Дослідження in vitro щодо впливу борошна топінамбура та Saccharomyces boulardii на мікроорганізми
Від Фізіологічного інституту Університету ветеринарної медицини в Ганновері Дослідження In vitro щодо впливу борошна топінамбура та Saccharomyces boulardii на мікробний метаболізм лісомаху ІНГАУРГОВА ДИСЕРТАЦІЯ Для здобуття наукового ступеня доктора ветеринарної медицини (Університет ветеринарної медицини в Ганновері) Хакан Озтюрк з Анкари/Туреччина Ганновер 2003
Науковий нагляд: Ун-т. Професор доктор Г. Бревс 1-й рецензент: ун-т. Професор доктор Г. Бревс 2-й рецензент: ун-т-проф. Лікар. Лікар. H. c. Х.-П. День усного іспиту Саллмана: 26 листопада 2003 р. Підготовка даної дипломної роботи була підтримана грантом Турецького університетського комітету.
Присвячується моїм батькам Десте та Мехмету Озтюркам
Зміст ЗМІСТ СПИСОК СКОРОЧЕНЬ. 8 1. ВСТУП. 10 2. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ. 12 2.1. Пребіотики. 12 2.2. Пробіотики. 15 2.2.1. Дріжджі як пробіотики у жуйних. 23 2.3. Дріжджі. 32 2.3.1. Систематика Saccharomyces cerevisiae. 33 2.3.2. Клітинна стінка Saccharomyces cerevisiae. 33 2.3.3. Хімічний склад дріжджів. 36 2.3.4. Saccharomyces boulardii. 40 3. ВЛАСНІ ДОСЛІДЖЕННЯ. 42 3.1. Матеріал і методи. 42 3.1.1. Структура та технічні дані. 42 3.1.2. Функціонування та функціональність системи RUSITEC. 44 3.1.3. Тваринництво та годівля. 47 3.1.4. Видалення вмісту рубця. 47 3.1.5. Приготування пробної кормової суміші. 48 3.2. Впровадження тестів та підходи до тестування. 49 3.2.1. Дослідження з борошном топінамбура. 49 3.2.2. Дослідження з Saccharomyces boulardii. 51 3.2.3. Інактивація дріжджів. 53 3.3. Аналітика. 54
Зміст 4.2.3. Вплив Saccharomyces boulardii на продукцію SCFA. 71 4.2.3.1. Вплив Saccharomyces boulardii на загальну продукцію SCFA. 71 4.2.3.2. Вплив Saccharomyces boulardii на вироблення ацетату. 73 4.2.3.3. Вплив Saccharomyces boulardii на продукцію пропіонату. 74 4.2.3.4. Вплив Saccharomyces boulardii на продукцію бутирату. 76 4.2.3.5. Вплив Saccharomyces boulardii на продукцію ізовалерату. 77 4.2.3.6. Вплив Saccharomyces boulardii на продукцію валерату. 79 4.2.4. Вплив Saccharomyces boulardii на концентрацію NH 3 -N. 80 4.2.5. Вплив Saccharomyces boulardii на мікробний синтез білка. 82 4.2.6. Вплив Saccharomyces boulardii на засвоюваність органічної речовини. 84 5. ОБГОВОРЕННЯ. 85 5.1. Оцінка методу випробування. 85 5.2. Намір використовувати борошно з топінамбура. 88 5.2.1. Вплив мікробного обміну рубця борошном топінамбура. 89 5.3. Намір використовувати Saccharomyces boulardii. 90 5.3.1. Вплив мікробного обміну рубця на Saccharomyces boulardii. 90 6. РЕЗЮМЕ. 98 7. РЕЗЮМЕ. 101 8. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ. 104 9. ДОДАТОК. 127 ПОДЯКИ. 143
Скорочення СПИСОК СКОРОЧЕНЬ Рис. Ілюстрація Aqua dest. дистильована вода ANOVA Аналіз дисперсії при атмосферному тиску 14 C радіовуглець d день ДНК дезоксирибонуклеїнова кислота Fer. Ферментер g відцентрове прискорення год. Години ІФН інтерферон ІЛ інтерлейкін кпа кілопаскаль мкмоль мкмоль ммоль мілімол МОС маннанолігосахарид мосм міліосмоль МПС мікробний синтез білка mv мілівольт N еквівалентна концентрація (нормальність) N азот N 2 молекула азоту 15 N N Стабільний азотний ізотоп N N N 3 N-атом N маса p ПЛР ph нікотинамід аденин динуклеотид аміак азот нанометр незначна ймовірність помилки полімеразної ланцюгової реакції негативний десятичний логарифм концентрації іонів водню
Скорочення pka негативний логарифм кислотної константи psi фунт-сили на квадратний дюйм оборотів в хвилину обертів в хвилину RUSITEC Метод моделювання руменів SAS Статистична система аналізу S.b. Saccharomyces boulardii S.c. Saccharomyces cerevisiae SCFA Коротколанцюгові жирні кислоти SD стандартне відхилення SHIME Імітація мікробіологічної екосистеми кишечника людини мкл мікролітра Таблиця. дріжджі пептон декстроза Χ XA XF XfE XL XP середнє арифметичне сира зола сира клітковина безазотисті екстракти сирий жир сирий білок
Література оглядає кишкову флору людини і одночасно пригнічує патогенні мікроби (GIBSON et al., 1995; KLEESSEN et al., 1997). Рис. 1: Структура інуліну (згідно з GOODWIN та MERCER, 1983) CH 2 OH H HO H OH H O H O залишок сахарози HOH 2 C O H H OH CH2 OH H O HOH 2 C H H OH O OH H CH2
30 O HOH 2 C O H H OH CH 2 OH OH H Дослідження розщеплення та метаболізму інуліну змішаним посівом мікроорганізмів рубця та їх фракцій (найпростіші, бактерії та безклітинний екстракт) показали, що інулін найшвидше метаболізується змішаним посівом. З окремих фракцій найпростіша фракція виявила найвищу активність, а безклітинний екстракт - найнижчу швидкість метаболізму. Екстракт, отриманий з холотричних найпростіших, починає розщеплювати інулін з кінця фруктози (PUNJ та ін., 1970). BIGGS і HANCOCK (1998) показали, що мікроорганізми рубця виводять інулін in vitro в соку рубця з овець та корів 14
Використаний огляд літератури. С. с. складається з понад 1000 штамів, але не всі здатні стимулювати бродіння в рубці (NEWBOLD і WALLACE, 1992; NEWBOLD та ін., 1995; AGARWAL та ін., 2000). Лише певні штами S. c. тому використовуються. Однак результати, описані в літературі щодо цих пробіотичних штамів, не є однорідними. Спосіб дії дріжджів на жуйних ще не до кінця вивчений. Нещодавно обговорювались різні можливості щодо механізму дії дріжджів (рис. 2). Численні дослідження показують, що центральний ефект дріжджів заснований на стимулюванні росту та життєдіяльності, особливо целюлозних та лактолітичних мікроорганізмів рубця. Рис. 2: Режим дії дріжджів у рубці (DAWSON, 1990) Культура дріжджів Збільшення використання лактату Стимуляція бактерій рубця Збільшення використання аміаку Збільшення популяції мікробів (збільшення маси мікробів) Стабілізація значення рН Збільшення синтезу білка Збільшення перетравлення сирої клітковини 24