Товарів: 0
На суму: 0 грн
Вивчення біологічних властивостей фагів молочнокислих бактерій було пов’язане, перш за все, з необхідністю розробки заходів боротьби з фагом на підприємствах молочної промисловості.
У зв'язку з цим дослідників цікавила активність виділених фагів, спектр антибактеріальної дії, термостабільність та з'ясування оптимальних умов для виживання фагів і перебігу бактеріофагічного процесу. Згодом вивчення біології фагів розширилося і доповнилося відомостями про морфологію фагів, антигенні властивості та основні фази внутрішньоклітинного розвитку.
Біологія фагів молочнокислих бактерій вивчена відносно слабо, і переважна більшість відомостей відноситься до опису фагів молочнокислих стрептококів. Інформація про фаги для паличкоподібних молочнокислих бактерій мізерна і спорадична. Також немає біологічної характеристики фагів, які містяться у вині. Отримані нами дані, наведені нижче, дещо заповнюють цю прогалину [15,17].
Уайтхеду X. і Коксу Г. [197] належить не тільки пріоритет у відкритті явища фагії у молочнокислих бактерій, але й перші відомості про властивості фагів молочнокислих бактерій. Виділені ними фаги характеризувались низькою активністю та були високоспецифічними, лізуючи лише культури, на яких вони були виділені.
Високу специфічність відзначає Яковлєв Д.А. [93] при вивченні фага Str. cremoris, Сербінова Н.І. та Сокольської Є.В. [80] при характеристиці фага на Lact. plantarum, що інфікує виробництво алкоголю, Sandine V. et al. [184] фаги до Str. diacetilactis, Clerk X. та ін. [138], Henning D. et al. [133], Sato Yasushi і Shin Chilnan [185], які виділили з ґрунту фаги, активні проти Str. faecalis. Вірулентний фаг, який викликає лізис Lact, виявився майже видоспецифічним. casei [153].
Рунов Є.В. повідомляє про полівалентні фаги. та ін. [78], Медвинська Л.Ю. [54], Медвинська Л.Ю., Новікова С.І. [52], Гібшман М.Р., Бєлоусова Н.Н. [9], Ніколс К. та ін. [160].
Непомнящая М.Л. та ін. [59] на основі багаторічних спостережень прийшли до висновку, що спектр дії фагів піддається великій варіабельності, але не виходить за межі виду.
Істинно полівалентні фаги, специфічність яких виходить за межі виду, повідомляють Kozak V. et al. [141].
При описі фагів, виділених із вина, вказується вузький спектр літичної дії на бактерії роду Leuconostoc [127, 126, 190, 158].
Спектр антибактеріальної дії є характерною ознакою штамів фагів і зазвичай використовується при їх класифікації, незважаючи на те, що ця характеристика непостійна і може змінюватися в результаті мутації або фенотипової модифікації фага [2].
Наше дослідження спектру літичної дії лактофагів. plantarum (табл. 5.2) показали, що всі три фаги виявилися видоспецифічними, не впливали на штами інших видів і відрізнялися один від одного. Виявлено найбільш чутливі культури, які реагують на всі три фаги [2, 5, 6, 7, 18, 27, 28, 29]
Коли фаги взаємодіяли з найбільш чутливими культурами, виражений лізис спостерігався після 12 годин інкубації. Лише у виняткових випадках (Lp 20/5-6; Lp 20/5-18; Lp 7/4-4) лізис не супроводжувався вторинним ростом; зазвичай на доріжці спостерігався вторинний ріст, швидко посилюється. Часто через 24-48 годин негативні колонії, каламутні або прозорі, з’являються на газоні вторинного росту. При взаємодії фага Lp 20/5 з культурами 7 і 8 вираженого лізису у вигляді треку не спостерігалося; через 24 години на місці доріжки з'явилися окремі прозорі негативні колонії.
Таблиця 5.2
Спектр дії лактофагів. plantarum
Фаги | Види лактобактерій | |||
L. plantarum | L. brevis | L. iermenti | L. buchneri | |
Лп 7/6 | 16/44 | 0/22 | o/i | 0/10 |
Лп 20/5 | 13/44 | 0/33 | 0/1 | 0/10 |
Лп 16/28 | 12/44 | 0/22 | 0/1 | 0/10 |
Фаги характеризуються широким розмаїттям розмірів і форм, тому ці характеристики більш важливі при вивченні фагів, ніж при класифікації бактерій.
Аналіз літератури з морфології фагів молочнокислих стрептококів 1163, 105, 58, 199, 111, 184] показує, що вони досить однорідні. Найчастіше це спермієподібні частинки зі сферичною головкою діаметром 60-70 нм і відростком довжиною 150-160 нм і шириною 20-30 нм.
Фаг Str. creriioris, описані Williamson K. і Berto V., різко відрізнялися за формою і розміром. Його сферична головка діаметром 70-80 нм була з'єднана з довгим хлистоподібним відростком товщиною 15 нм і довжиною 560-610 нм.
Медвинська Л.Ю. [51] показують відмінності між двома типами Str. lactis, що відрізняються всіма своїми властивостями. Діаметр головки фагів 1 типу становив 60 нм, а довжина відростка – 200 нм; фаг типу Р мав розміри 110 нм і 220 нм відповідно.
Митник Л.Г. та ін. [57], вивчаючи помірні та вірулентні фаги молочнокислих стрептококів, відзначає ідентичність їх морфології. Фаги мали головку у вигляді витягнутого багатогранника розміром 46x38 нм, відросток 8x80, що закінчувався базальною пластинкою. Collins E. [107] вказує, що форма і розміри фагів молочнокислих стрептококів подібні до відомих фагів E. coll.
Фаги до молочнокислих паличок були значно різноманітнішими, особливо фаги помірного клімату (табл. 5.3).
Таким чином, згідно з наявними літературними даними, фаги молочнокислих бактерій дуже різноманітні за своєю морфологією. Фаги до молочнокислих стрептококів були менш різноманітними, ніж фаги, специфічні до Lactobacillus.
Стосовно фагів, виділених із вин, Sozzi T. et al. [191] у своїй першій доповіді вказують на 3 морфологічні типи фага: 1) фаг з довгим нескоротливим відростком; дрібні фаги з нескоротливим відростком середньої довжини; 2) дрібні фаги, оточені мукополісахаридним шаром з нерозрізненими капсомерами; 3) маленький фаг з подовженою голівкою і нескоротливим відростком.
Таблиця 5.3
Морфологія фагів молочнокислих бактерій
Автор повідомлення | Назва фага | Форма і розміри голови, нм | Розміри процесу | Інші ознаки |
Клеркс та ін., 1963 [138] | L.casei L.fermenti | 87 х 105 64 х 83 | 21x194 |
|
Клерк та ін., 1965, 1970 [139, 140] | L.fermenti | ікосаедричний 69х72 | 138x148 | базальний |
| L.casei | октаедричні або ікосаедричні 82 | 127 | комір термоусадочна кришка |
Сато Ясуші, Шін Чілнан, 1970 [185] | Sf. | 73x74 | 297 |
|
Матанабе та ін., 1970 | L.casei | ікосаедр 63 | 12,5х275 | в кінці процесу залишається приблизно 55 потоків |
Токіяма Кіоші та ін., 1972 [135] | L. salivarius помірний | шестикутний, 53-60 | коротка процесоподібна структура або її відсутність |
|
| помірний | 52-60 | 5-10 х 152-234 |
|
| помірний | 51х108- 53х110 | 68 х 173-199 |
|
Мак Кей і Болдуін, 1973 [155] | Str.lactis | шестикутник 40 | 6x 180 | коміроподібні |
Кео і | вул. cremoris дефектний | шестикутник 50 | відсутній |
|
Клерк і Г'юго, 1970 | L. acidophilus | сферичні | довго | зменшується корпус |
Спостерігається лише незначне розширення дистального відділу відростка, його кінець конусоподібний. У місці з’єднання фагового відростка з головкою всі фаги демонструють клапаноподібне ущільнення. Відростки фагів мають чітку поперечну смугастість. При порівнянні фагів, які ми вивчали, з фагами молочної кислоти, описаними в літературі
Електронно-мікроскопічні зображення досліджуваних нами фагів виконані в Протичумному інституті імені Чуміна, Ростов-на-Дону) С.А. Токарєв і В.К. Кардєєва, за що висловлюємо їм глибоку вдячність.
Результати дослідження тонкої структури фагових частинок (фото 1,2,3) показують, що досліджувані нами фаги мають багатогранну головку та довгий відросток без оболонки, що дозволяє віднести їх до IV морфологічної групи за класифікацією Тихоненка А.С. Восьмигранні головки мають більш-менш правильну шестикутну форму на площині. Відростки гнучкі, їх довжина в 5-6 разів перевищує діаметр головки (табл. 5.4).
Фото 1.
Морфологія фага Lp 20/5.
Збільшено в 36 400 разів.
Таблиця 5.4
Розміри частинок лактофага. plantarum
Фото 2.
Морфологія фага Lp 16/28
Збільшено в 36400 разів.
Фото 3.
Морфологія фага Lp 7/6
Збільшено в 36400 разів.
У фагів Lp 20/5 і Lp 16/28 можна розрізнити широку базальну пластинку, забезпечену зубцями неправильної форми. Бактеріальний фаг Lp 7/6 має відносно велику довжину відростка порівняно з діаметром головки та загальну довжину частинок, за якою вони поступаються лише фагу Str. cremoris, описаний Williamson K. et al. і має довжину частинок приблизно 700 нм.
Морфологія негативних колонійРозмір і морфологія стерильних плям за стандартних умов досить специфічні для кожної системи фаг-бактерія і використовуються при характеристиці фагів.
Досліджувані нами фаги відрізнялися зовнішнім виглядом негативних колоній. За сприятливих умов найбільші колонії утворює фаг Lp 20/5 (табл. 5.5). Найменші колонії має фаг Lp 16/28. Ці два фаги мали морфологію колоній, типову для фагів помірного клімату, з нечіткими краями та каламутним дном через вторинний ріст.
Фаг Lp 7/6 мав колонії з чітко вираженим краєм і прозорим дном, що характерно для С- і V-мутантів помірних фагів. Часто спостерігалася зворотна мутація до дикого типу, коли фаг Lp 7/6 утворював каламутні негативні колонії, характерні для помірних фагів. Згідно з обмеженими літературними даними, морфологія негативних колоній фагів молочнокислих бактерій не є різноманітною. Зазвичай вони круглі і невеликі за розміром. Тільки Медвинська А.Ю. [53] описали зіркоподібні негативні колонії для фагів молочнокислих стрептококів.
Таблиця 5.5
Розміри колоній негативних фагів
Фаги | Діаметр негативу, мм |
Лп 20/5 | 1,43±0,06 |
Лп 7/6 | 1,08+0,10 |
Лп 16/28 | 0,68±0,07 |
Вивчена нами морфологія негативних колоній лактафагів. plantarum не відрізнявся жодними ознаками.
Адсорбція та основні фази внутрішньоклітинного розвитку лактфагів. plantarumПри біологічній характеристиці фагів значну увагу приділяють властивостям фага, які безпосередньо відображають процес його взаємодії з чутливою клітиною. Такими властивостями є швидкість адсорбції фага на клітині, величина латентного періоду, тобто час від моменту потрапляння фага в клітину до моменту його вивільнення при лізисі клітини, і вихід фага, під яким розуміють кількість фагових частинок, що утворилися при лізисі однієї клітини. Ці властивості піддаються значним змінам і залежать від умов культивування, навколишнього середовища, впливу різних факторів. Крім того, кожна система фаг-бактерія потребує певних умов.
Багато дослідників показали, що для адсорбції фагів молочнокислих стрептококів необхідні кофактори. Так, Cherry V. і Watson D. [105] вказують на триптофан, солі кальцію. Для стимуляції фаголізу використовували іони кальцію [9,59], сульфід натрію, триптофан або гідроксихінолін [50], дріжджовий екстракт, пептон, екстракт кукурудзи [159], лактозу [59].
У стандартних умовах величини, що відображають процес взаємодії між фагом і клітиною, цілком певні і служать для характеристики фагів і відмінності їх один від одного. Латентний період і вихід фага визначають швидкість розвитку фага в культурі та ефективність інфекційного процесу.
Відомості про основні фази внутрішньоклітинного розвитку фагів молочнокислих бактерій дуже мізерні [105, 200, 184, 59, 107, 138, 153]. Аналіз літератури свідчить про широкий спектр цих властивостей. Очевидно, це пов'язано як із системою вірус-господар, так і з методикою та умовами визначення. Латентний період для фагів молочнокислих стрептококів коливався від 20 хв. до 90 хв. Для лактафагів виявлено дуже тривалий латентний період. казеї - 100-220 хв. [138]. Вихід фагів також сильно коливається — від 6 до 200 частинок на клітину.
Час адсорбції фагів на бактеріях вивчали за Адамсом [2]. Результати виражали як константу швидкості адсорбції (K), розраховану за формулою:
де По – вихідна кількість фага;
P – кількість неадсорбованого фага;
t - час адсорбції;
В – концентрація бактерій, виражена кількістю клітин на 1 см3.
Дослідження циклу розвитку одного фага проводили за методом Елліса і Дельбрюка [2]. Аналіз динаміки термічної інактивації проводили за методикою Friedman і Coles [117] з використанням фізіологічного розчину. Результати були виражені як час інактивації та константа швидкості інактивації [14]
де t – час експозиції;
По - вихідна концентрація фага;
P — концентрація фага в момент часу t.
Встановлено, що фаги Lact. plantarum мало відрізнялися за швидкістю адсорбції (табл. 5.6).
Максимальний час адсорбції для всіх фагів був у межах 40 хв. при температурі 28°С. Найменшу швидкість адсорбції спостерігали для фага Lp 20/5. Проміжне місце за показниками адсорбції займав фаг Lp7/6.
Таблиця 5.6
Характеристика адсорбції фагів L. plantarum
Фаги | Максимальна адсорбція,% | Константа швидкості адсорбції, хв-1 |
Лп 16/28 | 77 | 1.61 10-9 |
Лп 7/6 | 83 | 2.4510-9 |
Лп 20/5 | 87 | 3.17-10-9 |
Виявлено достовірно великі відмінності між фагами за тривалістю латентного періоду та значеннями врожайності. Цими властивостями виділяється фаг Lp 20/5: він має найкоротший латентний період (260 хвилин) і максимальний вихід порівняно з двома іншими фагами (90 частинок на клітину). Найменшу продуктивність мав фаг Lp 7/6; тривалість його латентного періоду становила 360 хв, а вихід – 10 частинок на клітину [23].
Порівнюючи отримані дані з відомою інформацією про фази розвитку фагів молочнокислих бактерій, слід зазначити, що латентний період досліджуваних фагів дуже тривалий, за чим їм немає рівних серед описаних у літературі. Так, якщо для фагів молочнокислих стрептококів вона становила від 20 хв. [59] до 90 хв. [200], для фагів L. casei 100-220 хвилин, то для наших фагів латентний період становив 260-360 хвилин. Очевидно, це пов'язано з особливостями молочнокислих бактерій у вині, які є їх господарями. Що стосується виходу, то він може бути занижений через лізогенізацію деяких інфікованих клітин.
Ще почитати:
Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса
В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?
Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів
Ігристі вина
Токайські вина
У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».
Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.
Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
https://privatnamarka.com/
https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
https://www.facebook.com/Privatnamarka
https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\