The Role of Postbiotic Composition in the Growth Stimulating of Bifidobacteria

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction: Probiotic microorganisms are known to increase the biological value of foods, reduce cholesterol levels, positively affect the immune system, prevent intestinal infections and diarrhea associated with antibiotics, reduce symptoms of lactose intolerance, etc. These positive effects depend on the properties of the probiotic strain. The metabolic products of probiotic microorganisms are also capable of having a positive effect on the human body. The metabolic complexes secreted by probiotic bacteria are characterized by high digestibility and resistance to environmental conditions and can potentially be used along with probiotic microorganisms.Purpose: To study. the possible effect of different concentrations of the postbiotic composition on enhancing the biological properties of the product, in particular, its ability to stimulate the growth of bifidobacteria.Materials and Methods: As objects of research, a fermented milk product based on a probiotic association consisting of Lactococcus cremoris 241C, Lactocaseibacillus rhamnosus F, Propionibacterium shermanii E2, developed using a postbiotic complex (PC) in concentrations of 0.5 and 0.01%, was used. In the study of the ability to stimulate the growth of bifidobacteria, a strain of Bifidobacterium adolescentis MS–42 from the collection of FGANU «VNIMI» was used as a control culture. The studies were carried out on the GMC 2 medium and a probiotic fermented milk product developed on sterile skimmed milk. The effect of two PC concentrations (0.5 and 0.01%) on stimulating the growth of bifidobacteria in experimental samples after 8 and 24 hours of incubation was studied.Results: The positive effect of PC at a concentration of 0.01% on the growth of bifidobacteria was confirmed. The absence of a stimulating effect of PC in a concentration of 0.5% may be due to inhibition by acetic acid - the final productConclusion: The data obtained allow us to confirm the increase in the biological effectiveness of a fermented milk product with a postbiotic complex in relation to stimulating the growth of bifidobacteria, and recommend it as an additive to the biotechnological system at a concentration of 0.01%.

About the authors

Anastasia Yuryevna Kolokolova

All-Russian Dairy Research Institute

Author for correspondence.
Email: a_kolokolova@vnimi.org
ORCID iD: 0000-0002-9816-1720
SPIN-code: 2176-7410

Svetlana Anatolyevna Kishilova

All-Russian Dairy Research Institute

Email: s_kishilova@vnimi.org
ORCID iD: 0009-0000-9498-4757

Irina Vladimirovna Rozhkova

All-Russian Dairy Research Institute

Email: i_rozhkova@vnimi.org
ORCID iD: 0000-0003-4441-4515

Vera Anatolyevna Mitrova

All-Russian Dairy Research Institute

Email: v_mitrova@vnimi.org
ORCID iD: 0009-0004-6826-988X

References

  1. Агаркова, Е.Ю., Кручинин, А.Г., & Рязанцева, К.А. (2016). Современные технологические подходы к обогащению молочных продуктов. Инновационные технологии обогащения молочной продукции (теория и практика). Москва: Франтера.
  2. Бегунова, А.В. (2022). Биологически активные метаболиты молочнокислых бактерий. Пищевая промышленность, 6, 21-25. https://doi.org/10.37442/fme.2023.3.28
  3. Бегунова, А.В., & Жижин, Н.А. (2022). Оценка потенциала пропионовокислых бактерий для получения постбиотиков. Хранение и переработка сельхозсырья, (4), 105-112. https://doi.org/10.36107/spfp.2022.356
  4. Бегунова, А.В., & Жижин, Н.А. (2023). Характеристика метаболитного комплекса, продуцируемого L. reuteri LR1. Food Metaengineering, 1(3), 11-20. https://doi.org/10.37442/fme.2023.3.28
  5. Валышев, А. В., & Головченко, В. В. (2012). Пребиотическая активность пектинов и их производных. Бюллетень Оренбургского научного центра УРО РАН, (3), 5.
  6. Зобкова, З.С., Кондратенко, В.В., Пряничникова, Н.С., Зенина, Д.В., & Коровина, Н.С. (2023). Разработка и адаптация прогностической модели полнофакторной оптимизации технологического процесса производства пробиотического кисломолочного продукта. Food Metaengineering, 1(4), 48-56. https://doi.org/10.37442/fme.2023.4.30
  7. Комарова, О. Н., & Данилова А. И. (2023). Ферментация молочной основы с естественным образованием олигосахаридов грудного молока – новые возможности в адаптации детских смесей. Лечащий Врач, 9(26), 50-56. https://doi.org/10.51793/OS.2023.26.9.006
  8. Олескин, А. В., & Шендеров, Б. А. (2020). Пробиотики, психобиотики и метабиотики: проблемы и перспективы. Физическая и реабилитационная медицина. Медицинская реабилитация, 3, 233–243. https://doi.org/10.36425/rehab25811
  9. Кайбышева, В. О., & Никонов, Е. Л. (2019). Пробиотики с позиции доказательной медицины. Доказательная гастроэнтерология, 8(3), 45-54. https://doi.org/10.17116/dokgastro2019803145
  10. Рожкова, И. В., Бегунова, А. В., & Крысанова, Ю. И. (2021). Создание кисломолочного продукта с использованием ассоциации пробиотических культур. Пищевая промышленность, 8, 36-39.
  11. Хавкин, А. В., & Ковтун, Т. А. (2021). Кисломолочные пробиотические продукты - пища или лекарство? Вопросы детской диетологии, 19(3), 58-69.
  12. Чистяков, В. А., Празднова, Е. В., Денисенко, Ю. В., Стаценко, В. Н., Матросова, С. В., & Кучко, Т. Ю. (2023). Постбиотики: новая группа биопрепаратов. Живые и биокосные системы, (45), 1-24. https://doi.org/10.18522/2308-9709-2023-46-1
  13. Рябцева, С. А., Храмцов, А. Г., Шпак, М. А., Лодыгин, А. Д., Анисимов, Г. С., Сазанова, С. Н., & Табакова, Ю. А. (2023). Биотехнология производства лактулозы: прогресс, проблемы, перспективы. Техника и технология производные пищевых продуктов, 53(1), 97-122. https://doi.org/10.24411/0042-8833-20-10012
  14. Разгуляева, О. И., & Мезенова, О. Я. (2016). Роль бифидобактерий в кисломолочных продуктах геродиетического назначения. Вестник молодежной науки, 4(6), 6.
  15. Шендеров, Б. А. (2017). Метабиотики - новая технология профилактики заболеваний, связанных с микроэкологическим дисбалансом человека. Вестник восстановительной медицины, 4(80), 40.
  16. Abd El-Ghany, W.A. (2020). Paraprobiotics and postbiotics: Contemporary and promising natural antibiotics alternatives and their applications in the poultry field. Open Veterinary Journal 10(3), 323-330. https://doi.org/10.4314/ovj.v10i3.11
  17. Aggarwal, S., Sabharwal, V., Kaushik, P., Joshi, A., Aayushi, A., & Suri, M. (2022). Postbiotics: from emerging concept to application. Frontiers in Sustainable Food Systems, 6. https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.887642
  18. Aguilar-Toalá, J. E., Garcia-Valera, R., Garcia, H., & Mata-Haro, V. (2018). Postbiotics: An evolving term within the functional foods field. Trends in Food Science & Technology, 75, 105-114. http://dx.doi.org/10.1002/mnfr.202000188
  19. Ali, M.A., Kamal, M.M., Rahman, M.H., Siddiqui, M.N., Haque, M.A., Saha, K.K., & Rahman, M.A. (2022). Functional dairy products as a source of bioactive peptides and probiotics: Current trends and future prospectives. Journal of Food Science and Technology, 59(4), 1263-1279. https://doi.org/10.1007/s13197-021-05091-8
  20. Compare, D., Rocco, A., Coccoli, P., Angrisani, D., Sgamato, C., & Iovine, B. (2017). Lactobacillus casei DG and its postbiotic reduce the infammatory mucosal response: An ex-vivo organ culture model of post-infectious irritable bowel syndrome. BMC Gastroenterology, 17(1), 53. http://dx.doi.org/10.1186/s12876-017-0605-x
  21. Cuevas-González, P.F., Liceaga, A.M., &Aguilar-Toalá, J.E. (2020). Postbiotics and paraprobiotics: From concepts to applications. Food Research International, 136, 109502. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109502
  22. Gareau M. G., Sherman P. M., & Walker W. A. (2010). Probiotics and the gut microbiota in intestinal health and disease. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 7(9), 503-514. http://dx.doi.org/10.1038/nrgastro.2010.117
  23. Giorgetti, G., Brandimarte, G., Fabiocchi, F., Ricci, S., Flamini, P., Sandri, G., Trotta, M.C., Elisei, W., Penna S., & Islam, S. U. (2016). Clinical uses of probiotics. Medicine, 95(5), 1-5. http://dx.doi.org/10.1097/MD.0000000000002658
  24. LeBlanc, J.G., Milani, C., de Giori, G.S., Sesma, F., van Sinderen, D., & Ventura, M. (2013). Bacteria as vitamin suppliers to their host: a gut microbiota perspective. Current Оpinion in Biotechnology, 24(2), 160-168. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2012.08.005
  25. Malagón-Rojas, J.N. Mantziari, A., Salminen, S., & Szajewska, H. (2020). Postbiotics for preventing and treating common infectious diseases in children: A systematic review. Nutrients, 12, 389. https://doi.org/10.3390/nu12020389
  26. Martín, R., & Langella, P. (2019). Emerging health concepts in the probiotics feld: Streamlining the defnitions. Frontiers in Microbiology, 10. http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2019.01047
  27. Mayorgas, A., Dotti, I., & Salas, A. (2021). Microbial metabolites, postbiotics, and intestinal epithelial function. Molecular Nutrition & Food Research, 65(5), 2000188. https://doi.org/10.1002/mnfr.202000188
  28. Nataraj, B.H., Ali, S.A., Behare, P.V., &Yadav, H. (2020). Postbiotics-parabiotics: The new horizons in microbial biotherapy and functional foods. Microbial Cell Factories, 19(1), 168. https://doi.org/10.1186/s12934-020-01426-w
  29. Oelschlaeger, T. A. (2010). Mechanisms of probiotic actions–a review. International Journal of Medical Microbiology, 300(1), 57-62. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmm.2009.08.005
  30. Rozhkova, I.V., Yurova, E.A., & Leonova, V.A. (2023). Evaluation of the amino acid composition and content of organic acids of complex postbiotic substances obtained based on metabolites of probiotic bacteria Lacticaseibacillus paracasei ABK and Lactobacillus helveticus H9. Fermentation, 9(5), 460. https://doi.org/10.3390/fermentation9050460
  31. Saulnier, D.M., Santos, F., Roos, S., Mistretta, T.A., Spinler, J.K., Molenaar, D., Teusink, B., & Versalovic, J. (2011). Exploring metabolic pathway reconstruction and genome-wide expression profiling in Lactobacillus reuteri to define functional probiotic features. PloS One, 6(4), 183-187. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0018783
  32. Salminen, S., Collado, M.C., Endo, A., Hill, C., Lebeer, S., Quigley, E.M., Sanders, M.E., Shamir, R., Swann, J.R., Szajewska, H., & Vinderola, G. (2021). The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 18(9), 649-667. https://doi.org/10.1038/s41575-021-00440-6
  33. Szydłowska, A., & Sionek, B. (2022). Probiotics and postbiotics as the functional food components affecting the immune response. Microorganisms, 11(1), 104. https://doi.org/10.3390/микроорганизмы11010104
  34. Teame, T., Wang, A., Xie, M., Zhang, Z., Yang, Y., Ding, Q., Gao, C., Olsen, R.E., Ran, C., & Zhou, Z. (2020). Paraprobiotics and postbiotics of probiotic Lactobacilli, their positive effects on the host and action mechanisms. Front Nut, (7), 570344. https://doi.org/10.3389/fnut.2020.570344

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».