Development of a probiotic for animals and aquaculture based on Bacillus toyonensis B-13249 and Bacillus pumilus B-13250 strains

Abstract

Резюме: Цель настоящего исследования – разработать пробиотик для животных и аквакультуры на основе штаммов Bacillus toyonensis В-13249 и Bacillus pumilus В-13250. Осуществлен подбор питательной среды для культивирования посевного материала данных микроорганизмов, а также проведен ряд ферментаций бактерий рода Bacillus в биологических реакторах емкостью 15 и 250 л. Отработана технология получения готового пробиотика для животных и аквакультуры. Установлено, что L-бульон является наиболее оптимальной питательной средой для культивирования изученных штаммов. В ходе культивирования штаммов B. toyonensis В-13249 и B. pumilus В-13250 в ферментерах выявлено, что спорообразование начинается через 4–8 ч ферментации. На ферментативной среде, в отличие от вегетативной, бациллы развивают более высокие оптическую плотность (максимальное значение у штамма B. pumilus – 2,400±0,149), значение pH (максимальное значение у штамма B. toyonensis – 8,483±0,609) и титр (не менее 1010 КОЕ/г). Через 20–24 ч инкубирования оба штамма бацилл в ферментаторе почти полностью переходят в эндоспоры, это служит сигналом для начала центрифугирования биомассы. Получено: с 15-литрового ферментера – 83,3±6,1 г концентрата, с 250-литрового – 499,8±51,4 г. Численность бацилл в концентрированном состоянии для обоих штаммов составила не менее 1·1011 КОЕ/г. Для получения готового препарата бактериальные концентраты смешивали с мальтодекстрином до титра не менее 1·1010 КОЕ/г. Численность бактерий в препарате проверяли в течение года ежемесячно, значение менее 1·1010 КОЕ/г не было зафиксировано. Таким образом, для выращивания материнской культуры штаммов B. toyonensis В-13249 и B. pumilus В-13250 наиболее благоприятна L-среда, а для культивирования в ферментерах – ферментативная питательная среда. Срок хранения биопрепарата на основе бацилл – не менее 12 мес., в течение которых сохраняется не только титр бактерий (не менее 1·1010 КОЕ/г) и их жизнеспособность, но также поликомпонентность, цвет и консистенция препарата.