Выделение микроорганизмов из казахских кисломолочных продуктов с антагонистической активностью в отношении дрожжей рода Candida

Авторы

  • A. A. Aitzhanova
  • M. G. Saubenova
  • J. Mounier Университет Западной Бретани, Университетская лаборатория биоразнообразия и микробной экологии, F-29280 Плузане
  • E. A. Oleinikova
  • R. Zh. Berzhanova Казахский национальный университет имени аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.26577/eb-2019-2-1421
        222 122

Аннотация

Рост числа кандидозов, повышение степени их тяжести и возрастающая устойчивость возбудителей к противогрибковым препаратам, а также их вредные побочные эффекты, вызывают необходимость выявления новых более эффективных и безопасных противогрибковых средств. В этом контексте большой интерес может представлять разработка и использование функциональных кисломолочных продуктов с микроорганизмами, обладающими противогрибковой активностью и способствующими выведению из организма оппортунистических дрожжей рода Candida.  Микробиота казахских национальных кисломолочных напитков, полученных из кобыльего и верблюжьего молока, оказывает разностороннее воздействие на здоровье человека, но антагонистическая активность представителей этой микробиоты против видов дрожжей, ответственных за кандидоз, еще не изучена.

Целью настоящей работы было выделение из казахских национальных кисломолочных напитков микроорганизмов, антагонистически активных в отношении дрожжей рода Candida.

Исследование антагонистической активности различных образцов молочных и кисломолочных продуктов местного (как домашнего, так и коммерческого) производства в отношении C. albicans методом диффузии из лунок показало эффективное подавление роста дрожжей образцами кумыса домашнего изготовления. Ассоциации микроорганизмов различных образцов кумыса сохраняли антагонистическую активность при последовательных пересевах на коровьем молоке и молочной сыворотке. При культивировании на коровьем молоке эти ассоциации обладали повышенной активностью в отношении C. krusei 25. Наиболее высокую антагонистическую активность в отношении C. glabrata 589 проявили три ассоциации при культивировании на молочной сыворотке. После высева наиболее перспективных ассоциаций на среду MRS из колоний различных морфологических типов выделен 41 изолят бактерий, 28 из которых являются молочнокислыми бактериями, а остальные, предположительно, уксуснокислыми микроорганизмами. Выделено также 34 изолята дрожжей.

В наших исследованиях впервые выделены аборигенные штаммы молочнокислых микроорганизмов, ингибирующие рост дрожжей рода Candida, в том числе проявляющих высокую степень устойчивости, как к метаболитам молочнокислых бактерий (кишечные и вагинальные изоляты C. albicans), так и к противогрибковым антибиотикам (С. glabrata 589 и С. krusei 25). Отобранные микроорганизмы будут использованы для создания консорциумов и использования в качестве заквасок для функциональных напитков с противогрибковой активностью в отношении условно-патогенных дрожжей рода Candida.

Ключевые слова/словосочетания: кумыс, молочнокислые бактерии, анти-Candida. активность.

Библиографические ссылки

1 Шевяков М.А. Диагностика и лечение кандидоза кишечника // Терапевтический архив, 2003, №11. - С. 77-79.
2 Gouba N., Drancourt M. Digestive tract mycobiota: A source of infection // Médecine et maladies infectieuses. – 2015. – Vol. 45. – P. 9–16.
3 Coogan M.M., Fidel P.L., Komesu M.C., Maeda L.P. Candida and mycotic infections // Adv. Dent. Res. – 2006. – Vol. 19. – P. 130-138.
4 Clark T. A., Hajjeh R. A. Recent trends in the epidemiology of invasive mycoses // Curr. Opin. Infect. Dis. 2002. – Vol. 15. – P. 569–574.
5 Segal E. Candida, still number one – what do we know and where are we going from there? // Mycoses. – 2005. – Vol. 48, Issue s1. – P. 3-11.
6 Jyoti B., Suresh A.K., Venkatesh K. Diacetyl production and growth of Lactobacillus rhamnosus on multiple substrates // World J Microbiol Biotechnol. – 2003. – Vol. 19. – P. 509–515.
7 Lanciotti R., Patrignani F., Bagnolini F., Guerzoni M.E., Gardini F. Evaluation of diacetyl antimicrobial activity against Escherichia coli, Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus // Food Microbiol. – 2003. – Vol. 20. – P. 537–543.
8 Schnürer, J., Magnusson J. Antifungal lactic acid bacteria as biopreservatives // Trends Food Sci. Technol. – 2005. – Vol. 16. – P. 70–78.
9 Dalié D.K.D., Deschamps A.M., Richard-Forget F. Lactic acid bacteria—Potential for control of mould growth and mycotoxins: A review // Food Control. – 2010. – Vol. 21. – P. 370–380.
10 Crowley S., Mahony, J., van Sinderen D. Current perspectives on antifungal lactic acid bacteria as natural bio-preservatives // Trends Food Sci. Technol. – 2013. – Vol. 33. – P. 93–109.
11 Le Lay C., Coton E., Le Blay G., Chobert J. M., Haertlé Th., Choiset Y., Van Long N. N., Meslet-Cladière L., Mounier J. Identification and quantification of antifungal compounds produced by lactic acid bacteria and propionibacteria // International Journal of Food Microbiology. – 2016. - Vol. 239. – P. 79-85.
12 Pothuraju R., Sharma R.K. Interplay of gut microbiota, probiotics in obesity: a review // Endocrine, metabolic and immune disorders-drug targets. – 2018. – Vol. 18. – P. 212–220.
13 Vijayaram S., Kannan S. Probiotics: the marvelous factor and health benefits // Biomed Biotechnol Res J. - 2018. – Vol. 2. – P. 1–8.
14 Wagner R.D., Johnson S.J. Probiotic lactobacillus and estrogen effects on vaginal epithelial gene expression responses to Candida albicans // J Biomed Sci. – 2012. – Vol. 19. – P. 58.
15 Ranadheera C.S., Evans C. A., Adams M. C., Baines S. K. Effect of dairy probiotic combinations on in vitro gastrointestinal tolerance, intestinal epithelial cell adhesion and cytokine secretion // J Funct Foods. – 2014. – Vol. 8. – P. 18–25.
16 Matsubara V. H., Wang Y., Bandara H. M., Mayer M. P., Samaranayake L. P. Probiotic lactobacilli inhibit early stages of Candida albicans biofilm development by reducing their growth, cell adhesion, and filamentation // Appl Microbiol Biotechnol. – 2016. – Vol. 100(14). – P. 6415-6426.
17 Tan Y., Leonhard M., Moser D., Ma S., Schneider-Stickler B. Inhibitory effect of probiotic lactobacilli supernatants on single and mixed non-albicans Candida species biofilm // Archives of Oral Biology. – 2018. –Vol. 85. – P. 40-45.
18 Aartia Ch., Khusroa A., Vargheseb R., Arasuc M. V., Agastiana P., Al-Dhabic N. A., Ilavenild S., Choid K. Ch. // In vitro investigation on probiotic, anti-Candida, and antibiofilm properties of Lactobacillus pentosus strain LAP1// Archives of Oral Biology. – 2018. - Vol. 89. - P. 99-106.
19 Cross M. L. Microbes versus microbes: immune signals generated by probiotic lactobacilli and their role in protection against microbial pathogens // FEMS Immunology and Medical Microbiology. – 2002. – Vol. 34, Issue 4. – P. 245-253.
20 Kanmani P., Kumar R. S., Yuvaraj N., Paari K.A., Pattukumar V., Arul V. Probiotics and its functionally valuable products-a review // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. – 2013. – Vol. 53. – P. 641e658.
21 Delavenne E., Mounier J., Déniel F., Barbier G., Le Blay G. Biodiversity of antifungal lactic acid bacteria isolated from raw milk samples from cow, ewe and goat over one-year period // Int J Food Microbiol. – 2012. – Vol. 155(3). – P.185-190.
22 Song Y. G., Lee S. H. Inhibitory effects of Lactobacillus rhamnosus and Lactobacillus casei on Candida biofilm of denture surface // Arch Oral Biol. – 2017. – Vol. 76. – P. 1-6.
23 Prabhurajeshwar C., Chandrakanth R.K. Probiotic potential of Lactobacilli with antagonistic activity against pathogenic strains: an in vitro validation for the production of inhibitory substances // Biom J. – 2017. – Vol. 40. – P. 270–283.
24 Шигаева М.Х, Оспанова М.Ш. Микрофлора национальных кисломолочных напитков. - Алма-Ата: Наука, 1983. - 150 с.
25 Ермолаева А.Н., Алгожина У.Ж., Тен О.А., Балпанов Д.С. Изучение культур молочнокислых микроорганизмов, выделенных из кумыса различных регионов Северного Казахстана // Биотехнология. Теория и практика. – 2012. – №3. – С. 87-90.
26 Баубекова А.С., Конуспаева Г.С., Ахметсадыкова Ш.Н., Ахметсадыков Н.Н. Подготовка промышленного производства заквасок– выделение и идентификация бактерий для кумыса и шубата // Вестник КазНУ. Серия биологическая. №1/2 (60). - 2014. – С. 178-181.
27 Ringo E., Andersen R., Sperstad S., Zhou Zh., Ren P., Breines E.M., Hareide E., Yttergård G.J., Opsal K., Johansen H.M., Andreassen A.K., Kousha A., Godfroid J., Holzapfel W.Bacterial Community of koumiss from Mongolia investigated by culture and culture-independent methods // Food Biotechnology. - 2014. - Vol. 28. – P. 333–353.
28 Yao G., Yu J., Hou Q., Hui W., Liu W., Kwok L.-Y., Menghe B., Sun T., Zhang H., Zhang W. A Perspective Study of Koumiss Microbiome by Metagenomics Analysis Based on Single-Cell Amplification Technique // Frontiers in microbiology. – 2017. – Vol. 8. – Art. 165.
29 Behera S.K., Panda S.K., Kayitesi E., Mulaba-Bafubiandi A.F. Kefir and Koumiss. Origin, Health Benefits and Current Status of Knowledge // Ramesh C. Ray and Didier Montet (eds.) Fermented Food—Part II: Technological Interventions. – Boca Raton, London, New York: CRC Press, 2017. – P. 400-417.
30 Oleinikova E.A., Aitzhanova A.A., Saubenova M.G., Amangeldy A.A., Kebekbaeva, Elubaeva M.E. Isolation and selection of lactic acid bacteria antagonistically active against opportunistic Candida yeast // Микробиология және вирусология. – 2018. - № 3(22). – С. 103-109.
31 Magnusson J., Schnurer J. Lactobacillus coryniformis subsp. coryniformis strain Si3 produces a broad-spectrum proteinaceous antifungal compound // Applied Environ. Microbiol. - 2001. – Vol. 67. – P. 1-5.
32 Иркитова А.Н., Каган Я.Р., Соколова Г.Г. Сравнительный анализ методов определения антагонистической активности молочнокислых бактерий // Известия Алтайского государственного университета. – 2012. - № 3-1. – С. 41-44.
33 Черкасов С.В., Семенов А.В. Микробная регуляция антагонистической активности лактобактерий // Сибирский медицинский журнал. – 2012. - №2. – С. 78-82.
34 Иркитова А.Н., Каган Я.Р., Соколова Г.Г. Сравнительный анализ методов определения антагонистической активности молочнокислых бактерий // Известия АлтГУ. – 2012. - №3-1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnyy-analiz-metodov-opredeleniya-antagonisticheskoy-aktivnosti-molochnokislyh-bakteriy
35 Гланц С. Медико-биологическая статистика. - М.: Практика, 1998. – С. 459.
36 Лысак, В. В. Микробиология. Практикум: пособие / В. В. Лысак, Р. А. Желдакова, О. В. Фомина. – Минск : БГУ, 2015. – C. 34.

References

1 Shevjakov M.A. (2003) Diagnostika i lechenie kandidoza kishechnika [Diagnosis and treatment of intestinal candidiasis]. Terapevticheskij arhiv, no 11, pp. 77-79.
2 Gouba N., Drancourt M. (2015) Digestive tract mycobiota: A source of infection. Médecine et maladies infectieuses, vol. 45, pp. 9–16.
3 Coogan M.M., Fidel P.L., Komesu M.C., Maeda L.P. (2006) Candida and mycotic infections. Adv. Dent. Res., vol. 19, pp. 130-138.
4 Clark T. A., Hajjeh R. A. (2002) Recent trends in the epidemiology of invasive mycoses. Curr. Opin. Infect. Dis.. vol. 15, pp. 569–574.
5 Segal E. (2005) Candida, still number one – what do we know and where are we going from there? Mycoses. vol. 48, Issue s1, pp. 3-11.
6 Jyoti B., Suresh A.K., Venkatesh K. (2003) Diacetyl production and growth of Lactobacillus rhamnosus on multiple substrates. World J Microbiol Biotechnol., vol. 19, pp. 509–515.
7 Lanciotti R., Patrignani F., Bagnolini F., Guerzoni M.E., Gardini F. (2003) Evaluation of diacetyl antimicrobial activity against Escherichia coli, Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus. Food Microbiol., vol. 20, pp. 537–543.
8 Schnürer, J., Magnusson J. Antifungal lactic acid bacteria as biopreservatives (2005) Trends Food Sci. Technol., vol. 16, pp. 70–78.
9 Dalié D.K.D., Deschamps A.M., Richard-Forget F. (2010) Lactic acid bacteria—Potential for control of mould growth and mycotoxins: A review. Food Control., vol. 21, pp. 370–380.
10 Crowley S., Mahony, J., van Sinderen D. (2013) Current perspectives on antifungal lactic acid bacteria as natural bio-preservatives. Trends Food Sci. Technol., vol. 33, pp. 93–109.
11 Le Lay C., Coton E., Le Blay G., Chobert J. M., Haertlé Th., Choiset Y., Van Long N. N., Meslet-Cladière L., Mounier J. (2016) Identification and quantification of antifungal compounds produced by lactic acid bacteria and propionibacteria. International Journal of Food Microbiology., vol. 239, pp. 79-85.
12 Pothuraju R., Sharma R.K. (2018) Interplay of gut microbiota, probiotics in obesity: a review. Endocrine, metabolic and immune disorders-drug targets, vol. 18, pp. 212–220.
13 Vijayaram S., Kannan S. Probiotics: the marvelous factor and health benefits (2018) Biomed Biotechnol Res J., vol. 2, pp. 1–8.
14 Wagner R.D., Johnson S.J. (2012) Probiotic lactobacillus and estrogen effects on vaginal epithelial gene expression responses to Candida albicans. J Biomed Sci., vol. 19, pp. 58.
15 Ranadheera C.S., Evans C. A., Adams M. C., Baines S. K. (2014) Effect of dairy probiotic combinations on in vitro gastrointestinal tolerance, intestinal epithelial cell adhesion and cytokine secretion. J Funct Foods., vol. 8, pp. 18–25.
16 Matsubara V. H., Wang Y., Bandara H. M., Mayer M. P., Samaranayake L. P. (2016) Probiotic lactobacilli inhibit early stages of Candida albicans biofilm development by reducing their growth, cell adhesion, and filamentation. Appl Microbiol Biotechnol., vol. 100(14), pp. 6415-6426.
17 Tan Y., Leonhard M., Moser D., Ma S., Schneider-Stickler B. (2018) Inhibitory effect of probiotic lactobacilli supernatants on single and mixed non-albicans Candida species biofilm. Archives of Oral Biology., vol. 85., pp. 40-45.
18 Aartia Ch., Khusroa A., Vargheseb R., Arasuc M. V., Agastiana P., Al-Dhabic N. A., Ilavenild S., Choid K. Ch. (2018) In vitro investigation on probiotic, anti-Candida, and antibiofilm properties of Lactobacillus pentosus strain LAP1.. Archives of Oral Biology, vol. 89, - pp. 99-106.
19 Cross M. L. (2002) Microbes versus microbes: immune signals generated by probiotic lactobacilli and their role in protection against microbial pathogens. FEMS Immunology and Medical Microbiology, vol. 34, Issue 4, pp. 245-253.
20 Kanmani P., Kumar R. S., Yuvaraj N., Paari K.A., Pattukumar V., Arul V. (2013) Probiotics and its functionally valuable products-a review. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., vol. 53, pp. 641e658.
21 Delavenne E., Mounier J., Déniel F., Barbier G., Le Blay G. (2012) Biodiversity of antifungal lactic acid bacteria isolated from raw milk samples from cow, ewe and goat over one-year period. Int J Food Microbiol., vol. 155(3), pp.185-190.
22 Song Y. G., Lee S. H. (2017) Inhibitory effects of Lactobacillus rhamnosus and Lactobacillus casei on Candida biofilm of denture surface. Arch Oral Biol., vol. 76, pp. 1-6.
23 Prabhurajeshwar C., Chandrakanth R.K. (2017) Probiotic potential of Lactobacilli with antagonistic activity against pathogenic strains: an in vitro validation for the production of inhibitory substances. Biom J, vol. 40, pp. 270–283.
24 Shigaeva M.H, Ospanova M.Sh. (1983) Mikroflora nacional'nyh kislomolochnyh napitkov [Microflora of national fermented milk drinks]. Alma-Ata: Nauka. 150 s.
25 Ermolaeva A.N., Algozhina U.Zh., Ten O.A., Balpanov D.S. (2012) Izuchenie kul'tur molochnokislyh mikroorganizmov, vydelennyh iz kumysa razlichnyh regionov Severnogo Kazahstana [Study of cultures of lactic acid microorganisms isolated from koumiss from various regions of Northern Kazakhstan]. Biotehnologija. Teorija i praktika, no 3, pp. 87-90.
26 Baubekova A.S., Konuspaeva G.S., Ahmetsadykova Sh.N., Ahmetsadykov N.N. (2014) Podgotovka promyshlennogo proizvodstva zakvasok– vydelenie i identifikacija bakterij dlja kumysa i shubata [Preparation of starter industrial production - isolation and identification of bacteria for koumiss and shubat]. Vestnik KazNU. Serija biologicheskaja, no 1/2 (60), pp. 178-181.
27 Ringo E., Andersen R., Sperstad S., Zhou Zh., Ren P., Breines E.M., Hareide E., Yttergård G.J., Opsal K., Johansen H.M., Andreassen A.K., Kousha A., Godfroid J., Holzapfel W.Bacterial (2014) Community of koumiss from Mongolia investigated by culture and culture-independent methods. Food Biotechnology, vol. 28, pp. 333–353.
28 Yao G., Yu J., Hou Q., Hui W., Liu W., Kwok L.-Y., Menghe B., Sun T., Zhang H., Zhang W. (2017) A Perspective Study of Koumiss Microbiome by Metagenomics Analysis Based on Single-Cell Amplification Technique. Frontiers in microbiology, vol. 8, Art. 165.
29 Behera S.K., Panda S.K., Kayitesi E., Mulaba-Bafubiandi A.F. (2017) Kefir and Koumiss. Origin, Health Benefits and Current Status of Knowledge. In: Ramesh C. Ray and Didier Montet (eds.) Fermented Food—Part II: Technological Interventions. Boca Raton, London, New York: CRC Press, pp. 400-417.
30 Oleinikova E.A., Aitzhanova A.A., Saubenova M.G., Amangeldy A.A., Kebekbaeva, Elubaeva M.E. (2018) Isolation and selection of lactic acid bacteria antagonistically active against opportunistic Candida yeast. Mikrobiologija zhәne virusologija, no. 3(22), pp. 103-109.
31 Magnusson J., Schnurer J. (2001) Lactobacillus coryniformis subsp. coryniformis strain Si3 produces a broad-spectrum proteinaceous antifungal compound. Applied Environ. Microbiol., vol. 67, pp. 1-5.
32 Irkitova A.N., Kagan Ja.R., Sokolova G.G. (2012) Sravnitel'nyj analiz metodov opredelenija antagonisticheskoj aktivnosti molochnokislyh bakterij [Comparative analysis of methods for determining the antagonistic activity of lactic acid bacteria]. Izvestija Altajskogo gosudarstvennogo universiteta, no 3-1, pp. 41-44.
33 Cherkasov S.V., Semenov A.V. (2012) Mikrobnaja reguljacija antagonisticheskoj aktivnosti laktobakterij [Microbial regulation of the antagonistic activity of lactobacilli]. Sibirskij medicinskij zhurnal, no 2, pp. 78-82.
34 Irkitova A.N., Kagan Ja.R., Sokolova G.G. (2012) Sravnitel'nyj analiz metodov opredelenija antagonisticheskoj aktivnosti molochnokislyh bakterij [Сравнительный анализ методов определения антагонистической активности молочнокислых бактерий]. Izvestija AltGU, no 3-1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnyy-analiz-metodov-opredeleniya-antagonisticheskoy-aktivnosti-molochnokislyh-bakteriy
35 Glanc S. (1998) Mediko-biologicheskaja statistika [Медико-биологическая статистика] . M., Praktika, pp. 459.
36. Lysak, V. V. (2015) Mikrobiologija. Praktikum: posobie [Микробиология. Практикум: пособие] / V. V. Lysak, R. A. Zheldakova, O. V. Fomina. – Minsk : BGU, P. 34.

Загрузки

Как цитировать

Aitzhanova, A. A., Saubenova, M. G., Mounier, J., Oleinikova, E. A., & Berzhanova, R. Z. (2019). Выделение микроорганизмов из казахских кисломолочных продуктов с антагонистической активностью в отношении дрожжей рода Candida. Вестник КазНУ. Серия биологическая, 79(2), 54–63. https://doi.org/10.26577/eb-2019-2-1421

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)