biopreparatБИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечениеBiological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment2221-996X2619-1156Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products10.30895/2221-996X-2021-21-3-200-205biopreparat-375Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESРазработка технологии приготовления ферментативного гидролизата отработанных куриных эмбрионовDevelopment of the technology for preparation of enzymatic hydrolysate of waste chick embryosОвсянниковЮ. С.OvsyannikovYu. S.

Овсянников Юрий Степанович, кандидат биологических наук, доцент

SPIN-код РИНЦ: 4919-1621

Октябрьский проспект, д. 133, Киров, 610017

Yuriy S. Ovsyannikov, Cand. Sci. (Biol.), Associate Professor

133 Oktyabrsky Avenue, Kirov 610017

https://orcid.org/0000-0002-8205-5042ДурсеневМ. С.DursenevM. S.

Дурсенев Максим Сергеевич, кандидат биологических наук, доцент

Октябрьский проспект, д. 133, Киров, 610017

Maksim S. Dursenev, Cand. Sci. (Biol.), Associate Professor

133 Oktyabrsky Avenue, Kirov 610017

Maks.Xitman@mail.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный агротехнологический университет»РоссияVyatka State Agrotechnological UniversityRussian Federation202102102021213200205Copyright © Овсянников Ю.С., Дурсенев М.С., 20212021Овсянников Ю.С., Дурсенев М.С.Ovsyannikov Y.S., Dursenev M.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.biopreparations.ru/jour/article/view/375

Перспективным направлением в биотехнологии является разработка технологий изготовления питательных основ микробиологических питательных сред (ПС), в которых в качестве белкового сырья используют отходы производства, как правило, недефицитных и непищевых продуктов. Сотрудниками Вятского государственного агротехнологического университета предлагается использовать для этих целей непищевое вторичное сырье — отработанные куриные эмбрионы (ОКЭ), которые после извлечения вируссодержащей аллантоисной жидкости являются отходами производства противогриппозных препаратов. Цель работы: разработка технологии приготовления ферментативного гидролизата ОКЭ и оценка ростовых свойств плотной ПС на его основе с использованием тест-штаммов Escherichia coli M-17 и Pseudomonas аlcaligenes IP-1. Материалы и методы: предложены методические подходы получения ферментативного гидролизата отработанных куриных эмбрионов (ФГОКЭ), обоснованы параметры процесса гидролиза. Разработанный ФГОКЭ оценен по физико-химическим показателям: рН; содержание аминного азота, общего азота, натрия хлорида, степень расщепления белка. Ростовые свойства ПС, приготовленной на основе разработанного гидролизата, исследовали с использованием тест-штаммов E. coli M-17 и Ps. аlcaligenes IP-1. Результаты: экспериментально показана возможность ферментативного гидролиза ОКЭ. Изучены физико-химические показатели приготовленных серий ФГОКЭ. Показана возможность использования приготовленного гидролизата в составе плотной ПС для выращивания выбранных тест-штаммов. Выводы: обоснованы оптимальные технологические параметры ферментативного гидролиза ОКЭ: рН (7,6 ± 0,3), продолжительность (48 ± 2) ч, температура (49 ± 1) °С; оптимизирована загрузка компонентов гидролиза: массовая доля субстрата 500 г/л, массовая доля гидролизующего агента 100 г/л. ФГОКЭ по своим физико-химическим показателям пригоден для конструирования микробиологических сред; плотная ПС на основе экспериментального гидролизата стабильно обеспечивает рост тест-штаммов E. coli M-17 и Ps. alcaligenes IP-1 с типичными свойствами; ростовые свойства экспериментальной среды сопоставимы с таковыми ПС, приготовленной на основе мясо-пептонного бульона.

The development of technologies for preparation of protein nutritional bases for microbiological nutrient media, from production waste of mainly readily available or non-food products, is a promising area in biotechnology. Researchers of Vyatka State Agrotechnological University assume that non-food secondary raw materials, such as waste chick embryos (WCEs) used in the production of anti-influenza products, could be used for these purposes, after removal of the virus-containing allantoic fluid. The aim of the study was to develop a technology for preparation of WCE enzymatic hydrolysate (WCEEH), and to evaluate growth properties of the hydrolysate-based solid nutrient medium, using Escherichia coli M-17 and Pseudomonas alcaligenes IP-1 test strains. Materials and methods: the authors offer methodological approaches to obtaining WCEEH and substantiate hydrolysis parameters. The obtained WCEEH was characterised in terms of physico-chemical properties: pH, amine nitrogen, total nitrogen, sodium chloride, degree of protein cleavage. The growth properties of the hydrolysate-based nutrient medium were studied using E. coli M-17 and Ps. alcaligenes IP-1 test strains. Results: the experiments demonstrated the feasibility of performing enzymatic hydrolysis of WCEs, and assessed physico-chemical properties of the prepared WCEEH batches. The study demonstrated the possibility of using the prepared hydrolysate as a component of solid nutrient media for growing the selected test strains. Conclusions: the study substantiated the optimal technological parameters for WCE enzymatic hydrolysis: pH (7.6 ± 0.3), duration (48 ± 2 h), temperature (49 ± 1) °C. The loading of hydrolysis components was optimised: mass fraction of the substrate—500 g/L, mass fraction of the hydrolysing agent—100 g/L. The physico-chemical properties of WCEEH make it suitable for preparation of microbiological media; the hydrolysate-based solid nutrient medium consistently ensures the growth of E. coli M-17 and Ps. alcaligenes IP-1 test strains with standard properties. The growth properties of the experimental medium are comparable to those of the meat-peptone broth-based nutrient medium.

технологиякуриные эмбрионынепищевое сырьепитательная средаферментативный гидролизатферментативный гидролизtechnologychick embryosnon-food raw materialsgrowth mediumenzymatic hydrolysateenzymatic hydrolysisReferencesТелишевская ЛЯ. Белковые гидролизаты: получение, состав, применение. М.: Аграр. наука; 2000.Telishevskaya LYa. Protein hydrolysates: preparation, composition, application. Moscow: Agrar. nauka; 2000 (In Russ.)Суханова СМ, Захарова НЕ. Питательные среды в практике микробиологических исследований (Гл. 8). В кн.: Лабинская АС, Волина ЕГ, ред. Руководство по медицинской микробиологии. Кн. 1. Общая и санитарная микробиология. М.: Бином; 2008. С. 221–54.Sukhanova SM, Zakharova NE. Nutrient media in microbiological research practice. In: Labinskaya AS, Volina EG, eds. Guideline on medical microbiology. Bk. 1. General and sanitary microbiology. Moscow: Binom; 2008. P. 221–54 (In Russ.)Ковтун ЮС, Курилова АА, Таран ТВ, Катунина ЛС, Чурикова НВ. Сравнительная оценка потенциальных белковых основ микробиологических сред. Проблемы особо опасных инфекций. 2014;(3):92–5. https://doi.org/10.21055/03701069-2014-3-92-95Kovtun YuS, Kurilova AA, Taran TV, Katunina LS, Churikova NV. Comparative assessment of prospective protein bases for microbiological media. Problemy osobo opasnykh infektsii = Problems of Particularly Dangerous Infections. 2014;(3):92–5 (In Russ.) https://doi.org/10.21055/03701069-2014-3-92-95Калягина СЮ. Создание питательной среды из отходов мясного сырья и оценка ее свойств. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2008;(3):91–3.Kalyagina SYu. Development of growth medium from meat processing waste products and assessment of its properties. Zhurnal mikrobiologii, èpidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2008;(3):91–3 (In Russ.)Филимонова ГВ, Тетерин ВВ, Лещенко АА, Лазыкин АГ, Погорельский ИП, Бирюков ВВ и др. Использование гидролизатов крови крупного рогатого скота, как элементов субстратного питания чумного микроба. Биозащита и биобезопасность. 2014;4:50–2.Filimonova GV, Teterin VV, Leshchenko AA, Lazykin AG, Pogorel’sky IP, Biryukov VV, et al. The use of cattle blood hydrolyzates as the elements of substrate nutrition of plague microbe. Biozashchita i bezopasnost = Biosecurity and Biosafety. 2014;4:50–2 (In Russ.)Коваленко ЕА, Тетерин ВВ, Мохов ДА, Филимонова ГВ, Пермяков РГ, Овсянников ЮС и др. Изучение возможности переработки вторичного сырья убоя птицы в гидролизаты микробиологических сред. Хранение и переработка сельхозсырья. 2015;(7):17–9.Kovalenko EA, Teterin VV, Mokhov DA, Filimonova GV, Permyakov RG, Ovsyannikov YuS, et al. Exploring the possibillity of recycling secondary materials of poultry slaughtering into hydrolysates of microbiological culture medias. Khraneniye i pererabotka sel’khozsyr’ya = Storage and Processing of Farm Products. 2015;7:17–9 (In Russ.)Никифоров АК, Антонычева МВ, Волох ОА, Еремин СА, Киреев МН, Жулидов ИМ и др. Разработка питательных сред на основе непищевого сырья для глубинного культивирования штаммов холерного вибриона. Проблемы особо опасных инфекций. 2015;1:85–8. https://doi.org/10.21055/0370-1069-2015-1-85-88Nikiforov AK, Antonycheva MV, Volokh OA, Eremin SA, Kireev MN, Zhulidov IM, et al. Development of food-raw-material-based nutrient media for submerged cultivativation of cholera vibrio strains. Problemy osobo opasnykh infektsii = Problems of Particularly Dangerous Infections. 2015;(1):85–8 (In Russ.) https://doi.org/10.21055/0370-1069-2015-1-85-88Гостищева СЕ, Катунина ЛС, Курилова АА, Абзаева НВ, Ковтун ЮС, Жаринова НВ и др. Применение плотной питательной среды на основе гидролизата кукурузного экстракта сгущенного в производстве вакцины чумной живой и для хранения вирулентных штаммов чумного микроба. Проблемы особо опасных инфекций. 2018;1:75–8. https://doi.org/10.21055/03701069-2018-1-75-78Gostishcheva SE, Katunina LS, Kurilova AA, Abzaeva NV, Kovtun YuS, Zharinova NV, et al. Usage of solid medium on the basis of corn-steep extract hydrolysate in manufacturing of live plague vaccine and for plague agent preservation. Problemy osobo opasnykh infektsii = Problems of Particularly Dangerous Infections. 2018;(1):75–8 (In Russ.) https://doi.org/10.21055/03701069-2018-1-75-78Курилова АА, Таран ТВ, Катунина ЛС, Головнева СИ. Разработка питательных сред из растительного сырья для культивирования возбудителей особо опасных инфекций. Проблемы особо опасных инфекций. 2009;3(101):66–8. https://doi.org/10.21055/03701069-2009-3(101)-66-68Kurilova AA, Taran TV, Katunina LS, Golovneva SL. Development of nutrient media out of vegetable material for culturing particularly dangerous infections agents. Problemy osobo opasnykh infektsii = Problems of Particularly Dangerous Infections. 2009;3(101):66–8 (In Russ.) https://doi.org/10.21055/03701069-2009-3(101)-66-68Велямов МТ, Кенжеева ЖК, Кашаганова ЖА. Использование питательной среды из ферментативного гидролизата некондиционных куриных яиц для культивирования производственных штаммов на предприятиях. Международный журнал экспериментального образования. 2015;(3-1):86–9. http://expeducation.ru/ru/article/view?id=6707Velyamov MT, Kenzheyeva ZhK, Kashaganova ZhA. The use of a nutrient medium from the enzymatic hydrolysate of substandard chicken eggs for the cultivation of production strains at enterprises. Mezhdunarodnyy zhurnal eksperimental’nogo obrazovaniya = International Journal of Experimental Education. 2015;3(3-1):86–9 (In Russ.) http://expeducation.ru/ru/article/view?id=6707Овсянников ЮС, Коваленко ЕА, Филимонова ГВ, Лещенко АА, Погорельский ИП, Лазыкин АГ и др. Использование гидролизатов отработанных куриных эмбрионов как основы микробиологических сред. Хранение и переработка сельхозсырья. 2015;(11):45–8.Ovsyannikov YuS, Kovalenko EA, Filimonova GV, Leshchenko AA, Pogorel’sky IP, Lazykin AG, et al. The use of hydrolyzates of waste chicken embryos as the basis for microbiological media. Khraneniye i pererabotka sel’khozsyr’ya = Storage and Processing of Farm Products. 2015;(11):45–8 (In Russ.)Овсянников ЮС, Филимонова ГВ, Коваленко ЕА, Лещенко АА, Погорельский ИП, Лазыкин АГ. Перспективы использования отработанных куриных эмбрионов для получения микробиологических питательных сред. Хранение и переработка сельхозсырья. 2016;(5):37–41.Ovsyannikov YuS, Filimonova GV, Kovalenko EA, Leshchenko AA, Pogorel’sky IP, Lazykin AG. Perspectives of using of waste chicken embryos for microbiological nutrient media. Khraneniye i pererabotka sel’khozsyr’ya = Storage and Processing of Farm Products. 2016;(5):37–41 (In Russ.)Поляк МС, Сухаревич ВИ, Сухаревич МЭ. Питательные среды для медицинской микробиологии. СПб.: НИЦФ; 2003.Polyak MS, Sukharevich VI, Sukharevich ME. Nutrient media for medical microbiology. St. Petersburg: RCPH; 2003 (In Russ.)Шепелин АП, Дятлов ИА. Питательные среды для энтеробактерий. М.: Династия; 2017.Shepelin AP, Dyatlov IA. Nutrient media for enterobacteria. Moscow: Dinastia; 2017 (In Russ.)Ковтун ЮС, Курилова АА, Катунина ЛС, Василенко ЕИ. Сравнительная оценка белковых гидролизатов при разработке на их основе питательной среды для культивирования бруцелл. Проблемы особо опасных инфекций. 2016;(4):93–7. https://doi.org/10.21055/03701069-2016-4-93-97Kovtun YuS, Kurilova AA, Katunina LS, Vasilenko EI. Comparative evaluation of protein hydrolysates in the process of constructing based on them nutrient medium for brucella cultivating. Problemy osobo opasnykh infektsii = Problems of Particularly Dangerous Infections. 2016;(4):93–7 (In Russ.) https://doi.org/10.21055/03701069-2016-4-93-97Максимюк НН, Марьяновская ЮВ. О преимуществах ферментативного способа получения белковых гидролизатов. Фундаментальные исследования. 2009;(1):34–5.Maksimyuk NN, Mar’yanovskaya YuV. About the advantages of the enzymatic method for obtaining protein hydrolysates. Fundamental’nyye issledovaniya = Fundamental Research. 2009;(1):34–5 (In Russ.)Зедгинидзе ИГ. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.: Наука; 1976.Zedginidze IG. Planning an experiment for the study of multicomponent systems. Moscow: Nauka; 1976 (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.