RU2717997C2 - Method of producing selenium nanoparticles in colloidal form during production of biologically active additives - Google Patents
Method of producing selenium nanoparticles in colloidal form during production of biologically active additives Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717997C2 RU2717997C2 RU2018105660A RU2018105660A RU2717997C2 RU 2717997 C2 RU2717997 C2 RU 2717997C2 RU 2018105660 A RU2018105660 A RU 2018105660A RU 2018105660 A RU2018105660 A RU 2018105660A RU 2717997 C2 RU2717997 C2 RU 2717997C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- selenium
- nutrient medium
- nanoparticles
- sodium selenite
- biologically active
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
- A23C9/12—Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
- A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
- A23L33/16—Inorganic salts, minerals or trace elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Mycology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к биотехнологии, пищевой промышленности и медицине и может быть использовано при производстве биологически активных добавок и пищевых продуктов.The present invention relates to biotechnology, food industry and medicine and can be used in the production of biologically active additives and food products.
Известно, что селен - биологически активный микроэлемент, незаменимый для жизнедеятельности человека и животных, входящий в состав большинства гормонов и ферментов. Дефицит селена ведет к развитию различных процессов поражения клетки, лежащих в основе возникновения многих патологических состояний. Учитывая достижения науки в последние десятилетия, а особенно развитие нанонауки, стоит отметить, что получение селена в наноразмерном состоянии приведет к получению материалов с новым уровнем физико-химических характеристик. Именно с этим связано разнообразие новых методов получения наноразмерного селена.It is known that selenium is a biologically active trace element, indispensable for the life of humans and animals, which is part of most hormones and enzymes. Selenium deficiency leads to the development of various cell damage processes that underlie the occurrence of many pathological conditions. Given the achievements of science in recent decades, and especially the development of nanoscience, it is worth noting that the production of selenium in the nanoscale state will lead to the production of materials with a new level of physico-chemical characteristics. It is this that is associated with the variety of new methods for producing nanosized selenium.
В настоящее время с целью создания новых высокоэффективных селенсодержащих лекарственных средств получены селенсодержащие биологически активные наносистемы на основе полимерных частиц различной природы в широком диапазоне варьирования массового соотношения селен : полимер.Currently, in order to create new highly effective selenium-containing drugs, selenium-containing biologically active nanosystems based on polymer particles of various nature have been obtained in a wide range of variation in the mass ratio of selenium: polymer.
Известен способ получения нанокомпозита путем восстановления селенистой кислоты в водной среде, который приводит к образованию золя нуль-валентного Se0 в виде красно-оранжевого раствора и дегидроаскорбиновой кислоты (см. Валуева С.В., Суханова Т.Е., Боровикова Л.Н., Вылегжанина М.Э., Матвеева Н.А., Гельфонд М.Л. Самоорганизация и структура селенсодержащих биологически активных наносистем // Электронный журнал «Структура и динамика молекулярных систем». - 2011. - №10. - С. 3-11).A known method of producing a nanocomposite by reducing selenic acid in an aqueous medium, which leads to the formation of a sol of zero valence Se 0 in the form of a red-orange solution and dehydroascorbic acid (see Valueva S.V., Sukhanova T.E., Borovikova L.N. ., Vylegzhanina M.E., Matveeva N.A., Gelfond M.L. Self-organization and structure of selenium-containing biologically active nanosystems // Electronic Journal "Structure and Dynamics of Molecular Systems." - 2011. - No. 10. - P. 3- eleven).
Недостатком данного способа является неустойчивость золя в растворе, который выпадает в осадок через 24 часа, а через 7-10 суток селен из аморфной красной формы переходит в другую модификацию - серый металлический селен.The disadvantage of this method is the instability of the sol in the solution, which precipitates after 24 hours, and after 7-10 days, selenium from the amorphous red form passes into another modification - gray metal selenium.
Известен жидкофазный метод синтеза наноразмерного селена с использованием в качестве прекурсоров селенсодержащих соединений H2SeO3, Na2SeO3. Соли селена или селенистая кислота восстанавливаются такими агентами, как N2H4, глюкоза, NaBH4, SnCl2, тиосульфатом натрия (см. Копейкин В.В., Валуева С.В., Киппер А.И., Боровикова Л.Н., Филиппов А.П. Синтез наночастиц селена в водных растворах поливинилпирролидона и морфологические характеристики образующихся нанокомпозитов // Высокомолекулярные соединения. - 2003. - Т. 45 А. - №4. - С. 615-622).Known liquid-phase method for the synthesis of nanosized selenium using selenium-containing compounds H 2 SeO 3 , Na 2 SeO 3 as precursors. Selenium salts or selenic acid are reduced by agents such as N 2 H 4 , glucose, NaBH 4 , SnCl 2 , sodium thiosulfate (see Kopeikin V.V., Valueva S.V., Kipper A.I., Borovikova L.N. ., Filippov AP Synthesis of selenium nanoparticles in aqueous solutions of polyvinylpyrrolidone and morphological characteristics of the resulting nanocomposites // High-molecular compounds. - 2003. - T. 45 A. - No. 4. - P. 615-622).
Следует отметить, что в настоящее время для синтеза наночастиц необходимой формы разработано множество физико-химических методов, однако они остаются дорогостоящими и требуют использования опасных химических соединений. Поэтому существует потребность в развитии безопасных для окружающей среды человека эффективных методов получения различных наночастиц с применением в частности микробных биотехнологий. Необходимо подчеркнуть, что в литературных источниках отсутствуют данные о получении наночастиц селена с использованием пробиотических микроорганизмов.It should be noted that at present, many physicochemical methods have been developed for the synthesis of nanoparticles of the required form, but they remain expensive and require the use of hazardous chemical compounds. Therefore, there is a need for the development of environmentally friendly methods for the production of various nanoparticles using, in particular, microbial biotechnologies. It should be emphasized that in the literature there are no data on the production of selenium nanoparticles using probiotic microorganisms.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения селенсодержащей биологически активной добавки (БАД), предусматривающий приготовление питательной среды, внесение селенита натрия и инокулята, культивирование, наращивание биомассы, охлаждение, розлив, укупорку. В качестве инокулята используют активизированные культуры Bifidobacterium longum В 379М или Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii KM 186 (см. RU 2333655, A23C 9/12, A23L 1/304, C12N 1/18, опубл. 20.09.2008).Closest to the technical nature of the present invention is a method for producing selenium-containing biologically active additives (BAA), which provides for the preparation of a nutrient medium, the introduction of sodium selenite and inoculum, cultivation, building up biomass, cooling, bottling, capping. Activated cultures of Bifidobacterium longum B 379M or Propionibacterium freudenreichii subsp are used as inoculum. shermanii KM 186 (see RU 2333655, A23C 9/12, A23L 1/304, C12N 1/18, publ. 09/20/2008).
Однако, недостатками данного способа являются большие размеры частиц селена, что снижают его усвояемость.However, the disadvantages of this method are the large particle size of selenium, which reduces its digestibility.
Техническим результатом изобретения является биологический синтез наноразмерных частиц селена методом культивирования пробиотических микроорганизмов при высоких концентрациях селена в питательной среде и получение Se0 в нуль-валентной форме, что повышает качество и его усвояемость.The technical result of the invention is the biological synthesis of nanosized particles of selenium by cultivating probiotic microorganisms at high concentrations of selenium in a nutrient medium and obtaining Se 0 in a zero-valent form, which improves the quality and its digestibility.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе получения наночастиц селена в коллоидной форме при производстве биологически активных добавок, предусматривающем приготовление питательной среды, внесение селенита натрия и инокулята, наращивание биомассы, охлаждение, розлив, согласно изобретению в качестве инокулята используют активизированные культуры бифидобактерий Bifidobacterium adolescentis DSM 20083 или пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85, при этом количество вносимого селенита натрия составляет 1-2 мг/мл питательной среды, после наращивания биомассы проводят дезинтеграцию клеток пробиотических микроорганизмов.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the method for producing selenium nanoparticles in colloidal form in the manufacture of biologically active additives, which includes preparing a nutrient medium, introducing sodium selenite and inoculum, building up biomass, cooling, bottling, according to the invention, activated cultures are used as inoculum bifidobacteria Bifidobacterium adolescentis DSM 20083 or propionic acid bacteria Propionibacterium freudenreichii Ш85, while the amount of introduced sodium selenite is provides 1-2 mg / ml of culture medium, after biomass build-up, cells of probiotic microorganisms are disintegrated.
Отличительным признаком заявляемого изобретения является принципиально новый биотехнологический подход к получению наноразмерных частиц селена путем оптимизации питательной среды высокой концентрацией селена и перевода Se в нуль-валентную форму Se0. Для осуществления заявляемого способа получения наночастиц селена были проведены экспериментальные исследования по изучению устойчивости пробиотических микроорганизмов к высоким концентрациям селена с целью получения Se0 в нуль-валентной форме.A distinctive feature of the claimed invention is a fundamentally new biotechnological approach to obtaining nanosized particles of selenium by optimizing the nutrient medium with a high concentration of selenium and converting Se to a zero-valent form of Se 0 . To implement the inventive method for producing selenium nanoparticles, experimental studies were conducted to study the resistance of probiotic microorganisms to high concentrations of selenium in order to obtain Se 0 in a zero-valent form.
Ранее нами был разработан способ получения селенсодержащей БАД (см. RU №2333655). Однако, при внесении в питательную среду селенита натрия при низких концентрациях не наблюдалось образования Se0 в нуль-валентной форме. В этой связи нами были проведены дальнейшие исследования.Previously, we developed a method for producing selenium-containing dietary supplement (see RU No. 23333655). However, when sodium selenite was introduced into the nutrient medium at low concentrations, the formation of Se 0 in a zero-valence form was not observed. In this regard, we conducted further research.
Культуры бифидобактерий и пропионовокислых бактерий активизировали разработанным ранее способом (по прототипу).Cultures of bifidobacteria and propionic acid bacteria were activated by the previously developed method (according to the prototype).
В первой серии опытов изучали влияние высоких доз селена от 1 до 5 мг/мл на биохимическую активность пробиотических микроорганизмов. Результаты исследований представлены на фиг. 1, 2.In the first series of experiments, the effect of high doses of selenium from 1 to 5 mg / ml on the biochemical activity of probiotic microorganisms was studied. The research results are presented in FIG. 12.
Из данных на фиг. 1 видно, что с увеличением дозы селенита натрия от 1 до 5 мг/мл наблюдается незначительное снижение роста пропионовокислых бактерий.From the data in FIG. 1 shows that with an increase in the dose of sodium selenite from 1 to 5 mg / ml, a slight decrease in the growth of propionic acid bacteria is observed.
Полученные результаты свидетельствуют, что пробиотические микроорганизмы пропионовокислых бактерий обладают высокой устойчивостью к селену и при высоких концентрациях селен восстанавливается и переходит в нуль-валентную форму Se0 в виде красно-оранжевого раствора, что подтверждается данными количественного учета пропионовокислых бактерий. С увеличением дозы селена от 1 до 2 мг/мл количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий составляет 1010 КОЕ/мл, дальнейшее повышение дозы до 5 мл приводит к снижению количества клеток до 109 КОЕ/мл (фиг. 2).The results obtained indicate that the probiotic microorganisms of propionic acid bacteria are highly resistant to selenium and, at high concentrations, selenium is reduced and goes into the zero-valent form of Se 0 in the form of a red-orange solution, which is confirmed by the quantitative data of propionic acid bacteria. With an increase in the dose of selenium from 1 to 2 mg / ml, the number of viable cells of propionic acid bacteria is 10 10 CFU / ml, a further increase in dose to 5 ml leads to a decrease in the number of cells to 10 9 CFU / ml (Fig. 2).
Следует отметить, что при концентрации селенита натрия 1 мг/мл цвет биомассы пробиотических микроорганизмов в конце культивирования становится красно-оранжевого цвета, что свидетельствует о переходе селена Se0 в нуль-валентную форму.It should be noted that at a sodium selenite concentration of 1 mg / ml, the color of the biomass of probiotic microorganisms at the end of cultivation becomes red-orange in color, which indicates the transition of selenium Se 0 to a null-valent form.
Установлено, что с повышением концентрации селена до 2 мг/мл в питательной среде цвет становится интенсивнее, а дальнейшее увеличение концентрации селена до 5 мг/мл в питательной среде не приводит к значительному повышению интенсивности цвета. Подобная динамика наблюдается и при культивировании бифидобактерий.It was found that with an increase in the concentration of selenium to 2 mg / ml in the nutrient medium, the color becomes more intense, and a further increase in the concentration of selenium to 5 mg / ml in the nutrient medium does not lead to a significant increase in color intensity. A similar dynamics is observed during the cultivation of bifidobacteria.
В дальнейших исследованиях методом лазерной дифракции изучали формирование наночастиц селена пробиотическими микроорганизмами. Результаты исследований представлены в табл. 1 (пропионовокислые бактерии) и табл. 2 (бифидобактерий).In further studies, the formation of selenium nanoparticles by probiotic microorganisms was studied by laser diffraction. The research results are presented in table. 1 (propionic acid bacteria) and table. 2 (bifidobacteria).
Из данных таблицы 1 видно, что при концентрации селена в 1 мг/мл размер наночастиц варьируется от 136 до 286, а выход составляет 63,6%.From the data of table 1 it can be seen that at a selenium concentration of 1 mg / ml, the size of the nanoparticles varies from 136 to 286, and the yield is 63.6%.
С увеличением дозы до 2 мг/мл диапазон размеров наночастиц селена увеличивается. Наибольший выход наночастиц селена установлен в диапазоне от 7 до 36 нанометров - 24%. Затем с увеличением размера наночастиц от 230 до 585 нм наблюдается уменьшение выхода наночастиц. С повышением дозы селенита натрия до 2 мг/мл выход увеличивается на 18,6% и составляет 72,22.With increasing doses up to 2 mg / ml, the size range of selenium nanoparticles increases. The highest yield of selenium nanoparticles is set in the range from 7 to 36 nanometers - 24%. Then, with an increase in the size of nanoparticles from 230 to 585 nm, a decrease in the yield of nanoparticles is observed. With an increase in the dose of sodium selenite to 2 mg / ml, the yield increases by 18.6% and amounts to 72.22.
В следующей серии опытов изучали влияние дезинтеграции клеток пропионовокислых бактерий на размер и выход наночастиц селена. Данные, представленные в таблице 1, свидетельствуют, что при оптимальной концентрации селенита натрия 2 мг/мл выход наноселена после дезинтеграции повышается на 4,27%. В наибольшей степени отмечен выход наночастиц в диапазоне от 7 до 36 нм и составляет 26,71%. При концентрации селенита натрия 1 мг/мл выход наноселена после дезинтеграции повышается на 5,3%.In the next series of experiments, the effect of the disintegration of propionic acid bacteria cells on the size and yield of selenium nanoparticles was studied. The data presented in table 1 indicate that at an optimal concentration of sodium selenite of 2 mg / ml, the yield of nanoselen after disintegration increases by 4.27%. The yield of nanoparticles in the range from 7 to 36 nm is most marked and amounts to 26.71%. At a concentration of sodium selenite of 1 mg / ml, the yield of nanoselen after disintegration increases by 5.3%.
Подобная динамика наблюдается при культивировании бифидобактерий (табл. 2). При концентрации селена 1 мг/мл отмечено две фракции наночастиц селена в диапазоне от 70 до 321 нм.A similar dynamics is observed during the cultivation of bifidobacteria (table. 2). At a selenium concentration of 1 mg / ml, two fractions of selenium nanoparticles were observed in the range from 70 to 321 nm.
Наибольший выход наночастиц селена составляет 71,05% при концентрации 2 мг/мл. При снижении концентрации селена до 1 мг/мл выход наноразмерных частиц снижается на 6%. Дезинтеграция клеток повышает выход наночастиц на 3,4 и 4,1% соответственно.The highest yield of selenium nanoparticles is 71.05% at a concentration of 2 mg / ml. With a decrease in selenium concentration to 1 mg / ml, the yield of nanosized particles decreases by 6%. Cell disintegration increases the yield of nanoparticles by 3.4 and 4.1%, respectively.
Таким образом, в результате проведенных исследований можно сделать вывод, что доза селенита натрия в пределах 1-2 мг/мл обеспечивает наибольший выход наночастиц. При этом отмечено, что дезинтеграция клеток способствует повышению выхода наночастиц.Thus, as a result of the studies, it can be concluded that a dose of sodium selenite in the range of 1-2 mg / ml provides the highest yield of nanoparticles. It was noted that cell disintegration contributes to an increase in the yield of nanoparticles.
В результате исследований подобраны оптимальные условия для формирования наночастиц: концентрация селенита натрия 1-2 мг/мл, доза инокулята 3-5%, продолжительность культивирования 20-24 ч, температура 30-37°С.As a result of the research, the optimal conditions for the formation of nanoparticles were selected: the concentration of sodium selenite is 1-2 mg / ml, the inoculum dose is 3-5%, the cultivation time is 20-24 hours, and the temperature is 30-37 ° С.
Отмечен наибольший выход наночастиц в диапазоне от 5 до 36 нм, что очень важно при применении в медицинских целях.The highest yield of nanoparticles in the range from 5 to 36 nm was noted, which is very important when used for medical purposes.
В дальнейших исследованиях методом электронного микроскопирования изучали форму и размеры наночастиц селена. Результаты исследований представлены на фиг. 3.In further studies, the shape and size of selenium nanoparticles were studied by electron microscopy. The research results are presented in FIG. 3.
При химическом синтезе наноселена (фиг. 3) на поверхности хорошо видны изолированные наноструктуры, имеющие четкую сферическую форму с размером 70-40 нм. В качестве полимерного стабилизатора использован политриметилметакриолоксиэтиламммоний сульфат. Следует отметить, что природа полимерной матрицы оказывает существенное влияние на процесс самоорганизации наноструктур и их размеры.In the chemical synthesis of nanoselen (Fig. 3), isolated nanostructures with a clear spherical shape with a size of 70-40 nm are clearly visible on the surface. Polytrimethylmethacryoloxyethylammonium sulfate was used as a polymer stabilizer. It should be noted that the nature of the polymer matrix has a significant effect on the self-organization of nanostructures and their sizes.
На фиг. 4 представлены наноструктуры, полученные методом биотрансформации селенита натрия бифидобактериями с выделением селена в элементной нуль-валентной форме. Из фиг. 4 видно, что большое количество наносфер не совсем правильной формы. Их размеры находятся в диапазоне 130-400 нм. Они хорошо изолированы и не агрегированы между собой, что свидетельствует о стабильности системы.In FIG. Figure 4 shows the nanostructures obtained by biotransformation of sodium selenite by bifidobacteria with the release of selenium in elemental zero-valence form. From FIG. Figure 4 shows that a large number of nanospheres of an irregular shape. Their sizes are in the range of 130-400 nm. They are well isolated and not aggregated among themselves, which indicates the stability of the system.
Обобщая полученные результаты можно сделать вывод, что использование пробиотических микроорганизмов позволяет разработать принципиально новый биотехнологический метод получения наноразмерного селена. Получение наночастиц селена приведет к получению материалов с абсолютно новым уровнем физико-химических характеристик.Summarizing the results, it can be concluded that the use of probiotic microorganisms allows us to develop a fundamentally new biotechnological method for producing nanosized selenium. Obtaining nanoparticles of selenium will lead to materials with a completely new level of physico-chemical characteristics.
Основные преимущества предлагаемого способа в сравнении с физико-химическими методами получения наночастиц селена:The main advantages of the proposed method in comparison with physicochemical methods for producing selenium nanoparticles:
1. Безопасность;1. Security;
2. Экономичность;2. Profitability;
3. Коммерческая доступность;3. Commercial availability;
4. Стабильность коллоидного раствора;4. The stability of the colloidal solution;
5. Не требует создания специфических дорогостоящих установок;5. Does not require the creation of specific expensive installations;
6. Не используются токсичные соединения;6. No toxic compounds are used;
7. Возможность применения в крупномасштабном производстве;7. Possibility of application in large-scale production;
8. Значительное снижение токсичности селена в наноразмерной форме.8. A significant reduction in the toxicity of selenium in nanoscale form.
Поскольку накопление элементного селена коррелирует с повышением концентрации селенита натрия в среде культивирования, можно предположить, что разрушение этого соединения с образованием Se° необходимо для снижения токсического действия, что характерно для многих микроорганизмов.Since the accumulation of elemental selenium correlates with an increase in the concentration of sodium selenite in the cultivation medium, it can be assumed that the destruction of this compound with the formation of Se ° is necessary to reduce the toxic effect, which is typical for many microorganisms.
Это подтверждается данными на фиг. 5, 6, 7, 8 полученными при исследовании влияния селенита натрия на морфологию бифидобактерий Bifidobacterium adolescentis DSM 20083.This is confirmed by the data in FIG. 5, 6, 7, 8 obtained when studying the effect of sodium selenite on the morphology of bifidobacteria Bifidobacterium adolescentis
Необходимо отметить, что морфология клеток В. adolescentis DSM 20083 зависит от среды культивирования. На питательной среде на основе осветленной творожной сыворотки (фиг. 5) без добавления селенита натрия преобладают палочковидные и коккоидные клетки. При концентрации селена 15 мкг/мл (фиг. 6) наблюдаются древовидно-ветвящиеся и булавовидные клетки, которые агрегируются между собой.It should be noted that the morphology of B. adolescentis
В литературе полиморфизм бифидобактерий трактуется, в основном, как следствие адаптационных изменений, развивающихся клеточных ассоциаций в конкретных условиях обитания. Ветвящиеся и глобулярные атипичные формы являются вероятно устойчивыми к высокой концентрации селена.In the literature, the polymorphism of bifidobacteria is interpreted mainly as a result of adaptive changes, developing cellular associations in specific living conditions. Branching and globular atypical forms are probably resistant to high selenium concentrations.
Дальнейшее повышение концентрации селена приводит к дезагрегации клеток и их палочковидной форме. При наиболее высокой концентрации селена 1 мг/мл морфология клеток приобретает первоначальную форму, которая характерна для бифидобактерий, культивируемых в питательной среде без селена, видим это на фиг. 7, 8. Такая динамика изменения морфологии клеток свидетельствует о том, что с повышением концентрации селена и образованием наноселена снижается его токсичность.A further increase in selenium concentration leads to the disaggregation of cells and their rod-shaped form. At the highest concentration of
Таким образом, выявленные отличительные признаки заявляемого изобретения, а именно внесение селенита натрия в питательную в количестве 1-2 мг/мл и использование в качестве инокулята активизированных культур бифидобактерий и пропионовокислых бактерий обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в получении селена Se0 в нуль-валентной форме, что повышает качество и его усвояемость.Thus, the distinguishing features of the claimed invention, namely, the introduction of sodium selenite into the nutrient in an amount of 1-2 mg / ml and the use of activated cultures of bifidobacteria and propionic acid bacteria as an inoculum, ensure the achievement of a technical result consisting in obtaining selenium Se 0 in a zero-valent state form, which improves quality and its digestibility.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условиям «новизна» и «изобретательный уровень».The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by signs identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed us to establish a set of significant distinctive features in relation to the applicant’s perceived technical result in the claimed method set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the conditions of "novelty" and "inventive step".
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
В качестве питательной среды для культивирования пробиотических микроорганизмов используют осветленную творожную сыворотку, в которую добавляют компоненты среды: буферные соли, аскорбиновую кислоту, пептон и агар. Устанавливают рН среды в пределах (7±0,1). Затем стерилизуют при t=121°C, охлаждают до температуры культивирования, вносят селенит натрия из расчета 1-2 мг/мл, 3-5% активизированных культур бифидобактерий Bifidobacterium adolescentis DSM 20083 или пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85. Наращивание клеток проводят при t=30-37°C в течение 20-24 часов в условиях периодического культивирования при однократной нейтрализации среды через 12 часов для поддержания рН на оптимальном уровне насыщенным стерильным раствором углекислого натрия (Na2CO3). Полученную суспензию клеток пробиотических микроорганизмов подвергают дезинтеграции, затем охлаждают и разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по 10 см3. Укупоривают стерильно в асептических условиях резиновыми пробками, охлаждают до температуры (4±2)°С и хранят при этой температуре не более 1 года.As a nutrient medium for the cultivation of probiotic microorganisms, clarified curd whey is used, to which the medium components are added: buffer salts, ascorbic acid, peptone and agar. The pH of the medium is set within (7 ± 0.1). Then it is sterilized at t = 121 ° C, cooled to the cultivation temperature, sodium selenite is added at a rate of 1-2 mg / ml, 3-5% of activated cultures of bifidobacteria Bifidobacterium adolescentis
Примеры, подтверждающие возможность осуществления изобретения.Examples confirming the possibility of carrying out the invention.
Пример 1. В качестве питательной среды используют осветленную творожную сыворотку, в которую добавляют компоненты среды: буферные соли, аскорбиновую кислоту, пептон и агар. Устанавливают рН=7. Затем стерилизуют при t=121°C, охлаждают до t=37°C, вносят селенит натрия из расчета 1,0 мг/мл, 5% активизированных культур бифидобактерий Bifidobacterium adolescentis DSM 20083. Наращивание клеток бифидобактерий проводят при t=37°C в течение 20 часов в условиях периодического культивирования при однократной нейтрализации среды через 12 часов насыщенным стерильным раствором углекислого натрия (Na2CO3). Полученную суспензию клеток пробиотических микроорганизмов подвергают дезинтеграции, затем охлаждают и разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по 10 см3. Укупоривают стерильно в асептических условиях резиновыми пробками, охлаждают до температуры (4±2)°С и хранят при этой температуре не более 1 года.Example 1. As a nutrient medium, clarified curd whey is used, to which medium components are added: buffer salts, ascorbic acid, peptone and agar. Set pH = 7. Then sterilized at t = 121 ° C, cooled to t = 37 ° C, add sodium selenite at the rate of 1.0 mg / ml, 5% activated cultures of bifidobacteria Bifidobacterium adolescentis
Пример 2. В качестве питательной среды используют осветленную творожную сыворотку, в которую добавляют компоненты среды: буферные соли, аскорбиновую кислоту, пептон и агар. Устанавливают рН=7. Затем стерилизуют при t=121°C, охлаждают до t=37°C, вносят селенит натрия из расчета 2,0 мг/мл, 3% активизированных культур бифидобактерий Bifidobacterium adolescentis DSM 20083. Наращивание клеток бифидобактерий проводят при t=37°C в течение 24 часов в условиях периодического культивирования при однократной нейтрализации среды через 12 часов насыщенным стерильным раствором углекислого натрия (Na2CO3). Полученную суспензию клеток пробиотических микроорганизмов подвергают дезинтеграции, затем охлаждают и разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по 10 см3. Укупоривают стерильно в асептических условиях резиновыми пробками, охлаждают до температуры (4±2)°С и хранят при этой температуре не более 1 года.Example 2. As a nutrient medium, clarified curd whey is used, to which medium components are added: buffer salts, ascorbic acid, peptone and agar. Set pH = 7. It is then sterilized at t = 121 ° C, cooled to t = 37 ° C, sodium selenite is added at a rate of 2.0 mg / ml, 3% of activated cultures of bifidobacteria Bifidobacterium adolescentis
Пример 3. В качестве питательной среды используют осветленную творожную сыворотку, в которую добавляют компоненты среды: буферные соли, аскорбиновую кислоту, пептон и агар. Устанавливают рН=7. Затем стерилизуют при t=121°C, охлаждают до t=30°C, вносят селенит натрия из расчета 1,0 мг/мл, 5% активизированных культур пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85. Наращивание клеток пропионовокислых бактерий проводят при t=30°C в течение 20 часов в условиях периодического культивирования при однократной нейтрализации среды через 12 часов насыщенным стерильным раствором углекислого натрия (Na2CO3). Полученную суспензию клеток пробиотических микроорганизмов подвергают дезинтеграции, затем охлаждают и разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по 10 см. Укупоривают стерильно в асептических условиях резиновыми пробками, охлаждают до температуры (4±2)°С и хранят при этой температуре не более 1 года.Example 3. As a nutrient medium, clarified curd whey is used, to which medium components are added: buffer salts, ascorbic acid, peptone and agar. Set pH = 7. Then sterilized at t = 121 ° C, cooled to t = 30 ° C, add sodium selenite at the rate of 1.0 mg / ml, 5% activated cultures of propionic acid bacteria Propionibacterium freudenreichii Ш85. Propionic acid bacteria cells were grown at t = 30 ° C for 20 hours under periodic cultivation with a single neutralization of the medium after 12 hours with a saturated sterile solution of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ). The resulting suspension of cells of probiotic microorganisms is subjected to disintegration, then cooled and poured under aseptic conditions into sterile 10 cm vials. They are sealed sterilely under aseptic conditions with rubber stoppers, cooled to a temperature of (4 ± 2) ° С and stored at this temperature for no more than 1 year.
Пример 4. В качестве питательной среды используют осветленную творожную сыворотку, в которую добавляют компоненты среды: буферные соли, аскорбиновую кислоту, пептон и агар. Устанавливают рН=7. Затем стерилизуют при t=121°C, охлаждают до t=30°C, вносят селенит натрия из расчета 2,0 мг/мл, 3% активизированных культур пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85. Наращивание клеток пропионовокислых бактерий проводят при t=30°C в течение 24 часов в условиях периодического культивирования при однократной нейтрализации среды через 12 часов насыщенным стерильным раствором углекислого натрия (Na2CO3). Полученную суспензию клеток пробиотических микроорганизмов подвергают дезинтеграции, затем охлаждают и разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по 10 см3. Укупоривают стерильно в асептических условиях резиновыми пробками, охлаждают до температуры (4±2)°С и хранят при этой температуре не более 1 года.Example 4. As a nutrient medium, clarified curd whey is used, to which medium components are added: buffer salts, ascorbic acid, peptone and agar. Set pH = 7. Then it is sterilized at t = 121 ° C, cooled to t = 30 ° C, sodium selenite is added at the rate of 2.0 mg / ml, 3% of activated cultures of propionic acid bacteria Propionibacterium freudenreichii Ш85. Propionic acid bacteria cells were grown at t = 30 ° C for 24 hours under periodic cultivation with a single neutralization of the medium after 12 hours with a saturated sterile solution of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ). The resulting suspension of cells of probiotic microorganisms is subjected to disintegration, then cooled and poured under aseptic conditions into sterile vials of 10 cm 3 . Cork sterile under aseptic conditions with rubber stoppers, cool to a temperature of (4 ± 2) ° С and store at this temperature for no more than 1 year.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105660A RU2717997C2 (en) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | Method of producing selenium nanoparticles in colloidal form during production of biologically active additives |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105660A RU2717997C2 (en) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | Method of producing selenium nanoparticles in colloidal form during production of biologically active additives |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018105660A RU2018105660A (en) | 2019-08-14 |
| RU2018105660A3 RU2018105660A3 (en) | 2019-10-23 |
| RU2717997C2 true RU2717997C2 (en) | 2020-03-27 |
Family
ID=67640819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018105660A RU2717997C2 (en) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | Method of producing selenium nanoparticles in colloidal form during production of biologically active additives |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2717997C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2086645C1 (en) * | 1993-12-21 | 1997-08-10 | Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Method of producing the preparation enriched with selenium |
| RU2333655C2 (en) * | 2006-07-26 | 2008-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Method for obtaining selenium-containing biologically active additive |
| RU2615461C1 (en) * | 2016-02-04 | 2017-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method for elemental amorphous selenium nanoparticles production |
-
2018
- 2018-02-14 RU RU2018105660A patent/RU2717997C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2086645C1 (en) * | 1993-12-21 | 1997-08-10 | Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Method of producing the preparation enriched with selenium |
| RU2333655C2 (en) * | 2006-07-26 | 2008-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Method for obtaining selenium-containing biologically active additive |
| RU2615461C1 (en) * | 2016-02-04 | 2017-04-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method for elemental amorphous selenium nanoparticles production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018105660A (en) | 2019-08-14 |
| RU2018105660A3 (en) | 2019-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sasidharan et al. | Comparison studies on the synthesis of selenium nanoparticles by various microorganisms | |
| US8003071B2 (en) | Process for producing elemental selenium nanospheres | |
| Malarkodi et al. | Biosynthesis and antimicrobial activity of semiconductor nanoparticles against oral pathogens | |
| Das et al. | A green chemical approach for the synthesis of gold nanoparticles: characterization and mechanistic aspect | |
| WO2017177773A1 (en) | Highly efficient aerobic phosphorus-removing bacteria capable of synthesizing nanoparticles by microbial self-assembly using waste water | |
| Jain et al. | Biogenic selenium nanoparticles: production, characterization and challenges | |
| CN105154474A (en) | Biological preparation method of red nano selenium | |
| Lenartowicz et al. | Formation of variously shaped gold nanoparticles by Anabaena laxa | |
| CN105838740B (en) | Method for preparing nano red element selenium by using tea tree endophytic asplenium | |
| RU2717997C2 (en) | Method of producing selenium nanoparticles in colloidal form during production of biologically active additives | |
| CN105543145B (en) | One plant of removing magnesium ion, phosphate anion and bacterium of ammonium ion and application thereof | |
| CN102876745A (en) | Method for production of lipstatin through fermentation | |
| KR20200059089A (en) | The Flocculation Agent For Yeast and The Mothod of Producing It | |
| JP4388824B2 (en) | Product | |
| CN111588039A (en) | Iron supplement agent of synechococcus source iron-rich nano polyphosphate and preparation method thereof | |
| RU2767952C1 (en) | Method of producing ferrihydrite nanoparticles | |
| WO2023060761A1 (en) | Method for producing 24-methylenecholesterol as main ingredient of royal jelly by using nannochloropsis oculata in seawater | |
| CN1166771C (en) | Magnetotactic bacterium of iron ore and process for separating and refining it and preparing magnetic corpuscula | |
| Capuzzo | Bacterial synthesis of nanoparticles: Current trends in biotechnology and biomedical fields | |
| CN108812694B (en) | Nano sterilization method for gram-negative bacteria | |
| Della Flora et al. | Biosynthesis of metallic nanoparticles by bacterial cell-free extract | |
| RU2518282C1 (en) | Nutrient medium for submerged cultivation of tularemia microbe | |
| Grasso et al. | Precision microbial nanobiosynthesis: knowledge, issues, and potentiality for the in vivo tuning of microbial nanomaterials | |
| Ng | Colourless agar for enhancing colour contrast between microbial colonies and agar | |
| El-deeb et al. | Biosynthesis and optimization of selenium nanoparticles using streptomyces Sp |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210215 |