Пробиотики

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России

Кафедра промышленной технологии лекарств с курсом биотехнологии

Реферат

Пробиотики

Выполнила Бажина Олеся Олеговна,

Студентка 5 курса 7 группы

Проверил: Иванов Александр Викторович

Пермь 2012

Содержание

История

Общая характеристика и биологическая роль

Технология получения пробиотиков

1. Технология производства бифидумбактерина

2. Пробиотики на основе молочнокислых бактерий

3. Технология производства биобактона

Номенклатура лекарственных препаратов

Заключение

Список литературы

Приложение

пробиотик бактерия бифидумбактерин биобактон

История

В 1888 году Илья Мечников, работая в Институте Пастера, обосновал теорию о том, что в кишечнике человека обитает комплекс микроорганизмов, которые оказывают на организм «аутоинтоксикационный эффект». Он полагал, что введение в желудочно-кишечный тракт «здравословных» бактерий способно модифицировать действие кишечной микрофлоры и противодействовать интоксикации Термин «пробиотики» был предложен Ричардом и Паркером в 1977 году для обозначения микроорганизмов и продуктов их ферментации, обладающих антагонистической активностью по отношению к патогенной микрофлоре. Но впервые об этом явлении рассказал миру русский ученый Илья Мечников, который обобщил разрозненные экспериментальные данные в области изучения явления антагонизма. Он высказал гипотезу о том, что давно установленная большая продолжительность жизни некоторых народов, таких как болгары, турки и армяне, связана с особенностями диеты. Ведь представители этих наций потребляют за сутки большие количества сброженного молока, являющимся прообразом йогурта. И.И. Мечников идентифицировал две бактерии в этом продукте: Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus, которым он и приписал указанные заслуги в области продления жизни. Он считал, что долголетие человека связано с удалением условно-патогенных микроорганизмов из кишечника и предложил проводить с этой целью заселение пищеварительного тракта болгарской молочно-кислой палочкой. В это же время был создан первый кисломолочный продукт - «Простокваша Мечникова». В начале XX века И.И. Мечниковым было выдвинуто предположение о связи ряда соматических заболеваний, в том числе и онкологических, с деятельностью микроорганизмов, то есть имеющих инфекционную природу. Первое промышленное производство кисломолочного продукта питания - йогурта, в основе создания которого были научные достижения И.И. Мечникова, было начато в 1919 году испанцем Исааком Карассо, который приобрел йогуртовую закваску в Пастеровском институте, где ранее и работал великий микробиолог. А уже его сын Даниэль (от его имени произошло название компании «Данон») добился признания йогурта во всей Европе. Значительный вклад в развитие микробиологии и микроэкологии человека внес германский ученый Альфред Ниссле, который с 1912 года активно занимался изучением антагонистического действия бактерий. Им же в 1916 году был впервые введен термин «дисбактериоз» для обозначения снижения антагонистических функций кишечной микрофлоры. А. Ниссле удалось установить, что коли-бактерии могут подавлять патогенные штаммы своего же вида. Большую роль в развитии учения о кишечной микрофлоре человека сыграли работы Германского микробиотического общества. В 1922 году А. Беккер начал опыты по использованию комплексной вакцины из флоры кишечника в лечебных целях. Он полагал, что состав микробной флоры слизистых оболочек человеческого организма различной локализации тесно взаимосвязан. Совместно с коллегами X. Кольбом и Х.-П. Рушем им были созданы первые препараты на основе энтерококков и Escherichia coli. «Пробиотики дают нам возможность проводить биологическую антисептическую обработку, тем более эффективную, чем более поверхностной является воспалительная реакция, вызванная патогенными бактериями, -- писал Х.-П. Руш. -- Но при этом виде дезинфекции мы имеем то неоценимое преимущество, что воздействие оказывается только на патогенные, а не на физиологические организмы. Второе преимущество заключается в том, что при этом не поражаются, а поддерживаются клетки за счет методов, не ослабляющих, а усиливающих конституцию». Данная методика в противоположность антибактериальной терапии была названа «пробиотическим лечением».

Непосредственно термин «пробиотик» впервые ввел в литературу в 1954 году Фердинанд Виржин. Для автора этого термина греческие корни «pro» -- «содействующий» и «bios» -- «жизнь» означали, что такие вещества способствуют жизни в самом широком смысле в противоположность антибиотикам с их отрицательными побочными эффектами.

Общая характеристика и биологическая роль

Пробиотики - это прежде всего представители естественной микрофлоры человека, не представляющие опасности для здоровья и относящиеся к группе молочнокислых бактерий (Lactobacilli, Bifidobacteria, Streptococci).

Пробиотики - апатогенные для человека бактерии, обладающие антогонистической активностью в отношении патогенных и условно патогенных бактерий, обеспечивающие восстановление нормальной микрофлоры.

В настоящее время микроорганизмы, используемые в качестве пробиотиков, классифицируют на следующие группы:

1. Спорообразующие (с защитной оболочкой), аэробные и анаэробные

2. Молочнокислые (лакто-, бифидо- и энторококки)

3. Дрожжевые (например, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces Boulardii)

4. Генно-модифицированные (Bacillus Subtilis с плазмидой альфа-интерферона человека).

Так же все существующие пробиотики делятся на две большие группы - жидкие и сухие. Сухие пробиотики получают путем лиофильной сушки микробной массы. Клетки микроорганизмов в этом случае находятся в глубоком анабиозе и могут длительно храниться. Жидкие пробиотики имеют ряд преимуществ, несмотря на короткие сроки хранения. Бактерии в них изначально находятся в активном состоянии и способны к размножению в желудочно-кишечном тракте уже через 2 часа после попадания в организм. Кроме того, жидкие препараты содержат продукты жизнедеятельности микроорганизмов - незаменимые аминокислоты, органические кислоты, иммуностимулирующие вещества, ферменты и коферменты, факторы роста, которые улучшают состояние собственного микробиоценоза. Таким образом, жидкие пробиотики создают временный искусственный микробиоценоз, который благотворно влияет на представителей нормальной микрофлоры и одновременно угнетающе действует на патогенные и условно-патогенные микроорганизмы. Положительное влияние пробиотиков на организм объясняется ещё и тем, что они стимулируют рост собственной микрофлоры. Поэтому главенствующая и конечная цель приёма пробиотиков - восстановление собственной микрофлоры макроорганизма. Этот процесс требует времени, этим и объясняется длительность курсов приема пробиотиков.

Технология получения пробиотиков

1. Технология производства бифидумбактерина

Бифидумбактерин представляет собой лиофилизированную микробную массу живых бифидобактерий. Бифидумбактерин предназначен для лечения и профилактики желудочно-кишечных болезней у человека и животных. По внешнему виду препарат представляет собой кристаллическую или пористую массу бежевого или беловато-серого цвета. В состав препарата входят сахароза и желатин, которые являются компонентами стабилизирующей среды высушивания. Препарат выпускают в виде сухой биомассы. Лиофилизированной в ампулах или флаконах. Массовая доля влаги сухого препарата должна быть не более 3,5%.

Все работы, связанные с пересевом, разведением, определением физико-химических характеристик бифидумбактерина, требуют соблюдения стерильности и проводятся в вытяжных шкафах или на лабораторных столах над кюветами, на дно которых помещены коврики, смоченные 10%-ным раствором перекиси водорода. Технология производства бифидумбактерина включает следующие стадии: приготовление питательных сред, выращивание посевного материала, культивирование, сублимационное высушивание, приготовление лекарственных форм, контроль готового препарата.

Приготовление питательных сред. Для культивирования бифидобактерий используют среду Блоурокка или среду на основе гидролизата казеина.

В состав среды Блоурокка входят агар микробиологический, натрий хлористый, пептон сухой, лактоза, печёночный бульон, цистин. Срок хранения питательной среды не более 7 суток при температуре 20±5°С.

Стадия выращивания посевного материала. Посевы бифидобактерий инкубируют при температуре 38±1°С в течение 60±12 ч. Контрольные посевы инкубируют при температуре 22±2°С в течение 8 сут. При этом получают бифидобактерии 1-ой генерации.

Следующий этап - получение бифидобактерий 2-ой генерации. Засев культуры проводят из расчёта 10% от объёма среды. Культура бифидобактерий и контрольные посевы инкубируют при той же температуре, что и для посева 1-ой генерации. Общее время также аналогично времени для посевов 1-ой генерации. Контроль посевной культуры проводится при высевании бифидобактерий 2-ой генерации в пробирки с глюкозой, средой Сабура и приготовлении мазка, окрашенного по Грамму.

При отсутствии роста в контрольных пробирках и наличии типичного роста бифидобактерий в виде рыхлого зернистого осадка, полученную культуру используют для посева в биореактор.

Культивирование. Культивирование бифидобактерий проводят в биореакторах марки БИОР. После проверки на герметичность и обработки фильтров биореактор стерилизуют при 130°С в течение 90 мин. Затем в него вводят гидролизатно-молочную или казеиноводрожжевую среду. Засев питательной среды проводят бифидобактериями 2 - 3-ей генерации.

После культивирования проводят контроль биомассы. Биологическая концентрация бифидобактерий должна быть не менее 108 клеток/мл, посторонняя микрофлора должна отсутствовать, рН = 7,1 ± 0,1. Затем готовят среду высушивания и вводят в биореактор. Биомассу со средой высушивания перемешивают 3±0,5 мин механической мешалкой, разливают в стерильные ёмкости аппарата «Магнолия» и передают на участок розлива в ампулы.

Сублимационное высушивание биомассы. Розлив биомассы в ампулы производится при постоянном перемешивании. В начале, середине и конце розлива отбирают пробы для определения посторонней микрофлоры и жизнеспособности бифидобактерий, равномерности и точности розлива. Заполненную ампулами кассету прикрывают несколькими слоями стерильной марли, металлической крышкой и передают для замораживания в низкотемпературную установку Масс-5, где выдерживают препарат при температуре минус 40±2°С в течение 48 ± 2 ч.Высушивание проводят при давлении 13,3 ± 0,13 Па и температуре минус 30 ± 4°С в течение 24 ± 2 ч, далее температуру повышают до + 28 ± 2°С в течение 16 ± 2 ч и выдерживают 20 ± 2 ч.

Запайка ампул. Герметизацию ампул осуществляют не позднее 72 ч после окончания лиофилизации на автомате для запайки ампул в атмосфере азота.

Получение готовой лекарственной формы. Пятой стадией производства бифидумбактерина является маркировка и упаковка препарата. В помещении контроль производят проверку герметичности ампул и визуальный контроль.

Ампулы, прошедшие контроль и осмотр, отправляют на маркировочную машину, затем укладывают по 10 штук в пачки из картона. В каждую пачку вкладывается инструкция по применению препарата.

Контроль готового препарата осуществляется по следующим показателям:

· физические свойства;

· внешний вид;

· отсутствие посторонней микрофлоры;

· количество живых бифидобактерий в одной дозе препарата;

· активность кислотообразования;

· остаточная влажность, рН;

· герметичность.

2. Пробиотики на основе молочнокислых бактерий

К молочнокислым бактериям, широко используемым для производства пробиотиков, относятся молочнокислые стрептококки и лактобактерии.

В молочной промышленности для изготовления различных продуктов из молочнокислых стрептококков наиболее часто применяют мезофильные стрептококки S. lactis и S. cremoris, которые относятся к группе гомоферментативных, разлагающих молочный сахар до молочной кислоты. В отдельных случаях они образуют небольшие количества летучих жирных кислот и ацетона; являются активными кислотообразователями, оптимальной температурой их роста является 30°С - для S. lactis и 25°C - для S. cremoris.

В настоящее время у всех видов молочнокислых бактерий найдены бактериофаги. Они являются строго специфичными, и поэтому с помощью явления бактериофагии можно дифференцировать молочнокислые бактерии. Основополагающим является то, что бактериофаги нарушают молочнокислое брожение при производстве творога, простокваш, сыров с низкой температурой второго нагревания.

Питательные среды для молочнокислых бактерий и технология их получения. Для селекции молочнокислых бактерий очень важным является правильный выбор питательных сред и условий культивирования. Чаще всего для выделения молочнокислых бактерий из природных источников используют стерильное обезжиренное молоко. При культивировании гетероферментативных молочнокислых бактерий, для которых характерно сбраживание солей лимонной кислоты, в питательные среды добавляются лимоннокислый натрий (1%), а в отдельных случаях и дрожжевой гидролизат (2%). На таких же средах осуществляют культивирование молочнокислых бактерий с целью получения заквасок для производства различных молочнокислых продуктов - творога, сметаны, йогурта, простокваши и др.

Кроме обезжиренного молока, для культивирования молочнокислых бактерий в промышленных условиях с целью получения пробиотиков, применяют гидролизованное молоко. Для этого обезжиренное молоко стерилизуют при температуре 120°С в течение 10 - 15 мин и охлаждают до 45°С. Обезжиренное молоко должно иметь слегка кремоватый цвет. Затем устанавливают рН до 7,6 - 7,8 и к обезжиренному молоку добавляют из расчёта на 1 литр 0,5 - 1г панкреатита или 2 - 3 г поджелудочной железы. Через несколько минут в молоко добавляют хлороформ из расчёта 5 мл на 1 л. Такую смесь в бутылях, закрытых резиновой пробкой, выдерживают в термостате при 40°С в течение 24 ч. В первые часы молоко следует периодически перемешивать. Через 24 ч гидролизат фильтруют через бумажный фильтр. Такой гидролизат обычно прозрачный, реакция его нейтральная и слабокислая, содержит 110 - 120 мг% аминного азота, срок хранения 1 - 2 недели.

Для приготовления из гидролизата молоко питательной среды его разводят деминерализованной водой в отношении 1:1 - 1:2 и устанавливают рН = 6,8 - 7,0. При необходимости вводят различные добавки. Питательную среду стерилизуют при 110°С в течение 30 мин. Это делается для предотвращения образования в среде белково-сахарных комплексов, отрицательно влияющих на рост молочнокислых бактерий.

3. Технология изготовления биобактона

Биобактон представляет собой лифилизированную культуру ацидофильной палочки, обладающей высокими антибиотическими и кислотообразующими свойствами. Для приготовления используют обезжиренное молоко или среду на основе гидролизата молока по описанному выше методу.

Культивируют L. acidophilum при 37°С в течение 10 - 15 ч. При этом в процессе культивирования среду периодически нейтрализуют кальцинированной содой, что обеспечивает накопление микробных клеток до 3 млрд/мл. Отделяют микробные клетки ацидофильных бактерий в стационарную фазу, т.е. через 10 - 15 ч культивирования. В этот период микробные клетки являются более активными и стойкими к замораживанию.

Бактериальную массу концентрируют на суперцентрифугах производительностью 200 - 800 л/ч, работающих при частоте вращения ротора 16000 об/мин. Полученный концентрат ацидофильной палочки обычно содержит 250 - 300 млрд клеток в 1 г.

Чаще всего Биобактон выпускают в лиофильно высушенном виде. В качестве среды высушивания используют молочный обрат с сахаром или сахарозо-желатиновую среду. Концентрированную биомассу разбавляют средой высушивания 1:6.

Далее расфасовывают по флаконам, а затем подвергают лиофильной сушке. После этого флаконы закрывают резиновыми пробками, обкатывают для герметичности алюминиевыми колпачками. Проводят контроль на:

· стерильность;

· биологическую концентрацию бактерий;

· антагонистическую активность, влажность и др.

Номенклатура лекарственных препаратов

Заключение

Проблема микроэкологии кишечника в последние годы привлекает большое внимание не только педиатров, но и врачей других специальностей (гастроэнтерологов, неонатологов, инфекционистов, бактериологов). Известно, что микроэкологическая система организма, как взрослого, так и ребенка - очень сложный динамичный комплекс, включающий в себя разнообразные по количественному и качественному составу ассоциации микроорганизмов и продукты их биохимической активности (метаболиты) в определенных условиях среды обитания. Состояние динамического равновесия между организмом хозяина, микроорганизмами его заселяющими и окружающей средой принято называть "эубиоз", при котором здоровье человека находится на оптимальном уровне.

Существует множество причин, из-за которых происходит изменение соотношения нормальной микрофлоры пищеварительного тракта. Эти изменения могут быть как кратковременными - дисбактериальные реакции, так и стойкими - дисбактериоз. Препараты-пробиотики на основе этих микроорганизмов широко используются в качестве питательных добавок, а также в йогуртах и других молочных продуктах. Микроорганизмы, входящие в состав пробиотиков, не патогенны, не токсичны, содержатся в достаточном количестве, сохраняют жизнеспособность при прохождении через желудочно-кишечный тракт и при хранении. Пробиотики не считаются лекарственными препаратами и рассматриваются как средства, полезно влияющие на состояние здоровья людей.

Список литературы

1. Биотехнология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.О. Сазыкин, С.Н., Орехов, Чакалева; под ред. А.В. Катминского. М.: Издательский центр «Академия», 2006. с. 183-192.

2. Биотехнология: Учебник / И.В. Тихонов, Е.А. Рубан, Т.Н. Грязнева и др.; Под ред. Акад. РАСХН Е.С. Воронина. Спб.: ГИОРД, 2005. с. 322-336.

3. http://knowledge.allbest.ru/medicine/.

4. http://www.referat.ru.

5. http://www.gastroscan.ru.

Приложения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на Allbest.ru