system according to the concentration of dissolved oxygen (10%). The process is carried out without pH adjustment. With strong foaming, up to 3 ml of antifoam is sterilized into the fermenter.

Таблица 2.Table 2. Технологическая карта культивирования штамма B.lentus и свойства ферментатовTechnological map of the cultivation of B.lentus strain and properties of enzymes Час ростаGrowth hour pHpH Т, °CT, ° C Оборо
ты, мин-1
Oboro
you, min -1
Аэра
ция, л/мин
Aera
cts, l / min
ОП546 OP 546 PO2, %PO 2 ,% АА к E.col iAA to E.col i БК, КОЕ/млBK, CFU / ml
00 7,227.22 29,329.3 50fifty 1,01,0 0,2130.213 80,6 (10%)80.6 (10%) 00 1,5.105 1,5.10 5 22 7,037.03 30,030,0 263263 1,01,0 0,3030,303 1,31.3 00 2,2.105 2.2.10 5 4four 6,676.67 30,030,0 444444 1,01,0 0,7350.735 5,05,0 00 66 6,166.16 30,030,0 255255 1,01,0 1,261.26 4,04.0 00 7,7.106 7.7.10 6 88 6,496.49 30,030,0 415415 1,01,0 1,551.55 9,09.0 00 1010 6,776.77 30,030,0 487487 1,01,0 2,252.25 10,010.0 ++ 1212 6,996.99 30,030,0 474474 1,01,0 2,082.08 11,211.2 ++ 3,4.106 3.4.10 6 14fourteen 7,107.10 30,030,0 417417 1,01,0 1,561,56 9,29.2 ++

1616 7,197.19 30,030,0 302302 1,01,0 1,411.41 12,112.1 ++ 18eighteen 7,297.29 30,030,0 247247 1,01,0 1,11,1 9,99.9 ++ 20twenty 7,357.35 30,030,0 189189 1,01,0 0,960.96 9,99.9 ++ 1.5.106 1.5.10 6 2222 7,407.40 30,030,0 135135 1,01,0 0,980.98 9,89.8 ++ 2424 7,427.42 30,030,0 8888 1,01,0 0,920.92 9,79.7 ++ 1,4. 106 1.4. 10 6 ОП - оптическая плотность; АА - антимикробная активность против E.coli; БК - биологическая концентрация (количество живых клеток).OP - optical density; AA - antimicrobial activity against E. coli; BK - biological concentration (number of living cells).

Культуральную жидкость разделяют ультрафильтрацией в установке УПЛ-0,6 (НПК «Биотест», г.Кириши, РФ) на полых волокнах типа АР ВПУ с отсечением по молекулярному весу в 15 кДа. Для этого в гидравлическую систему установки подают КЖ, включают нагнетающий насос, задают рабочее давление (0,15±0,03) МПа. Фильтрат (пермеат) в процессе мембранного разделения накапливается с внешней стороны полых волокон и сливается в одну емкость, а концентрат клеточной массы, удерживаемый внутри волокон, после собирается в другую емкость. Концентрат клеточной массы осаждают центрифугированием (8000 об/мин), а получаемый супернатант добавляют в емкость с фильтратом для последующего извлечения БПС.The culture fluid is separated by ultrafiltration in an UPL-0.6 apparatus (NPK Biotest, Kirishi, RF) on hollow fibers of the AR VPU type with a cut-off by molecular weight of 15 kDa. To do this, QL is supplied to the hydraulic system of the installation, the injection pump is turned on, the working pressure (0.15 ± 0.03) MPa is set. The filtrate (permeate) in the process of membrane separation accumulates on the outside of the hollow fibers and merges into one container, and the cell mass concentrate held inside the fibers is then collected in another container. The cell mass concentrate is precipitated by centrifugation (8000 rpm), and the resulting supernatant is added to a container with filtrate for subsequent extraction of BPS.

К осадку клеточной массы вносят раствор стабилизатора (на одну весовую часть осадка - две объемных части стабилизатора: лактоза - 7%, полиглюкин - 2%), осадок ресуспендируют, наливают в емкости (флаконы, противни) для последующей лиофилизации и применения как сухого компонента пробиотика или кормовой добавки. Замораживание осуществляют в низкотемпературном морозильнике NZ 250/75 ("Frigera", Чехословакия) при температуре (-50)°C в течение 3 ч, лиофилизацию в установке BT-4k ("Virtis", США) в течение 20-24 ч до остаточной влажности 3-5%. Лиофилизированную биомассу собирают, измельчают до состояния порошка, взвешивают, засыпают в герметичную емкость, из которой отбирают навеску для определения количества живых клеток методом серийных разведений с высевом на питательный агар. После емкость с лиофилизатом маркируют, наносят данные по активности, помещают в холодильник до последующего применения.A stabilizer solution is added to the cell mass sediment (two volume parts of the stabilizer are applied to one weight part of the precipitate: lactose - 7%, polyglucin - 2%), the sediment is resuspended, poured into containers (bottles, baking sheets) for subsequent lyophilization and use as a dry probiotic component or feed additives. Freezing is carried out in a low-temperature freezer NZ 250/75 ("Frigera", Czechoslovakia) at a temperature of (-50) ° C for 3 hours, lyophilization in a BT-4k installation ("Virtis", USA) for 20-24 hours until residual humidity 3-5%. Lyophilized biomass is collected, ground to a powder state, weighed, poured into an airtight container, from which a sample is taken to determine the number of living cells by serial dilutions with culture on nutrient agar. After the container with the lyophilizate is marked, activity data are applied, placed in the refrigerator until subsequent use.

Для сбора БПС методом адсорбции в объем фильтрата медленно вносят (10%, вес/объем) просушенный до постоянного веса силикагель, для колоночной хроматографии размер частиц 100/250 мкм, перемешивая жидкость. Смесь оставляют на 1,5-2 ч для осаждения силикагеля. Жидкость декантируют, не затрагивая осадка, а осадок трехкратно промывают дистиллированной водой. Объем воды при каждой промывке равен объему исходного фильтрата. К промытому водой осадку для десорбции (элюции) из него БПС вносят этиловый спирт (или другой полярный растворитель) в объеме, достаточном для покрытия силикагеля и оставляют не менее чем на 1 ч с периодической агитацией путем кругообразного качания емкости. Элюант отделяют от осадка силикагеля фильтрацией или центрифугированием. Для удаления спирта раствор досуха обезвоживают методом конвективного или вакуумного высушивания в сухожаровом шкафу или на роторном испарителе, соответственно, при температуре 65-70°C. Полученный преципитат, представляющий собой грубый концентрат БПС «Лентоцин ПС1», измельчают до порошка, собирают в герметичную емкость, взвешивают.To collect BPS by adsorption, silica gel, dried to a constant weight, is slowly added (10%, weight / volume) to the filtrate volume; for column chromatography, the particle size is 100/250 μm, mixing the liquid. The mixture was left for 1.5-2 hours to precipitate silica gel. The liquid is decanted without affecting the precipitate, and the precipitate is washed three times with distilled water. The volume of water at each washing is equal to the volume of the starting filtrate. Ethyl alcohol (or another polar solvent) is added to the precipitate washed with water for desorption (elution) of BPS from it in an amount sufficient to cover silica gel and left for at least 1 h with periodic agitation by circularly pumping the tank. The eluant is separated from the silica gel precipitate by filtration or centrifugation. To remove alcohol, the solution is dehydrated to dryness by convective or vacuum drying in a dry heat oven or on a rotary evaporator, respectively, at a temperature of 65-70 ° C. The obtained precipitate, which is a crude concentrate of BPS "Lentocin PS1", is crushed to powder, collected in an airtight container, weighed.

Для контроля активности отбирают 10-100 мг порошка, разводят в 100-1000 мкл воды. Из полученного раствора готовят серию последовательных двукратных разведений, из которых отбирают по 10 мкл и наносят их на свежезасеянные газоны тестовых микроорганизмов. По наличию зоны подавления роста микроорганизмов вокруг пятна нанесенной пробы и с учетом ее разбавления судят о наличии и значении величины антимикробной активности грубого образца БПС «Лентоцин ПС1». При необходимости получения очищенного препарата грубый образец БПС подвергают переосаждению в системе растворителей и жидкостной хроматографии.To control activity, 10-100 mg of powder is taken, diluted in 100-1000 μl of water. A series of successive double dilutions is prepared from the resulting solution, from which 10 μl are taken and applied to freshly planted lawns of test microorganisms. By the presence of a zone of inhibition of the growth of microorganisms around the spot of the applied sample and taking into account its dilution, the presence and value of the antimicrobial activity of a coarse sample of BPS "Lentocin PS1" are judged. If it is necessary to obtain a purified preparation, a coarse BPS sample is reprecipitated in a solvent system and liquid chromatography.

Охарактеризованные образец БПС «Лентоцин ПС1» и лиофилизированная биомасса клеток штамма могут быть использованы соответственно как основа антимикробного биопрепарата и бациллярного пробиотика.The characterized LPS sample “Lentocin PS1” and the lyophilized biomass of the strain cells can be used respectively as the basis for an antimicrobial biological product and a bacillary probiotic.

4. Получение БПС «Лентоцин ПС1» грубой очистки в 10 л ферментере (NBS мод. 511, США) с 6,5 л питательной среды следующего состава (г/л): дрожжевой экстракт - 5; глюкоза - 6,5 (по конечному значению); аммоний сернокислый - 5, калий фосфорнокислый 2-замещенный 7-водный - 3,5; калий хлористый - 4. Среду в объеме 6,2 л заливают в ферментер без глюкозы и фосфата (pH 6,5), концентрированные растворы которых готовят отдельно. Раствор фосфата вводят в среду сразу в полном объеме (pH 7,3), а раствор глюкозы - после засева ферментера дробно. Ферментер инокулируют 300 мл 24 ч КЖ (см. п.1). Ферментацию осуществляют в течение 20 часов при температуре 28-30°C, перемешивании 120-400 оборотов/мин, аэрации и поддержании значений pH в пределах 6,2-7,2 с помощью 20% раствора КОН (табл.3).4. Obtaining BPS "Lentocin PS1" coarse purification in 10 l of fermenter (NBS mod. 511, USA) with 6.5 l of culture medium of the following composition (g / l): yeast extract - 5; glucose - 6.5 (by the final value); ammonium sulfate - 5, potassium phosphate 2-substituted 7-aqueous - 3.5; potassium chloride - 4. The medium in a volume of 6.2 l is poured into the fermenter without glucose and phosphate (pH 6.5), concentrated solutions of which are prepared separately. The phosphate solution is introduced into the medium immediately in full (pH 7.3), and the glucose solution is fractional after the fermenter is seeded. The fermenter is inoculated with 300 ml of 24 hours QL (see paragraph 1). Fermentation is carried out for 20 hours at a temperature of 28-30 ° C, stirring 120-400 rpm, aeration and maintaining the pH in the range of 6.2-7.2 using a 20% KOH solution (table 3).

Таблица 3.Table 3. Технологическая карта культивирования штамма B.lentus и свойства ферментатовTechnological map of the cultivation of B.lentus strain and properties of enzymes Час ростаGrowth hour pHpH Оборо
ты, мин-1
Oboro
you, min -1
O2, Л/МИНO 2 , L / min ОПOP +20% KOH+ 20% KOH +50% C6H12O6 + 50% C 6 H 12 O 6 АА к Е.с.AA to E.S. АА к L.m.AA to L.m. БК, КОЕ/млBK, CFU / ml
00 7,77.7 120120 1,01,0 0,0450,045 14 мл14 ml 00 00 2,2.106 2.2.10 6 22 7,77.7 120120 1,01,0 0,0490,049 22 мл22 ml 2,6.106 2.6.10 6 4four 7,657.65 120120 1,01,0 0,0680,068 14 мл14 ml 00 00 66 7,457.45 200200 1,01,0 0,1160.116 00 00 1.0.107 1.0.10 7 88 7,27.2 250250 1,01,0 0,2600.260 00 55 1010 6,76.7 300300 1,01,0 0,5760.576 00 66 1212 6,86.8 400400 1,01,0 1,441.44 17 мл17 ml 20 мл20 ml 00 66 2,3.106 2,3.10 6 14fourteen 6,76.7 350350 1,01,0 4,924.92 ~24 мл~ 24 ml 20 мл20 ml 22 66 1616 6,3/6,66.3 / 6.6 300300 <1,0<1.0 2,222.22 ~24 мл~ 24 ml 55 66 18eighteen 6,76.7 300300 <1,0<1.0 2,272.27 ~15 мл~ 15 ml 77 77 20twenty 6,86.8 300300 <1,0<1.0 2,172.17 77 77 1,7.106 1.7.10 6 Всего:Total: ~100 мл~ 100 ml 90 мл90 ml ОП - оптическая плотность; АА - антимикробная активность (⌀, мм); БК - биологическая концентрация (количество живых клеток).OP - optical density; AA - antimicrobial activity (⌀, mm); BK - biological concentration (number of living cells).

КЖ разделяют ультрафильтрацией в установке УПЛ-0,6 на полых волокнах по пункту 3, отдельно собирая фильтрат и концентрат клеточной массы. Фильтрат с целью экономии реагента, используемого далее при выделении БПС, концентрируют приблизительно в 10 раз на роторном вакуумном испарителе Heidolph, модель Laborota 4000 (Германия) при температуре водяной бани 60-70°C. Взвесь клеточной массы осаждают центрифугированием (8000 об/мин), а получаемый супернатант объединяют с концентрированным фильтратом.QOL is separated by ultrafiltration in a UPL-0.6 apparatus on hollow fibers according to paragraph 3, separately collecting the filtrate and cell mass concentrate. In order to save the reagent used further in the isolation of BPS, the filtrate is concentrated approximately 10 times on a Heidolph rotary vacuum evaporator, model Laborota 4000 (Germany), at a water bath temperature of 60-70 ° C. A suspension of cell mass is precipitated by centrifugation (8000 rpm), and the resulting supernatant is combined with a concentrated filtrate.

Объединенный раствор фильтрата и супернатанта обрабатывают равным объемом безводного дихлорметана (ДХМ) путем 15 минутной интенсивной гомогенизации смеси при помощи миксера. Фигура 3 отражает картину изменение внешнего вида жидкости в направлении получения устойчивой эмульсии (3.1 - ингредиеты до смешивания: внизу фильтрат, вверху - растворитель; 3.2 - конечная эмульсия).The combined solution of the filtrate and supernatant is treated with an equal volume of anhydrous dichloromethane (DCM) by intensively homogenizing the mixture for 15 minutes using a mixer. Figure 3 reflects the picture of the change in the appearance of the liquid in the direction of obtaining a stable emulsion (3.1 - ingredients before mixing: the filtrate is below, the solvent is above; 3.2 - the final emulsion).

Полученную эмульсию разливают в металлические стаканы, их центрифугируют (5000 оборотов/мин, 10 минут), а образованную на границе фаз интерфазную пленку (ИФП), содержащую водную фракцию БПС и остатки ДХМ, собирают в стеклянную чашку или другую подходящую емкость с развернутой поверхностью. Для испарения растворителя емкость с образцом ИФП выдерживают в сухожаровом шкафу при температуре 60°C до полного исчезновения запаха. Оставшейся после сушки преципитат собирают, измельчают до порошкообразного состояния, взвешивают и помещают в герметичную емкость, обозначенную как «БПС ИФП».The emulsion obtained is poured into metal glasses, centrifuged (5000 rpm, 10 minutes), and the interphase film (IFP) formed at the phase boundary containing the BPS aqueous fraction and the remains of DCM is collected in a glass cup or other suitable container with a developed surface. To evaporate the solvent, the container with the IFP sample is kept in a dry heat oven at a temperature of 60 ° C until the smell disappears completely. The precipitate remaining after drying is collected, crushed to a powder state, weighed and placed in a sealed container, designated as “BPS IFP”.

Осадок клеточной массы ресуспендируют непосредственно в центрифужном стакане при помощи небольшого количества воды (1:1). Взвесь клеточной массы (КМ) обрабатывают этиловым спиртом (1:2) путем перемешивания в течение 30 мин. Спиртовую фракцию отделяют от осадка центрифугированием. Для удаления спирта супернатант подвергают конвективному или вакуумному высушивания в сухо-жаровом шкафу или на роторном испарителе, соответственно, при температуре 65-70°C. Сухой образец собирают, растирают в порошок, взвешивают и помещают в герметичную емкость, обозначенную как «БПС КМ».The sediment of the cell mass is resuspended directly in a centrifuge beaker with a small amount of water (1: 1). A cell mass suspension (KM) is treated with ethanol (1: 2) by stirring for 30 minutes. The alcohol fraction is separated from the precipitate by centrifugation. To remove alcohol, the supernatant is subjected to convective or vacuum drying in a dry heat oven or on a rotary evaporator, respectively, at a temperature of 65-70 ° C. A dry sample is collected, ground into powder, weighed and placed in an airtight container, designated as “BPS KM”.

Для контроля активности отбирают по 10-100 мг полученных порошков БПС (ИФП, КМ), разводят в 100-1000 мкл воды. Из полученных растворов готовят серию последовательных двукратных разведении, из которых отбирают по 10 мкл и наносят их на свежезасеянные газоны тестовых микроорганизмов. По наличию зоны подавления роста микроорганизмов вокруг пятна нанесенной пробы с учетом ее разбавления судят о величине антимикробной активности грубых образцов БПС «Лентоцин ПС1», полученных из фильтрата КЖ и поверхности клеток штамма-продуцента. При необходимости грубые образцы БПС могут быть дочищены хроматографически.To control the activity, 10-100 mg of the obtained BPS powders (IFP, KM) are taken, diluted in 100-1000 μl of water. A series of serial two-fold dilutions are prepared from the resulting solutions, from which 10 μl are taken and applied to freshly planted lawns of test microorganisms. By the presence of a zone of inhibition of the growth of microorganisms around the spot of the applied sample, taking into account its dilution, the antimicrobial activity of coarse samples of BPS “Lentocin PS1” obtained from QL filtrate and the cell surface of the producer strain is judged. If necessary, coarse BPS samples can be chromatographically purified.

Охарактеризованные образцы служат компонентами антимикробного биопрепарата БПС «Лентоцин ПС1».The characterized samples serve as components of the BPS "Lentocin PS1" antimicrobial biological product.

5. Получение неочищенной БПС «Лентоцин ПС1» и клеточной массы проводят в 10 л ферментере (NBS мод. 511, США; или BioFlo 110 NBS, США; или 3У, РФ или аналогичный) с 6,0±1,0 л питательной среды (г/л): дрожжевой экстракт - 5; глюкоза - 7 (по конечному значению); аммоний виннокислый - 7, калий фосфорнокислый 2-замещенный 7-водный - 3,5; натрий хлористый - 1 по пункту 4. КЖ разделяют ультрафильтрацией в установке УПЛ-0,6 на полых волокнах согласно пункту 3, отдельно собирая фильтрат и концентрированную взвесь клеточной массы.5. The preparation of untreated Lentocin PS1 BPS and cell mass is carried out in a 10 L fermenter (NBS mod. 511, USA; or BioFlo 110 NBS, USA; or 3U, RF or similar) with 6.0 ± 1.0 L of culture medium (g / l): yeast extract - 5; glucose - 7 (by the final value); ammonium tartrate - 7, potassium phosphate 2-substituted 7-water - 3.5; sodium chloride - 1 according to paragraph 4. QOL is separated by ultrafiltration in a UPL-0.6 apparatus on hollow fibers according to paragraph 3, separately collecting the filtrate and concentrated cell mass suspension.

Взвесь клеточной массы осаждают центрифугированием (8000 об/мин), полученный супернатант добавляют к фильтрату. К осадку клеточной массы вносят раствор стабилизатора (на одну весовую часть осадка - две объемных части стабилизатора: лактоза - 7%, полиглюкин - 2%), осадок ресуспендируют, наливают в емкости (флаконы, противни) для последующей лиофилизации по пункту 3 и применения как сухого компонента пробиотика или кормовой добавки.A suspension of cell mass is precipitated by centrifugation (8000 rpm), the resulting supernatant is added to the filtrate. A stabilizer solution is added to the cell mass sediment (two volume parts of the stabilizer are applied to one weight part of the precipitate: lactose - 7%, polyglucin - 2%), the sediment is resuspended, poured into containers (bottles, baking sheets) for subsequent lyophilization according to paragraph 3 and use as dry component of probiotic or feed supplement.

К объединенной бесклеточной жидкости (фильтрат и супернатант) вносят порциями навеску поливинилпирролидона (повидона) или хлорида натрия до конечного значения по сухому остатку 4-5% (вес: объем) с перемешиванием до растворения. Раствор нагревают до кипения или автоклавируют при 0,5 атм (110°C, 10 мин) для удаления посторонней микрофлоры, охлаждают и высушивают методом распылительного высушивания на установке «Ангидро» (Дания). Режим высушивания: температура на входе в сушильную камеру 135±5°C, на выходе - 65±5°C. Сухой концентрат собирают в герметичную емкость, взвешивают и характеризуют по антимикробной активности, которая не должна быть ниже 10000 АЕ/г по E.coli.To the combined acellular fluid (filtrate and supernatant), a portion of a portion of polyvinylpyrrolidone (povidone) or sodium chloride is added in portions to a final dry solids value of 4-5% (weight: volume) with stirring until dissolved. The solution is heated to boiling or autoclaved at 0.5 atm (110 ° C, 10 min) to remove extraneous microflora, cooled and dried by spray drying at the Anhydro installation (Denmark). Drying mode: temperature at the inlet to the drying chamber 135 ± 5 ° C, at the outlet - 65 ± 5 ° C. The dry concentrate is collected in an airtight container, weighed and characterized by antimicrobial activity, which should not be lower than 10,000 AU / g according to E. coli.

Полученная таким образом неочищенная бактериоциноподобная субстанция «Лентоцин-ПС1» используется как добавка в корм птицы взамен антибиотика.The crude bacteriocin-like substance “Lentocin-PS1” obtained in this way is used as an additive to poultry feed instead of an antibiotic.

6. Применение сухой клеточной массы штамма B.lentus как добавки в корм. Лиофилизированную измельченную клеточную массу B.lentus, полученную по пунктам 2 и 4, добавляют в корм 30 дневной бройлерной птицы в количестве 0,1% (вес: вес), тщательно перемешивают. Птиц разбивают на две группы - опытную и контрольную. Опытной группе дают корм с клеточной массой B.lentus, контрольной - обычный корм типа ПК-6 в одинаковом количестве. Содержание птиц напольное в течение шести дней с контролем живого веса, с периодическим анализом микрофлоры фекальной массы, а после забоя обращается внимание на внешний вид внутренних органов, на предмет их нормы или патологии.6. The use of dry cell mass of the strain B.lentus as an additive in food. The lyophilized crushed B.lentus cell mass obtained in paragraphs 2 and 4 is added to the feed of 30 day old broiler poultry in an amount of 0.1% (weight: weight), mixed thoroughly. Birds are divided into two groups - experimental and control. The experimental group was given food with a cell mass of B.lentus, the control group was given the usual food of type PK-6 in the same amount. The content of birds is outdoor for six days with a control of live weight, with periodic analysis of the microflora of fecal mass, and after slaughter, attention is drawn to the appearance of internal organs, to their norm or pathology.

Результаты применения клеточной массы штамма B.lentus в корм бройлерных цыплят 30-дневного возраста приведены в табл.4. The results of applying the cell mass of the B.lentus strain to feed 30-day-old broiler chickens are shown in Table 4.

Таблица 4.Table 4. Эффект добавления в корм цыплят сухой биомассы штамма B.lentusThe effect of adding dry biomass of B.lentus strain to chick feed ГруппаGroup Осо
бей, штук
Oso
hit pieces
Живой вес птицы, гLive weight of a bird, g Прибав
ка по весу, г
Adding
ka by weight, g
Изменения микрофло
ры
Microfloor changes
fish
Патология органовOrgan pathology
НачальныйElementary КонечныйFinite ОпытнаяExperienced 55 890±12890 ± 12 1035±651035 ± 65 145145 Гр(+) коккиGr (+) cocci НО*BUT* Контроль
ная
The control
naya
55 935±5935 ± 5 1045±551045 ± 55 110110 НОBUT НО*BUT*
(*) НО - не обнаружено; Гр(+) кокки - имела место тенденция на их возрастание(*) BUT - not detected; Gr (+) cocci - there was a tendency to increase them

7. Применение сухой неочищенной БПС «Лентоцин ПС1» штамма В.lentus как добавки в корм взамен антибиотика. 900 г БПС «Лентоцин ПС1» штамма В.lentus добавляли на 1 тонну корма для бройлеров производства ООО «ПРОВИМИ» (Москва). Использовали цыплят-бройлеров Ross-308 (петушки) из трех групп: опытной, контрольной с антибиотиком (К+А) и контрольной без антибиотика (К). В каждой группе 80 цыплят, срок откорма - 35 дней, взвешивание - еженедельно. После забоя исследовали микрофлору слепых отростков.7. The use of dry untreated BPS "Lentocin PS1" strain B.lentus as an additive to feed instead of an antibiotic. 900 g BPS "Lentocin PS1" strain B.lentus was added per 1 ton of feed for broilers produced by LLC "PROVIMI" (Moscow). We used Ross-308 broiler chickens (males) from three groups: experimental, control with antibiotic (K + A) and control without antibiotic (K). There are 80 chickens in each group, the fattening period is 35 days, and weighing is weekly. After slaughter, the microflora of the blind processes was examined.

Основные результаты по применению БПС «Лентоцин ПС1» в качестве кормовой добавки на фоне контрольных вариантов питания цыплят отражены в табл.5.The main results on the use of BPS "Lentocin PS1" as a feed additive against the background of control options for feeding chickens are shown in table 5.

Таблица 5.Table 5. Данные масштабного эксперимента по применению сухой неочищенной БПС «Лентоцин ПС1» в корм цыплят-бройлеров Ross-308The data of a large-scale experiment on the use of dry untreated BPS "Lentocin PS1" in the feed of Ross-308 broiler chickens ПоказательIndicator Группы цыплят, значения показателейGroups of chickens, indicator values Изменения показателя к…Indicator changes to ... опытнаяexperienced контроль + Аcontrol + A контрольthe control контролю + Аcontrol + A контролюcontrol Живой вес (г):Live weight (g): - исходный (0)- source (0) 46,3±0.146.3 ± 0.1 46,3±0,246.3 ± 0.2 46,3±0,246.3 ± 0.2 1,0001,000 1,0001,000 - на 21 день- for 21 days 762±9,2762 ± 9.2 714±9,1714 ± 9.1 693±9,1693 ± 9.1 1,0671,067 1,0991,099 - на 35 день- on day 35 1808±34,71808 ± 34.7 1517±34,61517 ± 34.6 1504±34,51504 ± 34.5 1,1921,192 1,2021,202 Прирост (г/сут):Growth (g / day): - 0-35 дней- 0-35 days 50,750.7 42,042.0 41,741.7 1,2071,207 1,2161,216 Микробов на 1 г фекалий, в т.ч:Microbes per 1 g of feces, including: - аэробов общее- general aerobes 7,6. 106 7.6 10 6 4,1. 106 4.1. 10 6 5,9.106 5.9.10 6 1,851.85 1,2881,288 - E.faecium- E.faecium 1,3. 106 1.3. 10 6 3,5.105 3,5.10 5 4,4.105 4.4.10 5 3,713.71 2,952.95 - Lactobacillus spp.- Lactobacillus spp. 1,5.107 1,5.10 7 1,4.107 1.4.10 7 4,8.107 4.8.10 7 1,071,07 0,310.31

Claims (2)

1. Штамм Bacillus lentus - продуцент бактериоциноподобной субстанции, имеющей молекулярную массу по данным SDS-PAGE около 4 кДа, широкого спектра антимикробного действия против грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, депонирован в коллекции микроорганизмов «ГКПМ - Оболенск» Федерального бюджетного учреждения науки Государственного научного центра прикладной микробиологии и биотехнологии, коллекционный номер В-7150.1. The strain Bacillus lentus is a producer of a bacteriocin-like substance having a molecular weight according to SDS-PAGE of about 4 kDa, a wide spectrum of antimicrobial activity against gram-positive and gram-negative microorganisms, deposited in the collection of microorganisms "GKPM - Obolensk" of the Federal Budget Institution of Science, State Scientific and Research Center for Applied Microbiology and biotechnology, collection number B-7150. 2. Способ получения бактериоциноподобной субстанции Bacillus, включающий глубинное культивирование продуцента, разделение культуральной жидкости, отличающийся тем, что в качестве продуцента используют штамм Bacillus lentus «ГКПМ - Оболенск» B-7150, который культивируют при температуре 29-30°C в углеводно-дрожжевой среде на основе неорганического источника аминного азота с лимитом по кислороду и углеводу, а выделение бактериоциноподобной субстанции из бесклеточной жидкости осуществляют при помощи неполярного растворителя дихлорметана либо адсорбента типа силикагеля, а из поверхности клеток - при помощи полярного растворителя этанола, с последующим высушиванием и объединением фракций. 2. A method of obtaining a bacteriocin-like substance Bacillus, including deep cultivation of the producer, separation of the culture fluid, characterized in that the producer uses the Bacillus lentus strain "GKPM - Obolensk" B-7150, which is cultivated at a temperature of 29-30 ° C in carbohydrate-yeast medium based on an inorganic source of amine nitrogen with a limit on oxygen and carbohydrate, and the isolation of a bacteriocin-like substance from a cell-free liquid is carried out using a non-polar solvent of dichloromethane or adsorbed a type of silica, and from the cell surface - using a polar solvent of ethanol, followed by drying and combining fractions.
RU2013109192/10A 2013-03-04 2013-03-04 STRAIN Bacillus lentus - PRODUCER OF BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE OF ANTIMICROBIAL ACTION AND METHOD OF OBTAINING BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE RU2530552C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013109192/10A RU2530552C1 (en) 2013-03-04 2013-03-04 STRAIN Bacillus lentus - PRODUCER OF BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE OF ANTIMICROBIAL ACTION AND METHOD OF OBTAINING BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013109192/10A RU2530552C1 (en) 2013-03-04 2013-03-04 STRAIN Bacillus lentus - PRODUCER OF BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE OF ANTIMICROBIAL ACTION AND METHOD OF OBTAINING BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013109192A RU2013109192A (en) 2014-09-10
RU2530552C1 true RU2530552C1 (en) 2014-10-10

Family

ID=51539766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013109192/10A RU2530552C1 (en) 2013-03-04 2013-03-04 STRAIN Bacillus lentus - PRODUCER OF BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE OF ANTIMICROBIAL ACTION AND METHOD OF OBTAINING BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2530552C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117562188A (en) * 2021-12-09 2024-02-20 禾丰食品股份有限公司 Preparation method of functional feed additive for preventing and treating necrotic enteritis of birds

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2053293C1 (en) * 1992-01-09 1996-01-27 Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт Method for production of bacillus mass
KR20010038225A (en) * 1999-10-22 2001-05-15 백현동 Bispan mutant with enhanced bacteriocin productivity and process for praparation bacteriocin using the same
RU2398872C1 (en) * 2008-12-18 2010-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Пробиотик Центр" Bacillus licheniformis BACTERIA STRAIN USED FOR MAKING PROBIOTIC SUPPLEMENT FEED USED FOR PRODUCING HIGH-QUALITY FODDER IMPROVING PERFORMANCE AND REDUCING RISK OF GASTROINTESTINAL DISTURBANCES IN ANIMALS, BIRDS AND FISHES

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2053293C1 (en) * 1992-01-09 1996-01-27 Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт Method for production of bacillus mass
KR20010038225A (en) * 1999-10-22 2001-05-15 백현동 Bispan mutant with enhanced bacteriocin productivity and process for praparation bacteriocin using the same
RU2398872C1 (en) * 2008-12-18 2010-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Пробиотик Центр" Bacillus licheniformis BACTERIA STRAIN USED FOR MAKING PROBIOTIC SUPPLEMENT FEED USED FOR PRODUCING HIGH-QUALITY FODDER IMPROVING PERFORMANCE AND REDUCING RISK OF GASTROINTESTINAL DISTURBANCES IN ANIMALS, BIRDS AND FISHES

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАЛМАНТАЕВ Т.А., "Получение и биологические свойства бактериоциноподобных веществ, продуцируемых Bacillus circulans", автореферат дис. кандидата биологических наук, Оболенск, 2012, 22 с. КАЛМАНТАЕВ Т.А. и др., "Бактериоциноподобное вещество Bacillus circulans и способ его получения", Вестник Томского государственного университета, Биология, 2012, N 2 (18), c. 52-65. URDACI M.C. et all, "Bacillus clausii probiotic strains: antimicrobial and immunomodulatory activities", J Clin Gastroenterol., 2004, v.38, no.6, pp. 86-90. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013109192A (en) 2014-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109161498B (en) Bacillus subtilis M406 and application thereof in preparation of bacteriocin and cellulase
CN109468249A (en) A kind of microbial bacterial agent and its application on livestock and poultry cultivation
CN113249255B (en) Bacillus subtilis for preventing and controlling enteritis of poultry and application thereof
CN105176874A (en) Bacillus coagulans fm 603 and application thereof
CN108384735A (en) Lactobacillus plantarum CCFM1019, its fermented food and its application in medicine preparation
CN105175518A (en) Bacteriocin generated by bacillus coagulans FM603 and preparing method thereof
CN105613707A (en) Bacillus subtilis biological preservative and application thereof to preservation of large yellow croakers
RU2409661C2 (en) Enterococcus faecium lvp1073 strain, producer of bacteriocin against bacterial pathogens, bacteriocin e1073 against bacterial pathogens, lactobacillus plantarum 1 lvp7 strain - bacteriocin e1073 synthesis inducer, signal peptide sp1073 - bacteriocin e1073 synthesis regulator, method for producing bacteriocin e1073
KR101068531B1 (en) Novel bacteriocin-producing lactic acid bacteria and mixed microbial composition using it for livestocks
KR101047948B1 (en) Lactobacillus Producing Bacteriocin and Probiotic Composition Containing the Same
RU2530552C1 (en) STRAIN Bacillus lentus - PRODUCER OF BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE OF ANTIMICROBIAL ACTION AND METHOD OF OBTAINING BACTERIOCIN-LIKE SUBSTANCE
CN106674331B (en) Antibacterial lipopeptide bacaucin and preparation method and application thereof
CN117448213B (en) Lactobacillus plantarum for inhibiting clostridium perfringens and its progeny and application
KR102247293B1 (en) Bacillus subtilis BSC35 strain having antimicrobial activity and uses thereof
KR101665334B1 (en) Rhodobacter sphaeroides CB 8521 strain, having the effect of reducing malodor and immune activity in livestock industry, and microbial agent using it
RU2532227C1 (en) Strain enterococcus mundtii producing peptide substance with antilisterial ativity
KR20020013670A (en) Probiotic preparations for aquacultured fish and its production method
KR101086239B1 (en) Novel bacteriocin-producing lactic acid bacteria and mixed microbial composition using it for broiler chickens
CN101081295A (en) Antibiotic, composition containg antibiotic and method for the administration of antibiotic and said composition to livestock
CN105950587B (en) The feeding antibacterial dodecapeptide and preparation method thereof in one boar lysozyme source
KR20240011581A (en) Lactobacillus reuteri sy308, a probiotics, and feed additive comprising thereof
CN114891678A (en) Bacillus polymyxa CPL258 and screening and application thereof
CN102702373A (en) Whole peptidoglycan of lactobacillus cell wall and application in improving IEC (intestinal epithelial cell) antimicrobial peptide expression level thereof
KR20180134128A (en) Sparassis crispa fermentation product having antioxidative and immunological activity, and preparing method thereof
Rajan et al. Screening, Production and Characterization of extracellular glutaminase free L-Asparaginase producing endo-symbiontic bacteria from the gut of Mugil cephalus (Mullet fish)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160305