МАТЕМАТИЧНИЙ АНАЛІЗ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ СКЛАДУ ПОЖИВНОГО СЕРЕДОВИЩА ДЛЯ ШТАМУ LACTOBACILLUS PLANTARUM ONU87
Дата
2013
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Мета. Оптимізація складу поживного середовища для культивування молочнокислих бактерій штаму L. plantarum ONU87 з одночасним вивченням впливу компонентів різних поживних середовищ на ростові характеристики і антагоністичну активність цих бактерій. Методи. Антагоністичну активність штаму L. plantarum ONU87 по відношенню до Rhizobium radiobacter С58 in vitro визначали методом подвійних агарових шарів. Титр агробактерій визначали методом серійних розведень з наступним висівом на щільне середовище MRS. Оцінку впливу кожного чинника поживного середовища на показники, що перевіряли,здійснювали за допомогою неповної регресійної моделі. Оптимізація середовища базувалася на плануванні з використанням центрального композиційного ортогонального експерименту. Параметром оптимізації слугував показник концентрації бактерій. Результати. У результаті проведених досліджень встановлено, що на накопичення бактерій та їх антагоністичну активність впливають склад компонентів поживних середовищ та їх співвідношення, що було показано у одержаних математичних моделях. Кінцевим результатом проведених досліджень є поживне середовище OLB (глюкоза — 22,5 г/л, пептон — 8,5 г/л, дріжджовий екстракт —4,5 г/л, K2HPO4— 6,0 г/л, Na цитрат — 2,0 г/л, CH3COONax3H2O — 25,0 г/л, MgSO4 — 0,2 г/л, MnSO4 — 0,2 г/л та Fe SO4 —0,05 г/л), за росту на якому концентрація лактобактерій у стаціонарній фазі росту зросла до 3,5±0,1х1010 кл/ мл. Висновки. Математичне планування експерименту дозволило при незначній зміні кількісного складу поживного середовища значно збільшити накопичення біомаси.
Цель. Целью данной работы была оптимизация состава питательной среды для культивирования штамма молочнокислых бактерий L. plantarum ONU87 с одновременным изучением влияния компонентов различных питательных сред на ростовые характеристики и антагонистическую активность этих бактерий. Методы. Антагонистическую активность штамма лактобацилл относительно Rhizobium radiobacter C58 in vitro определяли методом двойных агаровых слоев. Титр агро-бактерий определяли методом серийных разведений с последующим высевом на плотную среду MRS. Оценку влияния каждого фактора питательных сред на исследуемые показатели проводили с помощью не-полной регрессионной модели. Оптимизация среды проведена с использованием центрального композиционного ортогонального эксперимента. Параметром оптимизации служил показатель концентрации бактерий. Результаты. В результате проведенных исследований показано, что на накопление бактерий и их антагонистическую активность влияет состав компонентов питательных сред и их соотношение, что было доказано с помощью полученных математических моделей. Конечным результатом проведенных исследований являлась питательная среда OLB (глюкоза — 22,5 г/л, пептон — 8,5 г/л, дрожжевой экстракт — 4,5 г/л, K2HPO4 — 6,0 г/л, Na цитрат — 2,0 г/л, CH3COONa х 3H2O — 25,0 г/л, MgSO4 — 0,2 г/л, MnSO4 — 0,2 г/л и FeSO4 0,05 г/л), при росте на которой концентрация лактобактерий в стационарной стадии роста возросла до 3,51±0,10х1010 кл/мл. Выводы. Математическое планирование эксперимента позволило при незначительном изменении количественного состава питательной среды, значительно увеличить накопление биомассы.
Aim. The aim of this work was to optimize the composition of the nutrient medium for cultivation the strain L. plantarum ONU87 of lactic acid bacteria while studying the impact of various components of culture media on the growth characteristics and antagonistic activity of these bacteria. Methods. The antagonistic activity of the strain L. plantarum ONU87 relatively to Rhizobium radiobacter C58 in vitro was determined by the double agar layer. The titer was determined by method of serial delutions of Rhizobium radiobacter C58 followed by plating on solid medium MRS. Methodological basis for the work were well-known methods, which allowed determine the quantitative values of the index CFU/ml and antagonistic activity. Assess the impact of each factor of the growth media on verifiable indicators was performed using the partial regression model. Optimization of culture medium was performed using the central composite orthogonal design. The indicator of bacterial concentration served as a parameter opti¬mization. Results. The studies show that the accumulation of bacteria and their antagonistic activity depends on the components of culture media and their relationship, which was proved by mathematical models. The final result of the research was the new culture medium — OLB (glucose — 22.5 g/l, peptone — 8.5 g/l, yeast extract — 4.5 g/l, K2HPO4 — 6.0 g/l, Na citrate — 2.0 g/l, CH3COONa x 3H2O — 25.0 g/l, MgSO4 — 0.2 g/l, MnSO4 — 0.2 g/l FeSO4 — 0.05 g/l) by using it the concentration of lactic acid bacteria in the stationary phase of growth increased to 3.51±0.10xl010 CFU/ml. Conclu¬sion. It has been shown that the mathematical design of the experiments, allows with little change in the quantitative composition of the culture medium, significantly increase the accumulation of biomass.
Цель. Целью данной работы была оптимизация состава питательной среды для культивирования штамма молочнокислых бактерий L. plantarum ONU87 с одновременным изучением влияния компонентов различных питательных сред на ростовые характеристики и антагонистическую активность этих бактерий. Методы. Антагонистическую активность штамма лактобацилл относительно Rhizobium radiobacter C58 in vitro определяли методом двойных агаровых слоев. Титр агро-бактерий определяли методом серийных разведений с последующим высевом на плотную среду MRS. Оценку влияния каждого фактора питательных сред на исследуемые показатели проводили с помощью не-полной регрессионной модели. Оптимизация среды проведена с использованием центрального композиционного ортогонального эксперимента. Параметром оптимизации служил показатель концентрации бактерий. Результаты. В результате проведенных исследований показано, что на накопление бактерий и их антагонистическую активность влияет состав компонентов питательных сред и их соотношение, что было доказано с помощью полученных математических моделей. Конечным результатом проведенных исследований являлась питательная среда OLB (глюкоза — 22,5 г/л, пептон — 8,5 г/л, дрожжевой экстракт — 4,5 г/л, K2HPO4 — 6,0 г/л, Na цитрат — 2,0 г/л, CH3COONa х 3H2O — 25,0 г/л, MgSO4 — 0,2 г/л, MnSO4 — 0,2 г/л и FeSO4 0,05 г/л), при росте на которой концентрация лактобактерий в стационарной стадии роста возросла до 3,51±0,10х1010 кл/мл. Выводы. Математическое планирование эксперимента позволило при незначительном изменении количественного состава питательной среды, значительно увеличить накопление биомассы.
Aim. The aim of this work was to optimize the composition of the nutrient medium for cultivation the strain L. plantarum ONU87 of lactic acid bacteria while studying the impact of various components of culture media on the growth characteristics and antagonistic activity of these bacteria. Methods. The antagonistic activity of the strain L. plantarum ONU87 relatively to Rhizobium radiobacter C58 in vitro was determined by the double agar layer. The titer was determined by method of serial delutions of Rhizobium radiobacter C58 followed by plating on solid medium MRS. Methodological basis for the work were well-known methods, which allowed determine the quantitative values of the index CFU/ml and antagonistic activity. Assess the impact of each factor of the growth media on verifiable indicators was performed using the partial regression model. Optimization of culture medium was performed using the central composite orthogonal design. The indicator of bacterial concentration served as a parameter opti¬mization. Results. The studies show that the accumulation of bacteria and their antagonistic activity depends on the components of culture media and their relationship, which was proved by mathematical models. The final result of the research was the new culture medium — OLB (glucose — 22.5 g/l, peptone — 8.5 g/l, yeast extract — 4.5 g/l, K2HPO4 — 6.0 g/l, Na citrate — 2.0 g/l, CH3COONa x 3H2O — 25.0 g/l, MgSO4 — 0.2 g/l, MnSO4 — 0.2 g/l FeSO4 — 0.05 g/l) by using it the concentration of lactic acid bacteria in the stationary phase of growth increased to 3.51±0.10xl010 CFU/ml. Conclu¬sion. It has been shown that the mathematical design of the experiments, allows with little change in the quantitative composition of the culture medium, significantly increase the accumulation of biomass.
Опис
Мікробіологія і біотехнологія = Microbiology & Biotechnology/ ОНУ імені І. І. Мечникова.
Ключові слова
Lactobacillus plantarum, антагоністична активність до Rhizobium radiobacter, оптимізація поживного середовища, математична модель, коефіцієнт регресії, центральний композиційний ортогональний експеримент, Lactobacillus plantarum, антагонистическая активность к Rhizobium radiobacter, оптимизация питательной среды, математическая модель, коэффициент регрессии, центральный композиционный ортогональный эксперимент, Lactobacillus plantarum, culture media, antagonistic activity, optimization, the mathematical model, the regression coefficients, the central composite orthogonal design
Бібліографічний опис
Мікробіологія і Біотехнологія = Microbiology & Biotechnology