Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens
Разработаны этапы технологического процесса лиофилизации споровой культуры Streptomyces aureofaciens на агаровых пластинках, обеспечивающего высокую сохранность лиофилизированных микробных клеток как после сублимационного высушивания так и после их последующего хранения в условиях гипотермии в течен...
Saved in:
| Published in: | Проблемы криобиологии и криомедицины |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69053 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens / А.Е. Ананьина, А.А. Цуцаева, Л.М. Балыбердина, И.Г. Гриша, А.В. Щеглов // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 4. — С. 404-406. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859827725433307136 |
|---|---|
| author | Ананьина, А.Е. Цуцаева, А.А. Балыбердина, Л.М. Гриша, И.Г. Щеглов, А.В. |
| author_facet | Ананьина, А.Е. Цуцаева, А.А. Балыбердина, Л.М. Гриша, И.Г. Щеглов, А.В. |
| citation_txt | Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens / А.Е. Ананьина, А.А. Цуцаева, Л.М. Балыбердина, И.Г. Гриша, А.В. Щеглов // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 4. — С. 404-406. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы криобиологии и криомедицины |
| description | Разработаны этапы технологического процесса лиофилизации споровой культуры Streptomyces aureofaciens на агаровых пластинках, обеспечивающего высокую сохранность лиофилизированных микробных клеток как после сублимационного высушивания так и после их последующего хранения в условиях гипотермии в течение 4-х лет.
Розроблено етапи технологічного процесу ліофілізації спорової культури Streptomyces aureofaciens на агарових пластинках, який забезпечує високу збереженість ліофілізованих мікробних клітин як після сублімаційного висушування, так і після їх зберігання в умовах гіпотермії протягом 4-х років.
The stages of technological process of lyophilization of spore cultures, Streptomyces aurefaciens on agar plates providing a high integrity of lyophilized microbe cells both after freeze-drying and after their following storage under hypothermia conditions for 4 years have been developed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:30:39Z |
| format | Article |
| fulltext |
404 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 18, 2008, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 18, 2008, №4
УДК 57.086.132;246.4
А.Е. АНАНЬИНА*, А.А. ЦУЦАЕВА , Л.М. БАЛЫБЕРДИНА, И.Г. ГРИША, А.В. ЩЕГЛОВ
Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens
UDC 57.086.132;246.4
A.YE. ANANYINA*, A.A. TSUTSAYEVA , L.M. BALYBERDINA, I.G. GRISHA, A.V. SHCHEGLOV
Freeze-Drying of Streptomyces aureofaciens Endospore Culture
Разработаны этапы технологического процесса лиофилизации споровой культуры Streptomyces aureofaciens на агаровых
пластинках, обеспечивающего высокую сохранность лиофилизированных микробных клеток как после сублимационного
высушивания так и после их последующего хранения в условиях гипотермии в течение 4-х лет.
Ключевые слова: стрептомицеты, лиофилизация, агаровые пластинки, жизнеспособность.
Розроблено етапи технологічного процесу ліофілізації спорової культури Streptomyces aureofaciens на агарових пластинках,
який забезпечує високу збереженість ліофілізованих мікробних клітин як після сублімаційного висушування, так і після їх
зберігання в умовах гіпотермії протягом 4-х років.
Ключові слова: стрептоміцети, ліофілізація, агарові пластинки, життєздатність.
The stages of technological process of lyophilization of spore cultures, Streptomyces aurefaciens on agar plates providing a high
integrity of lyophilized microbe cells both after freeze-drying and after their following storage under hypothermia conditions for 4
years have been developed.
Key-words: streptomyces, lyophilization, agar plates, viability.
В последнее время отмечается повышенный
интерес к проблеме консервирования и долгосроч-
ного хранения микроорганизмов, используемых на
этапах производства биологически активных ве-
ществ, которые находят применение в сельском
хозяйстве, ветеринарии и медицине [2, 6, 10, 13].
Одной из важных задач биотехнологии является
разработка эффективных методов долгосрочного
хранения промышленных штаммов микроорганиз-
мов без изменения их исходных свойств. Эти
методы служат основой для обеспечения работы
коллекций и банков микроорганизмов [13, 15].
Наиболее перспективным методом консервиро-
вания и долгосрочного хранения является лиофи-
лизация. Метод удобен для транспортировки био-
логических объектов [1, 2, 6]. Эффективность лио-
филизации зависит от ряда факторов, в результате
чего могут индуцироваться повреждения, приводя-
щие к потере жизнеспособности и продуктивной
активности микроорганизмов [8, 11, 12].
Цель исследования – разработка этапов техно-
логического процесса лиофилизации споровой куль-
туры Streptomyces aureofaciens, обеспечивающих
максимальную сохранность этого микроорганизма.
Материалы и методы
Объектом исследования был производственный
штамм Streptomyces aureofaciens − продуцент
антибиотика хлортетрациклина, полученный из
центральной лаборатории завода антибиотиков
(г. Новоград-Волынский).
Споровую культуру выращивали в течение 14
суток при температуре 28°С на скошенной агаризо-
ванной регламентной среде следующего состава:
экстракт кукурузный − 10,0; крахмал картофель-
ный − 20,0; KH2PO4 − 0,2; (NH4)2HPO4−0,4; MgSO4−
0,025; CaCO3−0,1; агар-агар; вода дистиллирован-
ная до 1 л. При подготовке образцов споровой
культуры к лиофилизации агаровые пластинки с
микробными клетками толщиной 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и
2,5 мм снимали со скошенной агаризованной
регламентной питательной среды острым шпате-
лем, затем их помещали на дно пенициллиновых
флаконов. Флаконы с агаровыми пластинками
ставили в металлические кассеты, которые разме-
щали на полках установки замораживания-высу-
шивания УЗВ-2 (производство СКТБ с ОП
ИПКиК НАН Украины, Харьков). Образцы
замораживали со скоростью 1; 2 и 3°С/мин до
начальной температуры высушивания –10; –15 и
–20°С и сублимировали при остаточном давлении
в камере установки замораживания-высушивания
1,33 Па. После окончания высушивания флаконы
с лиофилизированными микроорганизмами закупо-
ривали резиновыми пробками в атмосфере сухого
азота, завальцовывали металлическими колпач-
ками, заливали парафином и хранили в условиях
гипотермии (4°С). Остаточную влажность образ-
* Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:
ул. Переяславская, 23, г. Харьков, Украина 61015; тел.:+38
(057) 373-31-26, факс: +38 (057) 373-30-84, электронная почта:
cryo@online.kharkov.ua
Институт проблем криобиологии и криомедицины
НАН Украины, г. Харьков
* To whom correspondence should be addressed: 23,
Pereyaslavskaya str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 373
3126, fax: +380 57 373 3084, e-mail:cryo@online.kharkov.ua
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
405 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 18, 2008, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 18, 2008, №4
цов после лиофилизации определяли методом [4].
Регидратацию лиофилизированных образцов про-
водили путем добавления дистиллированной воды
в течение 10–15 мин c последующим высевом на
твердую питательную среду. Жизнеспособность
микробной культуры оценивали по количеству
сформировавшихся макроколоний на агаризован-
ной регламентной питательной среде в течение 14
суток при температуре 28°С [9].
Антибиотическую активность определяли био-
логическим методом диффузии в агар с использо-
ванием тест-культуры Bac. subtilis, штамм 720
[3, 7].
Статистическую обработку результатов выпол-
няли по методу Стьюдента-Фишера, достоверность
различий получена на уровне значимости 0,95 [11, 12].
Результаты и обсуждение
Разработка методов лиофилизации микроорга-
низмов включает несколько этапов: заморажи-
вание, сублимация и регидратация. Сохранность
морфофункциональных свойств микроорганизмов
зависит от ряда факторов: подбор защитных сред,
показателей начальной температуры высушивания,
остаточной влажности лиофилизированных образ-
цов, а также от условий хранения [13, 15]. При раз-
работке нашего метода сублимационного высуши-
вания образцы споровой культуры отличались тем,
что представляли собой агаровые пластинки со
спорами микробной культуры на поверхности ага-
ризованной среды, поэтому на сохранность мик-
робных клеток и длительность процесса лиофили-
зации влияет также толщина агаровых пластинок.
В результате проведенных исследований было
установлено, что защитной средой может быть
регламентная агаризованная питательная среда,
используемая для выращивания споровой культу-
ры S. aureofaciens.
Образцы замораживали со скоростями: 1; 2 и
3°С/мин. При этом длительность лиофилизации
составляла 60 мин независимо от скорости замора-
живания. Данные проведенных исследований
представлены в табл. 1.
При замораживании образцов споровой культу-
ры S. aureofaciens со скоростями охлаждения 1 и
3°С/мин наблюдалось незначительное снижение
количества жизнеспособных клеток. Наиболее
высокий процент колониеобразующих единиц
отмечался при использовании скорости охлажде-
ния 2°С/мин. Поэтому и была выбрана эта прог-
рамма охлаждения образцов споровой культуры.
При выборе показателей начальной темпера-
туры сушки образцы микробной культуры охлаж-
дали на полке установки замораживания-высуши-
вания до температуры –10; –15 и –20°С (табл. 2).
Установлено, что более низкий показатель на-
чальной температуры сублимации приводит к
удлинению сублимационного процесса, что, в свою
очередь, уменьшает влияние повреждающих фак-
торов лиофилизации.
Еще одним параметром, влияющим на сохран-
ность микробных клеток и длительность процесса
лиофилизации, была толщина агаровых пластинок.
Представленные в табл. 3 данные свидетельст-
вуют о том, что при толщине агаровых пластинок
1,0 мм обеспечивалась наиболее высокая жизне-
способность лиофилизированной споровой культу-
ры S. aureofaciens и время сублимационного про-
цесса было минимальным, при этом оптимальная
остаточная влажность образцов составляла 2,0%.
С учетом всех факторов сублимационного про-
цесса была проведена заключительная серия
экспериментов по разработке способа лиофилиза-
ции споровой культуры S. aureofaciens. В этих экс-
периментах изучали эффективность лиофилизации
в различных защитных средах и на агаровых плас-
тинках (табл. 4).
Данные, представленные в табл. 4, свидетель-
ствуют о том, что после лиофилизации споровой
культуры S. aureofaciens на агаровых пластинках
Таблица 1. Жизнеспособность лиофилизированной
споровой культуры S. aureofaciens после
предварительного замораживания образцов с
различными скоростями охлаждения
Таблица 2. Жизнеспособность споровой культуры
S. aureofaciens после лиофилизации с различной
начальной температурой сублимации
ьтсорокС
ним/С°,яинеджалхо
,ырутьлукйонборкимьтсонбосопсензиЖ
(лм/лк × 01 7)
xS±x %
ьлортноK 42,0±38,5 0,001
1 12,0±71,4 5,17
2 01,0±85,4 6,87
3 41,0±33,4 3,47
яаньлачаН
арутарепмет
,иицамилбус
С°
йонборкимьтсонбосопсензиЖ
,ырутьлук
(лм/лк × 01 7) ьтсоньлетилД
,иицазилифоил
ним
xS±x %
ьлортноK 01,0±69,4 0,001 -
01- 13,0±72,3 9,56 03
51- 41,0±45,3 4,17 54
02- 12,0±88,3 2,87 06
торых параметров процесса лио-
филизации на жизнеспособность
споровой культуры Streptomyces
fradiae ВНИИГ-25А’ // Пробл. крио-
биологии.– 2002.– №2.– С. 26–29.
Bunse T. Steigleder G.K. The preser-
vation of fungal cultures by lyophili-
zation // Mycoses.– 1991.– Vol. 34,
N3–4.– P. 173–176.
Kolkowski J.A., Smith D. Cryopre-
servation and freeze-drying of fungi //
Methods Mol. Biol.– 1995.– Vol. 38,
N2.– P. 49–61.
Perry S.F. Freeze-drying and cryopre-
servation of bacteria // Mol. Biotech-
nol.– 1998.– Vol. 9, N1.– P. 59–64.
Поступила 04.06.2008
кие методы в микробиологических исследованиях.– Л.:
Гос. изд-во мед. лит-ры, 1962.– 180 с.
Бланков Б.И., Клебанов Д.Л. Применение лиофилизации
в микробиологии.– М.: Медгиз, 1961.– 263 с.
Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках.– М.: Высш.
школа. 1986.– С. 157–161.
Криобиология и биотехнология / Под общ. ред. А.А. Цу-
цаевой.– Киев: Наук. думка, 1987. – 216 с.
Луста К.А., Фихте Б.А. Методы определения жизнеспо-
собности микроорганизмов / Под ред. В.К.Ерошина.–
Пущино, 1990.– 186 с.
Опарин Ю.Г. Повреждение и защита биоматериалов при
замораживании и лиофилизации // Биотехнология.–
1996.– №7.– С. 3–13.
Практикум по микробиологии / Под ред. Н.С.Егорова.–
М.: Изд-во МГУ, 1976.– 307 с.
Рубан Е.Л. Хранение культур микроорганизмов //
Прикладная биохимия и микробиология.– 1989.– Т. XXV,
Вып. 3.– С. 291–301.
Цуцаева А.А., Ананьина А.Е. Жизнеспособность споровой
культуры Streptomyces fradiae ВНИИГ-25А’ после
воздействия некоторых факторов процесса лиофи-
лизации // Пробл. криобиологии.– 2004.– №1.– С. 26–30.
Цуцаева А.А., Ананьина А.Е. Изучение влияния неко-
406 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 18, 2008, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 18, 2008, №4
количество жизнеспособных клеток составило
78,6%, при этом антибиотическая активность
микробной культуры была на уровне 71,4% по
сравнению с контролем. В то время сохранность
жизнеспособных клеток, лиофилизированных в
традиционных защитных средах, была достоверно
ниже и не превышала 44,9% с антибиотической
активностью, составляющей 47,1% от контроля.
При изучении влияния хранения лиофилизи-
рованных образцов споровой культуры S. aureofa-
ciens в условиях гипотермии при 4°С было
установлено, что жизнеспособность и антибио-
тическая активность микроорганизмов сохраня-
лись в течение 4-х лет (срок наблюдения) на уровне
40,3–52,7% по сравнению с данными, полученными
после сублимационного высушивания.
Выводы
Установлено, что разработанный способ лио-
филизации споровой культуры S. aureofaciens на
Литература
Ананьина А.Е. Свойства промышленного
штамма Streptomyces fradiae в зависимос-
ти от условий хранения // Пробл. криобио-
логии.– 2001.– №3.– С. 69.
Аркадьева З.А. Факторы, влияющие на
жизнеспособность и свойства микроорга-
низмов при различных методах хранения //
Биологические науки.– 1983.– №4.– С. 93–
105.
Ашмарин И.П., Воробьев А.А. Статистичес-
Таблица 4. Свойства споровой культуры Streptomyces aureofaciens
после лиофилизации в различных защитных средах
агаризованных пластинках позволяет
обеспечить сохранность микробных
клеток с высокой антибиотической
активностью как сразу после лиофи-
лизации, так и в течение длительного
хранения лиофилизированных образ-
цов в условиях гипотермии.
еынтищаЗ
ыдерс
йоннаворизилифоилавтсйовС
ырутьлук
яанчотатсО
%,ьтсонжалв
ьтсоньлетилД
,иицазилифоил
ч
овтсечилоK
хынбосопсензиж
%,котелк
яаксечитоибитнА
%,ьтсонвитка
xS±x xS±x
яанидашоЛ
акторовыс 01,0±85,4 6,87 0,2 6
ызорахас%01
%1+
ыниталеж
21,0±26,3 4,26 6,2 6
еоннерижзебО
околом 01,0±47,2 2,74 8,2 6
аныропС
йоннавозирага
едерс
71,0±25,2 4,34 1,3 1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Таблица 3. Жизнеспособность споровой культуры S. aureofaciens
после лиофилизации
анищлоТ
оговорага
мм,яолс
йонборкимьтсонбосопсензиЖ
,ырутьлук
(лм/лк × 01 7) яанчотатсО
%,ьтсонжалв
ьтсоньлетилД
,иицазилифоил
ним
xS±x %
5,0 41,0±72,4 6,37 5,1 06
0,1 01,0±85,4 6,87 0,2 06
5,1 21,0±26,3 4,26 6,2 09
0,2 01,0±47,2 2,74 8,2 021
5,2 71,0±25,2 4,34 1,3 081
13.
14.
15.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69053 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7673 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:30:39Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ананьина, А.Е. Цуцаева, А.А. Балыбердина, Л.М. Гриша, И.Г. Щеглов, А.В. 2014-10-04T14:40:32Z 2014-10-04T14:40:32Z 2008 Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens / А.Е. Ананьина, А.А. Цуцаева, Л.М. Балыбердина, И.Г. Гриша, А.В. Щеглов // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 4. — С. 404-406. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69053 57.086.132;246.4 Разработаны этапы технологического процесса лиофилизации споровой культуры Streptomyces aureofaciens на агаровых пластинках, обеспечивающего высокую сохранность лиофилизированных микробных клеток как после сублимационного высушивания так и после их последующего хранения в условиях гипотермии в течение 4-х лет. Розроблено етапи технологічного процесу ліофілізації спорової культури Streptomyces aureofaciens на агарових пластинках, який забезпечує високу збереженість ліофілізованих мікробних клітин як після сублімаційного висушування, так і після їх зберігання в умовах гіпотермії протягом 4-х років. The stages of technological process of lyophilization of spore cultures, Streptomyces aurefaciens on agar plates providing a high integrity of lyophilized microbe cells both after freeze-drying and after their following storage under hypothermia conditions for 4 years have been developed. ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии и криомедицины Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens Freeze-Drying of Streptomyces aureofaciens Endospore Culture Article published earlier |
| spellingShingle | Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens Ананьина, А.Е. Цуцаева, А.А. Балыбердина, Л.М. Гриша, И.Г. Щеглов, А.В. Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» |
| title | Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens |
| title_alt | Freeze-Drying of Streptomyces aureofaciens Endospore Culture |
| title_full | Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens |
| title_fullStr | Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens |
| title_full_unstemmed | Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens |
| title_short | Лиофилизация споровой культуры Streptomyces aureofaciens |
| title_sort | лиофилизация споровой культуры streptomyces aureofaciens |
| topic | Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» |
| topic_facet | Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69053 |
| work_keys_str_mv | AT ananʹinaae liofilizaciâsporovoikulʹturystreptomycesaureofaciens AT cucaevaaa liofilizaciâsporovoikulʹturystreptomycesaureofaciens AT balyberdinalm liofilizaciâsporovoikulʹturystreptomycesaureofaciens AT grišaig liofilizaciâsporovoikulʹturystreptomycesaureofaciens AT ŝeglovav liofilizaciâsporovoikulʹturystreptomycesaureofaciens AT ananʹinaae freezedryingofstreptomycesaureofaciensendosporeculture AT cucaevaaa freezedryingofstreptomycesaureofaciensendosporeculture AT balyberdinalm freezedryingofstreptomycesaureofaciensendosporeculture AT grišaig freezedryingofstreptomycesaureofaciensendosporeculture AT ŝeglovav freezedryingofstreptomycesaureofaciensendosporeculture |