МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ, ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИФИДОБАКТЕРИЙ
Ключевые слова:
бифидобактерии, пробиотики,, микрофлора желудочно-кишечного трактаАннотация
Бифидобактерии – микроорганизмы, широко используемые в качестве классических пробиотических микроорганизмов и пользующиеся сегодня большой популярностью среди сторонников функционального питания. Эти удивительные микроорганизмы обладают большим биотехнологическим потенциалом и сегодня используются в медицине, ветеринарии, пищевой и фармацевтической промышленности, сельском хозяйстве и различных областях народного хозяйства. Благотворное влияние бифидобактерий на организм хозяина велико и разнообразно. В данной статье представлен обзор наиболее важных технологических и биологических свойств бифидобактерий. Определение их биотехнологического потенциала: морфологические, культуральные, физиолого-биохимические характеристики, место обитания, таксономия, пищевые среды и условия культивирования, антагонистические, антиоксидантные свойства, кислотоустойчивость, желчеустойчивость, пробиотические свойства, сведения об использовании бифидобактерий в практике и промышленности.
Библиографические ссылки
Anderson K., Johansson A., Sheehan T., Mott B., Corby-Harris V. Draftgenome sequences of
two Bifidobacterium sp. from the honey bee (Apis mellifera). / Gut Pathogen. 2013. V. 5. Р. 1-3.
Anwar, F., Altayb, H. N., Al-Abbasi, F. A., Al-Malki, A. L., Kamal, M. A., and Kumar, V. (2020). Antiviral effects of probiotic metabolites on COVID-19. // J. Biomol. Struct. Dyn. 1– 10. doi: 10.1080/07391102.2020.1775123
Barrett E., Ross R., Fitzgerald G., Stanton C. Rapid screening method for analysing the conjugated linoleic acid production capabilities of bacterial cultures. / Appl. Environ. Microbiol. 2007. V. 73. Р. 2333-2337.
Biavati B., Mattarelli P., Dworkin M., Falkow S., Rosenberg E., Schleifer K.- H., Stackebrandt E. The Family Bifidobacteriaceae. / The Рrokaryotes. 2006. V. 3. Р. 322–382.
Biavati B., Vescovo M., Torriani V. Bifidobacteris: histoty, ecology, physiology and applications. / Ann Microbiol. 2000. V. 50. Р. 117-131.
Celeste J. Brown, Dorah Mtui, Benjamin P. Oswald, James T. Van Leuven, Eric J. Vallender, Nancy Schultz‐Darken, Corinna N. Ross, Suzette D. Tardi, Steven N.Austad, Larry J. Forney. Comparative genomics of Bifidobacterium species isolated from marmosets and humans // American Journal of Primatology 2019. P.1-12
Champagne C., Garder N., Roy D. Bile salt hydrolase activity in probiotics./Appl. Environ. Microbiol. 2005. V. 72. Р. 1729-1738.
Chen Y. Immobilized Isochrysis galbana (Haptophyta) for longterm storage and applications for feed and water quality control in clam (Meretrix lusoria) cultures. / J. Appl. Phycol. 2003. V. 15. P. 439-444.
d’Ettorre, G., Ceccarelli, G., Marazzato, M., Campagna, G., Pinacchio, C., Alessandri, F., et al. (2020). Challenges in the management of SARS-CoV2 infection: the role of oral bacteriotherapy as complementary therapeutic strategy to avoid the progression of COVID-
Front. Med. 7:389. doi: 10.3389/ fmed.2020.00389
Daliri, E. B. M., Lee, B. H., and Oh, D. H. (2017). Current perspectives on140 antihypertensive probiotics. Probiot. Antimicrob. Proteins 9, 91–101. doi: 10. 1007/s12602- 016-9241-y
Dargahi, N., Johnson, G., and Apostolopoulos, V. (2020). Streptococcus thermophilus alters the expression of genes associated with innate and adaptive immunity in human peripheral blood mononuclear cells. PLoS One 15:e0228531. doi: 10.1371/journal.pone.0228531
Day J. Cryopreservation of microalgae and cyanobacteria. / Methods Mol Biol. 2007. V. 368. Р. 141-151.
Dehnert J. Untersuchungen über die Gram positive Stuhlflora. / Brustmilchkinder. Zentralbl. Bacteriol. Parasitenkd. Infectionskr. 1957. S. 66-79.
Downes J., Mantzourani M., Beighton D., Hooper S., Wilson M.J., Nicholson A., Wade W.G. Scardovia wiggsiae sp. nov., isolated from the human oral cavity and clinical material. / Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2011. V. 61 P. 25-29.
Egan M., O'Connell Motherrway M., Ventura M. Metabolism of sialic acid by Bifidobacteriun breve UCC2003. / App. Microbiol. 2014. V. 80. P. 4414-4426.
Gill, H. S., Rutherfurd, K. J., Prasad, J., and Gopal, P. K. (2000). Enhancement of natural and acquired immunity by Lactobacillus rhamnosus (HN001), Lactobacillus acidophilus (HN017) and Bifidobacter
Gómez-Guzmán, M., Toral, M., Romero, M., Jiménez, R., Galindo, P., Sánchez, M., et al. (2015). Antihypertensive effects of probiotics Lactobacillus strains in spontaneously hypertensive rats. Mol. Nutr. Food Res. 59, 2326–2336. doi: 10.1002/mnfr.201500290
Greenwood J., Pickett M. Transfer of Haemophilus vaginalis Gardner and Dukes to a new genus, Gardnerella: G. vaginalis (Gardner and Dukes) comb. nov./ Int. J. Syst. Bacteriol. 1980. V. 30. Р. 170-178.
Haghshenas, B., Haghshenas, M., Nami, Y., Khosroushahi, A. Y., Abdullah, N., Barzegari, A., et al. (2016). Probiotic assessment of Lactobacillus plantarum 15HN and Enterococcus mundtii 50H isolated from traditional dairies microbiota. Adv. Pharm. Bull. 6:37. doi:
15171/APB.2016.007
Homa Bazireh, Parvin Shariati, Sadegh Azimzadeh Jamalkandi, Ali Ahmadi and Mohammad Ali Boroumand. Isolation of novel probiotic Lactobacillus and Enterococcus strains from human salivary and fecal sources. // Frontiers in Microbiology. 2020. V.11
Huys G., Vancanneyt M., D'haene K., Falsen E., Wauters G., Vandamme P., Alloscardovia omnicolens gen. nov., sp. nov., from human clinical samples. / Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2007. V. 57. Р. 1442-1446.
Jian W., Dong X. Transfer of Bifidobacterium inopinatum and Bifidobacterium denticolens to Scardovia inopinata gen. nov., comb. nov., and Parascardovia denticolens gen. nov., comb. nov., respectively. / Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2002. V. 52. Р. 809-812.
Khaskheli G., Zuo F., Yu R., Chen S. Everexpression of small heat shoch protein enhances heat- and salt-stress tolerance of Bifidobacterium longum NCC2705. / Curr. Microbiol. 2015. V. 71. P. 8-15.
Kheadr E., Dabour N., Le Lay C., Lacroix C., Fliss I. Antibiotic susceptibikity profile of bifidobacteria as affected by oxgall, acid, and hydrogen peroxide sress. / Antimicrob agent chemother. 2007. V. 51. P. 169-174.
Kocsis, T., Molnár, B., Németh, D., Hegyi, P., Szakács, Z., Bálint, A., et al. (2020). Probiotics have beneficial metabolic effects in patients with type 2 diabetes mellitus: a metaanalysis of randomized clinical trials. Sci. Rep. 10:11787. doi:10.1038/s41598-020-68440-1
L. and apis indica F. a contribution to the taxonomy and biochemistry of the genus Bifidobacterium. / Zentralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten und Hygiene. Abteilung II. 1969. V. 123. P. 64-88.
Leahy S., Higgins D., Fitzgerald G., van Sinderen D. Getting better with bifidobacteria. / J.Appl Microbiol. 2005. V. 98. Р. 1303-1315.
Lin Wang, Yifei Wang, Qingxiang, Kaiyue Tian, Le Xu, Guorong Liu and Chuanbin Guo.141 Exopolysaccharide, Isolated From a Novel Strain Bifidobacterium breve lw01 Possess an Anticancer Effect on Head and Neck Cancer – Genetic and Biochemical Evidences // Frontiers in Microbiology. 2019 V.10 p.1-12
M.A. Sarkis, L. Siroli, M. Modesto, F. Patrignani, R. Lanciotti, P. Mattarelli, J. Reinheimer, P. Burns. Novel strains of bifidobacteria isolated from non-traditional sources. Technological, antimicrobial and biological characteristics for their use as probiotics //Journa
of applied Microbiology 2019. p
Marsalek B., Rojickova-Padrtova R. Long-term maintenance of alga strains for use in biomassays and biotechnology. / Arch. Hydrobiol. Suppl. Algol. Stud. 1988. V. 124. Р. 121- 136.
Maus J., Ingham S., Employment of stressful conditions during culture production to enhance subsequent cold- and acid-tolerance of bifidobacteria. / J. Appl. Microbiol. 2003. V. 95. Р. 146-154.
Milani C., Duranti S., Lugli G., Bottacini F. Comparative genomics of Bifidobacterium animalis subsp. lactis reveals a strict monophyletic bifidobacterial taxon. / Appl. Environ. Microbiol. 2013. V. 79. Р. 4304-4315.
Mitsuoka T. Comparative studies on bifidobacteria isolated from the alimentary tract of man and animals. / Zentral Bacteriol. Parasitenkd. Infectionskr. 1969. Р. 52-64.
Monica Modesto, Koichi Watanabe, Masanori Arita, Maria Satti, Kaihei Oki, Piero Sciavilla, Claudio Patavino, Cesare Camma, Samanta Michelini, Barbara Sgorbati and Paola Mattarelli. Bifidobacterium jacchi sp. nov., isolated from the faeces of a baby common
marmoset (Callithrix jacchus) // Modesto et al., Int J Syst Evol Microbiol 2019; 69: 2477– 2485
Nami, Y., Vaseghi Bakhshayesh, R., Manafi, M., and Hejazi, M. A. (2019a). Hypocholesterolaemic activity of a novel autochthonous potential probiotic Lactobacillus plantarum YS5 isolated from yogurt. LWT Food Sci. Technol. 111, 876–882. doi:
1016/j.lwt.2019.05.057
Nami, Y., Vaseghi Bakhshayesh, R., Mohammadzadeh Jalaly, H., Lotfi, H., Eslami, S., and Hejazi, M. A. (2019b). Probiotic properties of Enterococcus isolated from artisanal dairy products. Front. Microbiol. 10:300. doi: 10.3389/fmicb. 2019.00300
Nebra Y., Blanch A.R. A New Selective Medium for Bifidobacterium. / Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. P. 5173-5176.
O’May G., Reynolds N., Smith A., Kennedy A., Macfarlane G. Effect of pH and antibiotics on microbial overgrowth in the stomachs and duodena of patients undergoing percutaneous endoscopic gastrostomy feeding. / J. Clin. Microbiol., 2005. V. 43. P. 3059-3065.
Oberg Ts., Ward R.E., Broadbent JR. 2013. Genetic and physiological responses of Bifidobacterium animalis subsp. lactis to hydrogen peroxide stress. / J. Bacteriol. 2013. V. 195. P. 3743-3751.
Okamoto M., Benno Y., Leung K.P., Maeda N. Bifidobacterium tsurumiense sp. nov., from hamster dental plaque. / Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2008. V. 58. Р. 144-148.
Orla-Jensen S. Classification des bactéries lactiques. / Lait. 1924. P. 468-474.
Plaza-Díaz, J., Ruiz-Ojeda, F. J., Vilchez-Padial, L. M., and Gil, A. (2017). Evidence of the anti-inflammatory effects of probiotics and synbiotics in intestinal chronic diseases. Nutrients 9:555. doi: 10.3390/nu9060555
Poncet J., Benort V. Cryopreservation of the unicellular marine alga, Nannochloropsis oculata. / Biotechnol. Lett. 2003. V. 25. I. 23. P. 2017-2022.
Poupard J., Husain I., Norris R. Biology of the bifidobacteria / Bacteriol. Rev.1973. V. 37. Р. 136-165.
Prasanna P, Grandison A., Charalampopoulos D. Bifidobacteria in milk products: An overview of phisiological abd biochemical properties, exopolysaccharide producrion, selection criteria of milk products and healht benefits. / Food Res. Int. 2014. V. 55. Р. 247- 262.142
Reuter G., Vergleichende Untersuchunge über die Bifidus-Flora im Säuglings- und Erwachsenenstuhl. / Zentralbl. Bacteriol. Parasitenkd. Infectionskr. Hyg. Abt. 1963. V. 191. P. 486-507.
Rook G., Blunet L. Microbes, immunoregulation, and the gut. / Gut. 2007. V. 54. P. 317-320.
Scardovi V., Trovatelli L.D. New species of bifidobacteria from apis mellifica
Silva, D. R., Sardi, J. C. O., de Pitangui, N. S., Roque, S. M., da Silva, A. C. B., and Rosalen, P. L. (2020). Probiotics as an alternative antimicrobial therapy: current reality and future directions. J. Funct. Foods 73:104080. doi: 10.1016/j.jff.2020.104080
Simpson P.J., Ross R.P., Fitzgerald G.F., Stanton C. Bifidobacterium psychraerophilum sp. nov. and Aeriscardovia aeriphila gen. nov., sp. nov., isolated from a porcine caecum. / Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2004. V. 54. Р. 401-406.
Sue E., Zhao L., Ren F., Liu S., Zhang M. Complete genome sequence of Bifidobacterium animalis sibsp. lactis A6, a probiotic strain with high acid resistance ability. / J. Biotechnol. 2015. V. 200. Р. 8-9.
Talwalkal A., Kailasapathy K. The role of oxygen in the viability of probiotic bacteria with reference to L.acidophilus and Bifidobacterium spp. / Curr. Issues Intest. Micribiol. 2004. V. 5. Р. 1-8.
Tan, G. S. E., Tay, H. L., Tan, S. H., Lee, T. H., Ng, T. M., and Lye, D. C. (2020). Gut microbiota modulation: implications for infection control and antimicrobial stewardship. Adv. Ther. 37, 4054–4067. doi: 10.1007/s12325-020-01458-z
Tharmaraj N. Selective enumeration of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, bifidobacteria, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, and propionibacteria. / J. Dairy Sci. 2003. V. 86. P. 2288-2296.
Uelivon A., Mozetti V., Lacroix C., Kheadr E., Fliss I., Meile L. Classification of amoderately oxygen-tolerant isolate frome babyfaeces as Bifidobacterium thermophilum. / BMC Microbiol. 2007. V. 7. Р. 171-180.
Ventura M., Canchaya C., van Sinderen D., Fitzgerald G.F. Bifidobacterium lactis DSM 10140: identification of the atp (atpBEF HAGDC) operon and analysis of its genetic structure, characteristics, and phylogeny. / Appl. Environ. Microbiol. 2004. V. 70. Р. 3110- 3121.
Ventura, M., Canchaya C., Tauch A., Chandra G., Fitzgerald G.F., Chater K.F., and van Sinderen D. Genomics of Actinobacteria: tracing the evolutionary history of an ancient phylum. / Microbiol. Molecular Biol. Rev. 2007. V. 71.Р. 495-548.
Westfall, S., Lomis, N., Kahouli, I., Dia, S. Y., Singh, S. P., and Prakash, S. (2017). Microbiome, probiotics and neurodegenerative diseases: deciphering the gut brain axis. Cell. Mol. Life Sci. 74, 3769–3787. doi: 10.1007/s00018-017-2550-9
Winslow C.E.A., Broadhurst J., Buchanan R.E., Krumweide C., Rogers L.A., Smith G.H. The families and genera of the bacteria: reliminary report of thecommittee of the society of american bacteriologists on characterization and classification of bacterial types. / J.
Bacteriol. 1917. V. 2. Р. 505-566.
Zhihong S., Wenyi Z., Chenyi G., Xiabwei Y., Yarong W. Comparative genomic analysis of 45 type strains of the genus Bifidobacterium: A snapshot of itsgenetic diversity and evolution. / PLoS ONE. 2015. V. 10. Р. 576-593.
Ананьина А.Е., Высеканцев И.П., Гурина Т.М., Гриша И.Г. Разработка технологии криоконсервирования и лиофилизации иммобилизованных пробиотиков// БІОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ – 2017. ЗБІРНИК НАУКОВИХ ПРАЦЬ. c.330-332
Воробьев А.А. Использование больших доз пробиотика Бифидумбактерина форте в лечении ОРВИ у детей. / Эпидемиология и инфекционные болезни. 2004. №5. С. 43-46.
Домотенко Л.В., Шепелин А.П. Бифидум-среда для выделения и культивирования бифидумбактерий. / Инфекция и иммунитет. 2014. Т.4. №3. С. 279-283.
Мамедова Л.Н. Клинико-патогеническое обострение оптимизации диагностики и143 лечения воспалительных заболеваний кишечника. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Ростов-на-дону: РГМУ. 2013. 27 с.
Махмуджанова К.С., Дустмуродова Ш.Ж. Нутрицевтика – фармацевтиканинг янги тармоғи. Фармация, иммунитет и вакцина. №1, 2022. C. 108-123.
Махмуджонова К.С., Ризаева Н.М., Туляганов Б. С. Изучения эффективности БАД к пище ПИЩЕ “MUKALITIK QIZILMIYA” / Фармация, иммунитет и вакцина. №1,2022. C.100-107.
Нетрусов А.И., Егоров М.А., Захарчук Л.М. Практикум по микробиологии. Учебное пособие для вузов. / М.: Академия. 2005. С. 610.
Сидякина Т.М. Консервация микроорганизмов в коллекциях культур./ Консервация генетических ресурсов. Методы. Проблемы. Перспективы. 1991.С. 81-159.
Функ И.А., Иркитова А.Н. Биотехнологический потенциал бифидобактерий //Acta Biologica Sibirica 2016. 2(4) c.67-79
Шарипова З.О., Умаров Б.Р., Зияев Я.С. Общая характеристика пробиотиков. Новые перспективы создания пробиотиков в современной медицине./ Фармация, иммунитет и вакцина. №1, 2022. C.3-26