Микробиологический препарат на основе гомоферментативных штаммов Lactobacillus plantarum, выделенных из природных источников для биоконсервирования растительных ресурсов (обзор проведенных исследований в период с 2000 по 2015 г.)

Р.А. Шурхно

Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Казань, 420059, Россия

Полный текст PDF

Аннотация

Статья представляет собой обзор исследований, проведенных автором по совершенствованию процесса биоконсервирования растительных ресурсов путем создания эффективного микробиологического препарата на основе активных штаммов молочнокислых бактерий. Известно, что решение проблемы производства биологических консервантов связано с использованием основополагающих принципов микробиологических, биотехнологических процессов, которые способствуют созданию биологических консервантов, обеспечивающих наиболее оптимальную и эффективную ферментацию растительных масс, – это использование гомоферментативных молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum, выделенных из природных экологических ниш; консервирование растительной массы молочнокислой культурой в стадии высокой физиологической активности. С учетом приведенных особенностей разработан и внедрен в промышленное производство микробиологический препарат «Универсальная силосная закваска – БИОАГРО» на основе двух новых штаммов L. plantarum RS3 и L. plantarum RS4, выделенных из природных источников. Промышленное внедрение и испытание созданного микробиологического препарата осуществляли в течение трех лет (2012–2014 гг.) в десяти хозяйствах восьми районах Республики Татарстан. Установлено, что применение препарата в сочетании с оптимизированной технологией биоконсервирования высокобелковых многолетних, однолетних злаковых трав, их смесей и кукурузы, и слабопровяленного растительного сырья в анаэробных условиях повышает качественные характеристики силоса и сенажа, а также увеличивает их энергетическую ценность и улучшает экономические показатели технологических процессов заготовки кормов.

Ключевые слова: молочнокислые бактерии, эпифитная микрофлора, идентификация, биоконсервирование, растительная масса, органические кислоты, активная кислотность, биологический консервант

Литература

1. Панов А.А, Рогачевская Н.С., Раменский В.А. Сравнительная эффективность применения бактериальных заквасок и химических консервантов при силосовании зеленых кормов // Материалы науч.-практ. конф. «Консервирование травяных кормов». – Таллин, 1988. – С. 18–20.
2. Schmidt R.J., Hu W., Mills J.A., Kung L.Jr. The development of lactic acid bacteria and Lactobacillus buchneri and their effects on the fermentation of alfalfa silage // J. Dairy Sci. – 2009. – V. 92, No 10. – P. 5005–5010. – doi: 10.3168/jds.2008-1701.
3. Квасников Е.И. Биология молочнокислых бактерий. – Ташкент: Изд-во АН УзССР, 1960. – 351 с.
4. Квасников Е.И. Исследование молочнокислых бактерий и разработка принципов регулирования их жизнедеятельности // Микробиол. журн. (Киев) – 1967. – Т. 29, № 5. – С. 400–413.
5. Квасников Е.И., Нестеренко О.А. Методы выделения, культивирования и хранения молочнокислых бактерий // Прикл. биохим. и микробиол. – 1968. – Т. 4, № 1. – С. 68–75.
6. Победнов Ю.А. Теоретическое обоснование и разработка способов приготовления энергонасыщенных высокопротеиновых силосованных кормов на основе регулирования микробиологических процессов: Дис. … д-ра с.-х. наук. – М., 2003. – 296 c.
7. Победнов Ю.А. Факторы и приемы, обуславливающие стабильность силоса из провяленных трав при хранении и выемке // Адаптивное кормопроизводство. – 2011. – № 2. – С. 41–50.
8. Pang H., Zhang M., Qin G., Tan Z., Li Z., Wang Y., Cai Y. Identification of lactic acid bacteria isolated from corn stovers // Anim. Sci. J. – 2011. – V. 82, No 5. – P. 642–653. – doi: 10.1111/j.1740-0929.2011.00894.x.
9. OʼDonnell M.M., OʼToole P.W., Ross R.P. Catabolic flexibility of mammalian–associated lactobacilli // J. Microbiol. Cell Fact. – 2013. – V. 12, No 48. – doi: 10.1186/1475-2859-12-48.
10. Квасников Е.И., Нестеренко О.А. Молочнокислые бактерии и пути их использования. – М.: Наука, 1975. – 384 с.
11. Мак-Дональд П. Биохимия силоса. – М.: Агропромиздат, 1985. – 272 с.
12. Valerio F., Lavermicocca P., Pascale M., Visconti A. Production of phenyllactic acid by lactic acid bacteria: an approach to the selection of strains contributing to food quality and preservation // J. FEMS Microbiol. Lett. – 2004. – V. 233, No 2. – P. 289–295. – doi: 10.1111/j.1574-6968.2004.tb09494.x.
13. Weinberg Z.G., Khanal P., Yildiz C., Chen Y., Arieli A. Effects of stage of maturity at harvest, wilting and LAB inoculant on aerobic stability of wheat silages // Anim. Feed Sci. Technol. – 2010. – V. 158. – P. 29–35.
14. Heinritz S.N., Martens S.D., Avila P., Hoedtke S. The effect of inoculant and sucrose addition on the silage quality of tropical forage legumes with varying ensilability // Anim. Feed Sci. Technol. – 2012. – V. 174, No 3–4. – P. 201–210.
15. Vlková E., Rada V., Bonešova V., Ročková Š. Growth and survival of lactic acid bacteria in lucerne silage // J. Folia Microbiol. (Praha). – 2012. – V. 57, No 4. – P. 359–362.
16. Буряко И.А., Шыбеко Е.А., Стефанович Л.И., Беликова В.Л. Выделение бактерий рода Lactobacillus – активных кислообразователей из растительных источников // Микробиология. – 1997. – № 4. – С. 527–531.
17. Рамонова Э.В. Выделение и идентификация местных штаммов молочнокислых микроорганизмов и их использование в качестве пробиотиков: Автореф. дис. … канд. биол. наук. – Владикавказ, 2011. – 24 с.
18. Шурхно Р.А., Гареев Р.Г., Абульханов А.Г., Валидов Ш.З., Боронин А.М., Наумова Р.П. Ферментация высокобелковой растительной массы с интродукцией молочнокислых бактерий // Прикл. биох. и микробиол. – 2005. – Т. 41, № 1. – С. 79–89.
19. Шурхно Р.А., Сироткин А.С. Свойства штаммов молочнокислых бактерий, используемых для ферментации высокобелковой растительной массы (обзор) // Вестн. Казан. технол. ун-та. – 2015. – Т. 18, № 10. – С. 227–232.
20. Шурхно Р.А., Норина Е.С., Шайтанов О.Л, Гареев Р.Г. Оценка устойчивости микробных сообществ в прикорневой зоне кормовых бобовых трав // Нива Татарстана. – 2003. – № 5–6. – С. 34–40.
21. Шурхно Р.А., Шайтанов О.Л, Гареев Р.Г., Наумова Р.П. Микробиологический статус микрофлоры ризосферы многолетних бобовых трав как критерий оценки и прогноза состояния почвы // Сельскохозяйственная биология. – 2004. – № 3. – С. 61–66.
22. Шурхно Р.А., Королева Н.В., Шайтанов О.Л. Биологическая активность прикорневой зоны многолетних бобовых культур // Пути мобилизации биологических ресурсов повышения продуктивности пашни, энергоресурсосбережения и производства конкурентноспособной сельскохозяйственной продукции: Сб. науч. тр. – Казань: Фолиантъ, 2005. – С. 327–337.
23. Шурхно Р.А., Королева Н.В., Наумова Р.П. Биологические свойства корнеобитаемой зоны многолетних бобовых трав // Докл. РАСХН. – 2006. – № 3. – С. 31–36.
24. Шурхно Р.А., Норина О.С., Тагиров М.Ш., Наумова Р.П. Активность ризосферы многолетних бобовых трав в условиях биологического земледелия // Докл. РАСХН. – 2008. – № 6. – С. 23–26.
25. Naser S.M., Dawyndt P., Hoste B., Gevers D., Vandemeulebroecke K., Cleenwerck I., Vancanneyt M., Swings J. Identification of lactobacilli by pheS and rpoA gene sequence analyses // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. – 2007. – V. 57. – P. 2777–2789. – doi: 10.1099/ijs.0.6471-0.
26. Шурхно Р.А., Вологин С.Г., Гибадуллина Ф.С., Тагиров М.Ш. Скрининг природных штаммов молочнокислых бактерий и их таксономическая идентификация // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2, Ч. 1. – URL: www.science-education.ru/122-21189.
27. Шурхно Р.А., Валидов Ш.З., Боронин А.М., Наумова Р.П. Моделирование молочнокислого сбраживания соков бобовых растений // Прикл. биох. и микробиол. – 2006. – Т. 42, № 2. – С. 229–235.
28. Пат. 2309605 РФ. Способ диагностики силосуемости растений / Р.А. Шурхно, Ш.З. Валидов, Т.Г. Хадеев, Р.П. Наумова, О.Н. Ильинская. – № 2005100414/13;   заявл. 11.01.2005. опубл. 10.11.2007. Бюл. 31. –9 с.
29. Shurkhno R.A., Validov Sh. Z., Ilinskaya O.N. Screening of antagonistic activity of lactic acid bacteria strains in relation to Candida scotti for optimal conservation of plant juices // J. Agric. Stud. – 2014. – V. 2, No 2. – P. 21–31.
30. Шурхно Р.А., Гибадуллина Ф.С., Тагиров М.Ш. Интродукция природного штамма Lactobacillus sp. RS4 при сенажировании клевера лугового // Достижения науки и техники АПК. – 2015. – Т. 29, № 5. – С. 75–79.
31. Шурхно Р.А., Ильинская О.Н., Гибадуллина Ф.С., Фаттахова З.Ф. Ферментация растительной массы люцерны изменчивой с применением универсальной силосной закваски // Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов: Сб. науч. тр. – М.: ИД «Типография» Россельхозакадемии, 2014. – С. 266–275.

Шурхно Равиля Абдулловна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, руководитель Центра аналитических исследований

Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Оренбургский тракт, д. 48, г. Казань, 420059, Россия

E-mail: Ravillya@yandex.ru

Для цитирования: Шурхно Р.А. Микробиологический препарат на основе гомоферментативных штаммов Lactobacillus plantarum, выделенных из природных источников для биоконсервирования растительных ресурсов (обзор проведенных исследований в период с 2000 по 2015 г.) // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2016. – Т. 158, кн. 1. – С. 5–22.

For citation: Shurkhno R.A. A microbiological preparation based on the homofermentative strains of Lactobacillus plantarum isolated from the natural sources for bioconservation of plant resources (review of studies between 2000 and 2015). Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2016, vol. 158, no. 1, pp. 5–22. (In Russian)

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.