Цель проекта: Разработка новых способов использования уксуснокислых бактерий для ферментации молочного и растительного сырья с получением функциональных продуктов, способствующих оздоровлению населения и повышению неспецифической устойчивости к инфекциям.
Полученные результаты:

1. Сравнительное метагеномное исследование образцов кумыса с различным уровнем противогрибкового антагонизма выявило взаимосвязь высокой антагонистической активности в отношении условно-патогенных Candida с обилием уксуснокислых бактерий группы Acetobacter pasteurianus и присутствием определенных ASV молочнокислых бактерий, относящихся к роду Lactobacillus sensu lato. При изобилии молочнокислых кокков и бактерий группы кишечной палочки противогрибковая активность снижалась.
2. Из образцов кумыса со средней антагонистичекой активностью против условно-патогенных дрожжей было выделено 20 изолятов молочнокислых бактерий, 32 изолята уксуснокислых бактерий и 15 изолятов дрожжей из кумыса. Из образцов кумыса с высоким антагонизмом против Candida выделено 8 изолятов молочнокислых бактерий. Из сырого козьего молока выделено 9 изолятов молочнокислых бактерий и 3 изолята дрожжей. Из образцов квашенной капусты выделены 27 изолятов молочнокислых бактерий и 5 изолятов уксуснокислых бактерий. Из квашеных томатов выделено 8 изолятов дрожжей.
3. Показано, что среда MRS является оптимальной для выделения уксуснокислых бактерий из смешанных культур с молочнокислыми бактериями. В качестве оптимальной питательной среды для культивирования уксуснокислых бактерий в чистой культуре отобрана среда GYC.
4. Произведен отбор выделенных микроорганизмов по биотехнологически ценным показателям. Все изоляты молочнокислых бактерий показали хорошее свертывание коровьего молока в течение 24 ч культивирования при 37°С. Определена антагонистическая активность молочнокислых бактерий в отношении грамположительных и грамотрицательных тестовых микроорганизмов из родов Staphylococcus, Sarcina, Mycobacterium, Seratia, Bacillus, Escherichia, Salmonella, Pseudomonas, Proteus. Отобрано 10 изолятов молочнокислых бактерий с наиболее высокой антибактериальной активностью. 30 из 32 изолятов уксуснокислых бактерий проявили хорошую скорость роста на плотной и жидкой среде GYC. Среди дрожжей отобрано 3 изолята с наиболее высокой бродильной активностью на среде Ридер с глюкозой и 1 изолят на среде с лактозой.
5. Отобраны совместимые сочетания молочнокислых и уксуснокислых бактерий для получения кисломолочного продукта. На их основе составлено 30 ассоциаций, включающих по одной культуре молочнокислых и одной культуре уксуснокислых бактерий. Составленные ассоциации преимущественно подавляли рост условно-патогенных тестовых и изолированных из кишечника микроорганизмов Candida albicans K13, Sarcina flava U, Staphylococcus sp. KNT1, Salmonella enterica ser. Dublin U, Pseudomonas sp. KNT. По органолептическим показателям отобрана ассоциация №15 молочнокислых стерптококков 3KUM12 и изолята уксуснокислых бактерий УКБ-20.
6. После предварительного отбора в опыте по ферментации капусты из 27 изолятов гетероферментативных молочнокислых бактерий оставлено 16 вариантов. С использованием отобранных молочнокислых бактерий составлено 10 ассоциаций молочнокислых и уксуснокислых бактерий. При ферментации овощей, включающих белокочанную капусту, морковь и болгарский перец отобраны ассоциация №8 с наилучшими органолептическими показателями, включающая молочнокислые бактерии 1К7, Bel1, 2К3 и уксуснокислые бактерии 2-6.
7. Разработан кисломолочный напиток на основе молочнокислых бактерий 3KUM11, 3KUM12 и уксуснокислых бактерий 2-6 в соотношении 1:2:1, показавший лучшие сенсорные свойства и антагонистическими активный по отношению к большинству изученных тестов. Напиток может быть получен двумя способами, как только с использованием коровьего молока, так и с добавленим 40% молочной сыворотки. После 8 часов ферментации при 37°С продукт продолжают сквашивать при 30°С в течение 16 часов.
8. На основе отобранного консорциума, включающего изоляты молочнокислых бактерий 1К7, Bel1, 2К3 и уксуснокислых бактерий 2-6 разработан ферментированный овощной продукт с использованием 3 наименований овощей, имеющий приятный кисловатый вкус, более насыщенный аромат, выраженную хрусткость, лучшие показатели цвета в сравнении с контролем. Получен соус на основе томатов с высокими органолептическими показателями с использованием отобранной ассоциации молочнокислых бактерий 1K7, Bel1, 2K3, уксуснокислых бактерий 2-6 и дрожжей Gyc 1 и Gyc 3.
9. Проведена молекулярно-генетическая идентификация отобранных микроорганизмов. Отобранные антагонистически активные молочнокислые бактерии отнесены к видам Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii, Lacticaseibacillus paracasei, Limosilactobacillus fermentum, Lacticaseibacillus rhamnosus, Enterococcus faecalis. Среди уксуснокислых бактерий доминировали Acetobacter cibinongensis, были также представлены Acetobacter pasteurianus, Acetobacter indonesiensis, Acetobacter malorum. Сбраживающие лактозу дрожжи отнесены к Kluyveromyces marxianus. Молочнокислые бактерии ферментированных овощей идентифированы как Pediococcus pentosaceus Lacticaseibacillus paracasei и Lactiplantibacillus plantarum. Дрожжи, входящие в состав закваски для томатного соуса идентифицированы как Hanseniaspora uvarum и Metschnikowia ziziphicola.
10. Определена пищевая и биологическая ценность полученных продуктов. В кисломолочном напитке, полученном с использованием уксуснокислых бактерий, статистически значимо повышено содержание уксусной кислоты в 2,4 раза, нонановой кислоты в 2,75 раза, отсутствует фурфурол, преставлены гептановая и додекановая жирные кислоты, сокращено содержание бензойной кислоты на 42%. Относительное содержание жирных кислот в напитке с включением дрожжей Kluyveromyces marxianus 19 выше на 8,8% при снижении доли спиртов на 3,2%, р<0,05. При ферментации овощей с помощью разработанной закваски были идентифицированы L-молочная, тетрадекановая (миристинговая) и гексадекановая (пальмитиновая) органические жирные кислоты. При ферментации с использованием закваски сохранялось несколько большее число химических соединений свежих овощей, чем при спонтанной ферментации.
11. Определены аминокислотный и элементный состав, а также содержание витаминов в разработанных продуктах. Отдельные аминокислоты (аргинин, валин, пролин, серин и треонин) проявляли тенденцию к увеличению в продукте с добавлением уксуснокислых бактерий, а фенилаланин и гистидин, напротив, к уменьшению. В кисломолочном продукте с применением уксуснокислых бактерий уровень витамина В3(РР) был статистически достоверно выше в 1,5 раз, витамина С в 1,7 раз, однако витамина А меньше на 30%. Кисломолочный продукт содержал на 29% больше кальция и магния при использовании уксуснокислых бактерий. Содержание пролина в ферментированном соусе статистически достоверно выше в 2,4 раза при введении в закваску целлюлолитических бактерий, однако содержание витаминов В3 и В6 было значительно снижено.
12. Установлена антагонистическая активность разработанного кисломолочного напитка в отношении 12 тест-культур, включая кишечные C. albicans K13, три изолята Staphylococcus sp., Proteus sp. KNT и Pseudomonas KNT и пять коллекционных тест-культур: C. albicans ATCC10231, S. flava 5, B. subtilis ATCC6633, M. citreum IMV, S. enterica ser. Dublin IMV и S. enterica ser. Enteritidis NT. Полученный напиток с использованием уксуснокислых бактерий напиток характеризовался наличием антагонизма в отношении коллекционных и кишечных штаммов C. albicans и увеличением антагонистической активности в отношении грамотрицательных бактерий Proteus, Pseudomonas и Salmonella на 37-67% по сравнению с к чистыми культурами молочнокислых и уксуснокислых бактерий. Сок ферментированных в течение 5 суток овощей подавлял S. flava 5, S. aureus 16, S. enterica ser. Enteritidis NT, B. subtilis ATCC6633. Разработанный томатный соус подавлял B. subtilis ATCC6633, S. flava 5, M. rubrum IMV, M. citreum IMV.
13. Разработана жидкая смешанная закваска прямого внесения для получения кисломолочных продуктов, включающая Streptococcus thermophilus 3KUM12, Laсtobacillus delbrueckii 3Kum11 и Acetobacter pasteurianus 2-6. Разработаны два способа получения кисломолочных продуктов с использованием закваски. Разработана технологическая инструкция по производству жидкой закваски. Жидкая закваска может быть получена как на молоке, так и на молочной сыворотке, процесс ее получения включает двухэтапное заквашивание при температурах 37°С и 30°С.

Список опубликованных работ:

1. Олейникова Е.А., Чижаева А.В., Саубенова М.Г., Алыбаева А.Ж., Амангелді А.А. Пробиотический потенциал уксуснокислых бактерий // Материалы международной научно-практической онлайн конференции «Современные проблемы естественных наук и междисциплинарные исследования». – Атырау: Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университеті, 2021. – Т. 2. - С. 161-165.
2. Олейникова Е.А., Чижаева А.В., Амангелді А.А. Антагонистическая активность ассоциаций молочнокислых и уксуснокислых бактерий // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной памяти доктора ветеринарных наук профессора Пионтковского В.И. «Актуальные проблемы и тенденции развития современной аграрной науки и ветеринарии», 18 июня 2021 г. Костанай: Костанайский региональный университет им. А. Байтурсынова, 2021. - С. 303-306.
3. Олейникова Е.А., Алыбаева А.Ж., Амангелдi А.А., Чижаева А.В. Выделение уксуснокислых бактерий из совместных культур с молочнокислыми бактериями // X Международная научно-практическая конференция «Наука и образование в современном мире. Вызовы XXI века». 3. Биологические науки. - Нур-Султан, 2022. – Т. 1. – С. 54-57.
4. Саубенова М.Г., Олейникова Е.А., Чижаева А.В., Алыбаева А.Ж., Айтжанова А.А., Амангелді А.А., Потороко И.Ю. Микробиота человека и болезни цивилизации: в поисках выхода // Микробиология және вирусология. – 2022. - №3(38). – С. 4-22. doi:10.53729/MV-AS.2022.03.01
5. Олейникова Е.А., Алыбаева А.Ж., Ермекбай Ж.Н., АлимжановА М.Б., Ашимулы К., Даугалиева С.Т., Хаджаева М.И., Бейсембекова Г.К. Разработка ферментированного овощного продукта с использованием смешанной закваски, включающей молочнокислые и уксуснокислые бактерии // Микробиология және вирусология. – 2023. - №3(42). – С. 68-83. doi:10.53729/MV-AS.2023.03.04 (русский, английский)
6. Oleinikova Ye., Alybayeva A., Daugaliyeva S., Alimzhanova M., Ashimuly K., Yermekbay Zh., Khadzhibayeva I., Saubenova M. Development of an antagonistic active beverage based on a starter including Acetobacter and assessment of its volatile profile. International Dairy Journal, 2024, Volume 148, 105789. doi:10.1016/j.idairyj.2023.105789

Патенты:

1. Заявка на изобретение Республики Казахстан №2023/0723.1 Ассоциация AMW антагонистически активных молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 3KUM11, Streptococcus thermophilus 3KUM12 и уксуснокислых бактерий Acetobacter pasteurianus subsp. pasteurianus 2-6 для ферментации молока с добавлением молочной сыворотки / Саданов А.К., Олейникова Е.А., Алыбаева А.Ж.; заявитель и патентообладатель ТОО «Научно-производственный центр микробиологии и вирусологии». – заявл. 30.10.2023. (русский)
2. Заявка на изобретение Республики Казахстан №2023/0725.1 Способ получения кисломолочного напитка с добавлением молочной сыворотки / Саданов А.К., Олейникова Е.А., Алыбаева А.Ж.; заявитель и патентообладатель ТОО «Научно-производственный центр микробиологии и вирусологии». – заявл. 30.10.2023.

Цель проекта: Разработка микробиологического способа комплексной утилизации целлюлозосодержащих отходов растениеводства для пищевой, кормовой и фармацевтической промышленности с использованием высших грибов.
Полученные результаты:

1. Из различных целлюлозосодержащих субстратов выделено 26 изолятов плесневых грибов, засоряющих процесс культивирования и вызывающих потерю урожая высших грибов. 14 из всех изолятов мицелиальных грибов были получены с пшеничной соломы, 5 - с ячменной, 4 - с овсяной соломы, 5 - из плодовых тел и мицелия целлюлозоразрушающих высших базидиальных грибов. Основными микромицетами, засоряющими солому различных злаковых культур при хранении являлись Penicillium, Aspergillus и Fusarium. При хранении в образцах соломы сокращалось родовое разнообразие плесневых грибов. Изоляты Trichoderma были изолированы только из плодовых тел высших грибов.
2. Из соломы злаковых культур, разрушенной древесины и выделений жуков-древоточцев выделено 49 изолятов целлюлолитических бактерий. Среди них отобрано 19 бактерий с высокой и средней целлюлолитической активностью. Лучшим источником для выделения разлагающих целлюлозу микроорганизмов являются старые образцы целлюлозосодержащих субстратов с визуальными признаками порчи.
3. Отобраны антагонисты микромицетов засорителей. Из 19 микроорганизмов с высокой целлюлолитической активностью отобрано 6 изолятов, сдерживающих рост плесневых грибов. Из коллекции лаборатории отобрано 5 изолятов с противогрибковой активностью.
4. Проведена анаэробная ферментация пшеничной соломы совместно с разнотравной растительностью. Отобрано 6 образцов для выделения микроорганизмов-спутников процесса выращивания высших грибов – антагонистов засоряющих микромицетов, целлюлолитических, молочнокислых и пропионовокислых бактерий.  Выделены гетероферментативные молочнокислые и пропионовокислые бактерии и микроорганизмы, стимулирующие рост высших грибов. Из 21 грамположительных каталазонегативных изолятов со среды MRS отобрано 13 гетероферментативных молочнокислых бактерий. Из 3 изолятов грамположительных каталазоположительных бактерий со среды ASLA отобрано 2 изолята пропионовокислых бактерий. Со среды МПА отобрано 7 изолятов.
5. Определена совместимость изолятов молочнокислых и целлюлолитических бактерий. Отобраны 19 совместимых сочетаний микроорганизмов. В модельных опытах по силосованию соломы с составленными ассоциациями отобрана наилучшая ассоциация.  Проведена молекулярно-генетическая идентификация отобранных микроорганизмов. Целлюлолитические бактерии антагонисты идентифицированы как Bacillus australimaris Psh2-3, молочнокислые бактерии как Lacticaseibacillus paracasei 2MKB3.
6. Произведен подбор и оптимизация состава субстрата и микроорганизмов для повышения показателей скорости роста, активности накопления биомассы плодовых тел высших грибов. Отработана технологии микробной предобработки субстрата для выращивания высших целлюлозоразрушающих грибов. Отобран наиболее эффективный консорциум, состоящий из целлюлолитических бактерий Bacillus australimaris Psh2-3 и молочнокислых бактерий Lacticaseibacillus paracasei 2MKB3. Микроорганизмы консорциума вносятся в пшеничную солому в концентрации 5% одновременно с засевом высшего гриба Pleurotus ostreatus. Солому неплотно упаковывают в пакеты или неглубокие емкости, накрывая пленкой. Выдерживают при температуре 20-25°С. Через 14 суток субстрат обрастает мицелием вешенки. Состав субстрата оптимизирован добавлением 2% мела. При использовании рисовой шелухи оптимизация состава субстрата достигается также внесением пшеничных отрубей.
7. Повышена питательность, биологическая ценность и сохранность отработанного субстрата. Содержание белка в продукте после 2-недельного обрастания пшеничной соломы повышено с 2,03 до 7,18%. Подобраны культуры дрожжей Saccharomyces derevisiae Tc и каротиновых дрожжей Rhodotirula mucilaginosa 5, благоприятствующих росту высшего гриба и способствующих повышению питательной и биологической ценности отработанного субстрата. Сохранность отработанного субстрата повышена созданием частично аэробных условий для роста аэробных бактерий консорциума Bacillus australimaris Psh2-3 и выраженным подавлением роста плесневых грибов, являющихся конкурентами высшего гриба. Отработана технология экструдирования отработанного субстрата, способствующая повышению содержания углеводов в готовом продукте и его улучшенной сохранности.
8. Получено заключение о непатогенности и нетоксичности штаммов закваски. Отобранный консорциум депонирован в РКМ. Поданы 2 заявки на изобретения РК: на консорциум микроорганизмов и способ переработки целлюлозосодержащих отходов с получением плодовых тел высших грибов и протеинизированной кормовой добавки. Получено положительное решение формальной экспертизы по проектам.

Список опубликованных работ:

1. Саубенова М.Г., Олейникова Е.А., Сулейменова Ж.Б., Айтжанова А.А. Использование микроорганизмов для повышения селективности субстратов культивирования высших грибов // Материалы международной научно-практической онлайн конференции «Современные проблемы естественных наук и междисциплинарные исследования». – Атырау: Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университеті, 2021. – Т.1. - С. 236-239.
2. Саубенова М.Г., Сулейменова Ж.Б., Мустафин К.Г., Айтжанова А.А. Пищевая и лечебная ценность грибов рода Pleurotus // Материалы международной научно-практической онлайн конференции «Современные проблемы естественных наук и междисциплинарные исследования». – Атырау: Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университеті, 2021. – Т.2. - С. 222-226.
3. Сулейменова Ж.Б., Саубенова М.Г., Айтжанова А.А. Культивирование гриба Pleurotus ostreatus // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной памяти доктора ветеринарных наук профессора Пионтковского В.И. «Актуальные проблемы и тенденции развития современной аграрной науки и ветеринарии», 18 июня 2021 г. Костанай: Костанайский региональный университет им. А. Байтурсынова, 2021. - С. 317-318.
4. Саубенова М.Г., Олейникова Е.А., Ермекбай Ж.Н., Айтжанова А.А., Бокенов Д.Д. Микробиологические аспекты выращивания высших грибов // Микробиология және вирусология. – 2021. - №3(34). – С. 4-36.
5. Бокенов Д.Д., Олейникова Е.А., Саубенова М.Г. Разработка способов утилизации целлюлозосодержащих отходов сельского хозяйства на примере пшеничной соломы // X Международная научно-практическая конференция «Наука и образование в современном мире. Вызовы XXI века». 3. Биологические науки. - Нур-Султан, 2022. – Т. 3. – С. 7-9.
6. Ермекбай Ж.Н., Олейникова Е.А., Даугалиева С.Т., Бокенов Д.Д., Саубенова М.Г., Алтекей А.Б., Айтжанова А.А. Выделение микромицетов засорителей лигноцеллюлозных отходов злаковых культур // Микробиология және вирусология. – 2022. - №4. DOI: 10.53729/MV-AS.2022.40.04.
7. Бокенов Д.Д., Ермекбай Ж.Н., Саубенова М.Г., Олейникова Е.А. Pleurotus ostreatus (қарапайым аспа) саңырауқұлағын өсіруге арналған субстраттан ластаушы-микромицеттерін бөліп алу // Материалы международной научной конференции студентов и молодых ученых «ФАРАБИ ƏЛЕМІ», Алматы, Казахстан, 6-8 апреля 2023 года. – Алматы: «Қазақ университеті», 2023. – С. 300.
8. Бокенов Д.Д., Олейникова Е.А., Ермекбай Ж.Н., Абдильманов Д.Е., Саубенова М.Г. Выделение и отбор целлюлолитических бактерий и антагонистов микромицетов-засорителей из целлюлозосодержащих субстратов // Микробиология және вирусология. – 2023. - №2(41). – С. 81-95.
9. Saubenova M., Oleinikova Y., Sadanov A., Yermekbay Z., Bokenov D., Shorabaev Y. The input of microorganisms to the cultivation of mushrooms on lignocellulosic waste. AIMS Agriculture and Food, 2023, 8(1): 239-277. doi: 10.3934/agrfood.2023014.

Патенты:

1. Заявка на изобретение 2023/0436.1 KZ. Саданов А.К., Саубенова М.Г., Олейникова Е.А., Бокенов Д.Д., Ермекбай Ж.Н. Консорциум целлюлолитических бактерий Bacillus australimaris Psh2-3 и молочнокислых бактерий Lacticaseibacillus paracasei 2MKB3 для подготовки субстрата при культивировании высшего гриба вешенка обыкновеннаяя (Pleurotus ostreatus). Заявл. 26.06.2023
2. Заявка на изобретение 2023/0435.1 KZ. Саданов А.К., Саубенова М.Г., Олейникова Е.А., Бокенов Д.Д. Способ подготовки субстрата для культивирования гриба вешенка. Заявл. 26.06.20233

Цель проекта: Повышение резистентности и продуктивности ценных видов рыб в аквакультуре, за счет разработки нового отечественного пробиотического препарата для лечебно-профилактических кормов на основе высокоактивных культур молочнокислых и пропионовокислых бактерий с повышенными антибактериальными, фунгицидными, протеолитическими свойствами.
Полученные результаты:
В ходе выполнения работы были выделены и отобраны антагонистически активные штаммы микроорганизмов, составлен консорциум, подобрана питательная среда, отработаны режимы культивирования консорциума, на основе составленного консорциума получен пробиотически препарат, разработаны технология получения препарата в лабораторных условиях, исследованы физико-химические, биохимические и микробиологические свойства полученного препаратаи определены сроки хранения, проведен опытно-промышленная апробация технологии получения препарата и выроботана опытная партия, определена эффективность препарата при кормлении рыб в аквакультуре, разработаны НТД и наставления по применению пробиотического препарата.
Список опубликованных работ:

1. Чижаева А.В., Олейникова Е.А., Амангельдi А.А., Алыбаева А.Ж., Сидорова В.И. Производство пробиотиков для аквакультуры в Казахстане// Материалы II Международной научно – практической конференции «Современные проблемы биотехнологии: от лабораторных исследований к производству» посвященной 80-летию крупного ученого-микробиолога, академика Казахстанской Национальной Академии Естественных Наук, доктору биологических наук, профессору Жубановой Ажар Ахметовны, 4-5 Июня, 2021 г. – Алматы: Қазақ университеті. – С. 38-41.
2. А.В. Чижаева, А.А. Амангелды, А.Ж. Алыбаева, Е.А. Олейникова, М.Г. Саубенова, Ж.Н. Ермекбай, А.А. Айтжанова. Исследование in vitro пробиотических свойств новых штаммов молочнокислых бактерий, ценных для аквакультуры// Вестник КазНУ, Серия биологическая. – 2021. – №4 (89).
3. Чижаева А.В., Олейникова Е.А., Амангелдi А.А., Алыбаева А.Ж. Преимущества использования пробиотиков на основе молочнокислых бактерий в аквакультуре// Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2021. – № 9. – С. 12-16.
4. Чижаева А.В., Амангельдi А.А., Алыбаева А.Ж., Саданов А.К. Перспективы использования молочнокислых бактерий для создания пробиотического препарата для ценных видов рыб в аквакультуре// Актуальные направления научных исследований: технологии, качество и безопасность: сборник материалов II Национальной (Всероссийской) конференции ученых / под общ. ред. А. Ю. Просекова; ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет». – Кемерово, 2021. – С 287-289.
5. Чижаева А.В., Алыбаева А.Ж., Амангелдi А.А., Олейникова Е.А. Определение фенотипического профиля чувствительности/резистентности к антимикробным препаратам у пробиотических микроорганизмов, ценных для аквакультуры// Материалы Х Международной научно-практической конференции «Наука и образование в современном мире: вызовы XXI века», 5-10 февраля 2022 г., г. Нур-Султан (Астана), Казахстан. – 2022. – Т.1. – С. 49-53.
6. Чижаева А.В., Амангелдi А.А., Алыбаева А.Ж., Олейникова Е.А., Потороко И.Ю. Исследование протеолитической и экзополисахарид-продуцирующей активности молочнокислых и пропионовокислых бактерий, перспективных для применения в аквакультуре // Микробиология және Вирусология. – 2022. – №1 (36). – С. 81-95. doi: 10.53729/MV-AS.2022.01.05.
7. Anna Chizhayeva, Alma Amangeldi,Aigul Alybaeva, Yelena Oleinikova, Amankeldy Sadanov. Lactic acid bacteria as probiotics in sustainable development of aquaculture// Aquatic Living Resources. – 2022– Vol.35(10). – С. 1-17.
8. Алыбаева А.Ж., Амангелді А.А., Ходжаева М.И. Пробиотический препарат на основе молочнокислых и пропионовокислых бактерий повышающий резистентность и продуктивность рыб в аквакультуре// Международная конференция студентов и молодых ученых «Фараби әлемі», 6-8.04.2023– Алматы: КазНУ имени аль-Фараби.- С. 290-291.
9. А.В. Чижаева, М.Б. Алимжанова, Қ Ашимулы, А.К. Саданов, А.Ж. Алыбаева, Ж.Е. Ермекбай, A.A. Амангелді, М.Е. Елубаева. Спектр летучих соединений пробиотического консорциума для рыб в аквакультуре. Микробиология және вирусология, 2023,- 2(41), 6–34. https://imv-journal.kz/index.php/mav/authorDashboard/ submission/149

Патенты:

1. Патент на изобретение № 36288. KZ. Саданов А.К., Чижаева А.В., Амангелді А.А., Алыбаева А.Ж., Олейникова Е.А. Консорциум микроорганизмов Lactobacillus pontis 67, Lactobacillus paracasei 35, Lactobacillus casei КС1, Pediоcoccus acidilactici Рж-1 активный в отношении Вacillus subtilis, Mucor pusillus, Aspergillus niger, Penicillium cyclopium, используемый для приготовления пробиотического препарата.
2. Заявка на изобретение № 2023/0391.1. KZ. Саданов А.К., Чижаева А.В., Алыбаева А.Ж., Амангелді А.А. Способ получения сухого пробиотического препарата.

Цель проекта: Разработка биопрепарата на основе эндофитных микроорганизмов для повышения устойчивости растений к засухе и засолению.
Полученные результаты:

1. Из растений одного и того же вида, как дикорастущих, так и культурных, произрастающих как в засушливых, так и во влажных условиях, выделено 39 изолятов эндофитных микроорганизмов, связанных с существованием в условиях засухи, из них: 5 бактериальных и 1 грибковый изолят выделены из городских засухоустойчивых растений Polygonum aviculare и Erígeron canadénsis; 32 эндофитных микроорганизма получены в результате сравнительного исследования эндофитной микрофлоры растений Илийского района Алматинской области, произрастающих как во влажных, так и в засушливых местах обитания; 2 изолята актиномицетов продуцирующих бурый пигмент в среду, выделены из проростков пшеницы, культивируемых в условиях засухи. Показано, что эндофитные бактерии ксеромезофитных растений, обитающих в засушливых местах г. Алматы и Алматинской области, характеризуются преимущественно оранжево-желтой пигментацией колоний.
2. Из ксерофитных растений окрестностей г. Конаева, обитающих в засушливых и засоленных условиях, выделено 147 изолятов эндофитных микроорганизмов. Показано доминирование бактерий рода Bacillus. Отобраны 52 изолята, проявившие способность к росту при 48°С, и 27 - при 50°С. Эндофиты ксерофитных растений отличались от эндофитов мезофитных растений меньшим разнообразием, более высокой термоустойчивостью и способностью к синтезу антиоксидантых ферментов. слабой представленностью микроорганизмов с желтой и оранжевой пигментацией колоний, но более выраженной способностью к продукции в среду меланиноподобных пигментов.
3. В лабораторных вегетационных опытах с созданием засушливых условий и засоленной почвы показано защитное действие эндофитов Polygonum aviculare и Erígeron canadénsis с оранжевой и желтой пигментацией колоний. Обработка семян пшеницы перед посевом суспензией эндофитных микроорганизмов Polygonum aviculare способствовала полному сохранению жизнеспособности опытных растений в условиях засухи при 70%-ной гибели в контроле с усыханием половины и более длины листьев у вегетирующих растений. Отобраны изоляты эндофитного гриба и 3 эндофитных бактерий Erígeron canadénsis, повышающие устойчивость пшеницы к засухе и засолению. В отношении ячменя защитное действие выражено слабее.
4. Эндофитные микроорганизмы мезофитных сорных растений оказывали более выраженное ростостимулирующее и засухозащитное действие на растения пшеницы по сравнению с эндофитами растений ксерофитов.
5. В вегетационных экспериментах отобраны наиболее перспективные эндофиты засухоустойчявых растений и проведена их молекулярно-генетическая идентификация. Эндофитные микроорганизмы растения космополита Erigeron canadensis отнесены к Kocuria rosea, Microbacterium sp., Xanthomonas sp., Aspergillus pseudodeflectus. Эндофит Chenopodium album идентифицирован как Brevibacillus agri K1/K9-k3. Актиномицеты из растений пшеницы, выращенных в условиях засухи определены как Streptomyces curacoi и Streptomyces alboniger.
6. Разработан микробный биопрепарат на основе консорциума микроорганизмов Kocuria rosea ErgO, Microbacterium sp. ErgP, Xanthomonas sp. ErgY и Aspergillus pseudodeflectus G из мелколепестника канадского, Brevibacillus agri K1/K9-k3 из мари белой и Streptomyces curacoi 1zh2 из мягкой пшеницы, обеспечивающего наилучшие результаты по защите проростков пшеницы от засухи и стимуляции их роста в лабораторных вегетационных экспериментах.
7. Исследована химическая природа соединений микроорганизмов консорциума, повышающих засухоустойчивость растений. У эндофитов ксерофитных растений показано присутствие ферментов антиоксидантной защиты и меланина. Защитный эффект эндофитов мезофитных растений статистически достоверно кореллировал с наличием каротиноидов (оранжево-желктой пигментацией колоний). Методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием выявлено наличие большого перечня соединений в восстановленной форме, которые могут обеспечивать улавливание кислорода. Также выявлены соединения антиоксиданты, такие как сквален. Защита растений от засухи может быть также связана с продукцией соединений азота и серы, а также соединений, связывающих металлы.
8. Разработан способ использования биопрепарата для защиты растений в условиях засухи и засоления. Определено воздействие обработки различными прилипателями. Наилучшие результаты получены при использовании 1% сахара и 0.1 % крахмала. Определено влияние предварительной адаптации компонентов консорциума к повышенному до 2% содержанию хлорида натрия в среде. В вегетационных экспериментах с районированными сортами пшеницы показано, что обработка адаптированным к хлориду натрия консорциумом повышает всхожесть 4 из 5 сортов пшеницы от 8% до 76% в зависимости от сорта. Однако использование неадаптированного консорциума наиболее эффективно защищает от критической засухи. Способ использования биопрепарата включает предпосевную обработку семян консорциумом микроорганизмов в количестве 50 мл на 250 г семян с предварительным использованием крахмала в качестве прилипателя.
9. Эффективность разработанного препарата была проверена в полевых условиях юго-востока Казахстана на районированных сортах мягкой яровой пшеницы в 2023 году, отличающемся засушливыми агроклиматическими погодными условиями. Обработка биопрепаратом обеспечила повышение урожайности сорта Табыс 60 с 12,5 ц/га до 14,8 ц/га, а сорта Казахстанская 10 с 7,5 ц/га до 9,1 ц/га. При обработке адаптированным к соли консорциумом и более позднем сроке посева наиболее урожайным был сорт Казахстанская 10. Прибавка урожая при обработке адаптированным к хлориду натрия консорциумом составила у сортов Табыс 60 и Казахстанская 10 1,8-1,9 ц/га, а у сорта Казахстанская 10 урожай 7,1 ц/га, что выше значения в контроле на 41%.
10. Получено свидетельство о непатогенности консорциума микроорганизмов и произвдено его депонированием в Республиканской коллекции микроорганизмов. Поданы 2 заявки на изобретения Республики Казахстан.

Список опубликованных работ:

1. Амангелді А.А., Олейникова Е.А., Чижаева А.В., Саубенова М.Г., Ермекбай Ж.Н., Елубаева М.Е. Влияние эндофитных микроорганизмов на устойчивость растений к засухе и засолению // Материалы международной научно-практической онлайн конференции «Современные проблемы естественных наук и междисциплинарные исследования». – Атырау: Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университеті, 2021. – Т. 2. – С. 58-62.
2. Олейникова Е.А., Ермекбай Ж.Н., Кердяшкин А.В., Алыбаева А.Ж., Амангелді А.А., Чижаева А.В., Саубенова М.Г., Кердяшкина Г.В., Елубаева М.Е. Эндофитные микроорганизмы, повышающие устойчивость пшеницы к засухе // Микробиология және вирусология. – 2022. - №1 (36). - 2022. – С. 96-113. doi: 10.53729/MV-AS.2022.01.06
3. Ермекбай Ж.Н., Олейникова Е.А., Чижаева А.В., Кердяшкин А.В., Амангелды А.А. Выделение эндофитных микроорганизмов из растений, обитающих в засушливых и влажных местах // X Международная научно-практическая конференция «Наука и образование в современном мире. Вызовы XXI века». 3. Биологические науки. - Нур-Султан, 2022. – Т. 2. – С. 3-6.
4. Ермекбай, Ж., Олейникова, Е., Саубенова, М., Даугалиева, С., Кердяшкин, А., Елубаева, М., & Кердяшкина, Г. (2022). Влияние эндофитных микроорганизмов на устойчивость пшеницы к засолению. Микробиология және вирусология, 2022. - 4(39). - 88–103. https://doi.org/10.53729/MV-AS.2022.04.07 (русский, английский))
5. Саубенова М., Олейникова, Е., Ермекбай Ж., Абдиева Г., Елубаева М. Роль эндофитных микроорганизмов в повышении устойчивости растений в условиях солевого стресса // Микробиология және вирусологияю - 2023. - №1(40). – С. 6–34. https://doi.org/10.53729/MV-AS.2023.01.01.
6. Ермекбай Ж.Н. Использование микроорганизмов для повышения устойчивость растений к засухе и засолению // Материалы международной научной конференции студентов и молодых ученых «ФАРАБИ ƏЛЕМІ», Алматы, Казахстан, 6-8 апреля 2023 года. – Алматы: «Қазақ университеті», 2023. – С. 303-304.
7. Saubenova M., Maksimovich S., Oleinikova Y., Yelubaeva M. Can salt-adapted microorganisms alleviate salt stress in plants and enhance their non-specific resilience? // Frontiers in Agronomy. - Vol. 5. - Art. ID 1287108. doi: 10.3389/fagro.2023.1287108.

Патенты:

1. Заявка на изобретение РК №2023/0722.1 Способ повышения устойчивости пшеницы к засухе / Саданов А.К., Олейникова Е.А., Ермекбай Ж.Н., Елубаева М.Е.; заявл. 30.10.2023.
2. Заявка на изобретение РК 2023/0724.1 Консорциум микроорганизмов для повышения засухоустойчивости пшеницы / Саданов А.К., Олейникова Е.А., Ермекбай Ж.Н., Елубаева М.Е.; заявл. 30.10.2023.

Цель проекта: Использование микроорганизмов для повышения сохранности и биологической безопасности мяса мясных продуктов.
Полученные результаты:

1. Микрофлора мяса, поступающего на хранение, разнообразна и обычно представлена мезофилами, термофилами и психрофилами. Поэтому для выделения микроорганизмов порчи образцы мяса хранили в холодильнике и при комнатной температуре. Выделены микроорганизмы-возбудители микробиологической порчи мяса из мяса и мясных продуктов: баранина, говядина, конина, говяжий фарш и мясо курицы. Всего выделен 41 изолят. Определена принадлежность по-Граму. Оптимальной средой для выделения бактериальных патогенов является мясо-пептонный агар.
2. Выделение и отбор новых штаммов молочнокислых и других бактерий антагонистов. Выделены новые штаммы молочнокислых бактерий из молока и пропионовокислых бактерий антагонистов. Выделены новые культуры молочнокислых бактерий из кисломолочных продуктов. Пропионовокислые бактерии выделяли из молока и рубца жвачных. Из молока и кисломолочных продуктов выделены 8 изолятов молочнокислых бактерий и 2 изолята пропионокислых бактерий, предварительно отнесенных к родам Lactobacillus, Lactococcus, и Propionibacterium. Культуры молочнокислых бактерий выделяли на агаризованных элективных питательных средах MRS (TM Media, Индия), Lactic Streak Agar (TM Media, Индия), согласно методике, изложенной в ГОСТ 1044.12.-2013 (ISO 15214:1998) до отдельных колоний. Пропионовокислые бактерии выделяли на агаре ASLA c ростовой добавкой для пропионовокислых бактерий. Культивирование проводили в анаэростате в атмосфере с содержанием 4-6% водорода и кислорода, 14-16% углекислого газа, при температуре 30°С в течение 24-48 часов. Вышеуказанные 8 изолятов молочнокислых бактерий были неподвижны, не содержали спор, окрашивались положительно по Граму и были каталазонегативны. Продолжается работа по разделу.
3. Отбор биологически ценных микроорганизмов среди отобранных антагонистов. Начат отбор антагонистически активных молочнокислых и пропионовокислых бактерий в отношении 16 контаминантов, вызывающих порчу мяса, 7 из которых грамположительны, 10 кокки, 12 оксидазоположительные. Все бактерии контаминаты каталазоположительные. Рост восьми патогенов подавляют два изолята молочнокислых бактерий, семь патогенов – три изолята, шесть патогенов - пять молочнокислых бактерий. Остальные 11 молочнокислых бактерий подавляли не более четырех микроорганизмов-контаминантов. Зоны подавления роста патогенов варьировали от 14 мм до 27 мм.
4. Молекулярно-генетическая идентификация микроорганизмов. Ведется работа по молекулярно-генетическая идентификация отобранных антагонистически активных, а также условно-патогенных микроорганизмов-контаминантов. Пропионовокислые бактерии идентифицированы секвенированием по Сэнгеру как Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii. Отобранный изолят молочнокислых бактерий идентифицирован как Pediococcus acidilactici.
5. С применением газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием исследован спектр летучих соединений отобранного консорциума, включающего Pediococcus acidilactici 5KUM4-1 и Propionibacterium freudenreichii P-8. Через 2 суток культивирования в среде MRS при 30°С метаболиты Pediococcus acidilactici 5KUM4-1 включали преимущественно органические кислоты (масляную, изовалериановую, изокапроновую, капроновую, пеларгоновую, лауриновую), а также ацетоин, два кетона, фенилэтиловый спирт и 2-тридеканол. При выдерживании культуральной жидкости в морозильнике в течение трех суток перечень кислот увеличился с появлением уксусной (61% от общего количества летучих соединений), сорбиновой (1,6%) и стеариновой кислот. Кроме кислот отмечено появление фенола. При культивировании консорциума на смеси благоприятных сред (MRS и ASLA) на протяжении 5 суток относительное содержание уксусной кислоты в спектре летучих соединений составило 28,4%. Из 26 выявленных соединений 9 относятся к органическим кислотам и составляют по площадям пиков 56,4% всех летучих соединений (одно из них – производное аминокислоты). Среди других соединений наибольшее количество составляют гетероциклические соединения (18,8%), спирты (8,1%) и эфиры (6,9%). Среди антимикробных соединений наибольшей антагонистической активностью обладают уксусная кислота и p-крезол. Первичная химическая природа антагонистически активных соединений отобранных микроорганизмов – органические кислоты и фенолы. Определен класс опасности консорциума Pediococcus acidilactici 5KUM4-1 и Propionibacterium freudenreichii P-8. Отобранные микроорганизмы относятся к 4 классу опасности.
6. Начата разработка возможных способов использования отобранных антагонистически активных микроорганизмов. Показано повышение сохранности куриного фарша при внесении 10% суспензии консорциума Pediococcus acidilactici 5KUM4-1 и Propionibacterium freudenreichii P-8 на 2 суток в сравнении с контролем в условиях холодильника при 5°С. Разработанный консорциум может быть использован как для продления сроков хранения мясного фарша в условиях холодильника, так и для его предобработки длительностью до 3 суток при 5°С для улучшения вкусовых показателей. Так, фрикадельки из фарша, обработанного суспензией отобранного консорциума, характеризуются повышенной нежностью в сравнении с контролем.

Список опубликованных работ:

1. А.Ж. Алыбаева, А.А. Айтжанова, А.Ж. Жаксылык, Э.Т. Хамедова, Ш.Ы. Кененбай. Микробиологические способы повышения сохранности и безопасности мяса и мясных продуктов. Микробиология және вирусология, 2023. - 2(41). – С. 6-25. https://doi:10.53729/MV-AS.2023.02.01.

Цель проекта: Разработка отечественных заквасок на основе молочнокислых бактерий для повышения качества, безопасности, и органолептических показателей хлеба. Разработка нового вида хлеба с повышенной пищевой и биологической ценностью на основе молочной сыворотки с растительными добавками и использованием уксуснокислых бактерий в составе закваски.
Полученные результаты:

1. Выделены возбудители порчи хлеба: картофельной болезни хлеба и грибковой порчи. С поверхности различных сортов хлеба выделено 20 изолятов плесневых грибов, вызывающих порчу хлеба. С пшеничного хлеба выделено 3 изолята, с ржаного - 3, с цельнозернового – 10, с отрубного – 4 изолята. Из хлеба с картофельной болезнью выделено 3 изолята бактерий возбудителей картофельной болезни. Из них один изолят получен из цельнозернового хлеба, один из пшеничного и один из ржаного хлеба. Из муки, выдержанной при температуре 160°С в течение 30 минут выделено 6 изолятов плесневых грибов и 4 изолята бактерий потенциальных возбудителей порчи и картофельной болезни хлеба.
2. Выделены молочнокислые бактерии, дрожжи и уксуснокислые бактерии из муки, поверхности зерен и других источников. Выделено 43 изолята молочнокислых бактерий: 21 из пшеничной, ржаной и цельнозерновой муки, 6 с поверхности зерен ржи и ячменя, 16 из спонтанных заквасок на основе разных видов муки. Выделено 2 изолята уксуснокислых бактерий и 8 изолятов дрожжей.
3. Проведен скрининг изолятов дрожжей для ферментации ржаной муки. Из 8 изолятов 3 показали хорошие результаты и 1 очень хорошие по степени подъема теста и органолептическим показателям.
4. Начат скрининг новых изолятов и коллекционных штаммов молочнокислых бактерий по биотехнологически-ценным показателям. Проведен скрининг молочнокислых бактерий по антагонистической активности в экспериментах in vitro. Продолжается работа по разделу.
5. Проведен скрининг молочнокислых бактерий по антагонистической активности в отношении возбудителей картофельной болезни и грибковой порчи хлеба в экспериментах in vitro. Выделенные изоляты и коллекционные молочнокислые бактерии преимущественно подавляли рост плесневых грибов рода Penicillium. Отобрано 6 новых изолятов и 10 коллекционных молочнокислых бактерий с наиболее выраженной антагонистической активностью в отношении плесневых грибов возбудителей порчи хлеба. Отобрано 8 новых изолятов и 6 коллекционных молочнокислых бактерий, проявляющих наиболее выраженный антагонизм в отношении споровых бактерий возбудителей картофельной болезни хлеба.

Список опубликованных работ:

1. AmangeldiA.A., Oleinikova Y.A. Application of lactic acid bacteria for obtaining sourdough in bread production // Микробиология және вирусология. – 2023. - №4(43). - С. 6-15. doi: 10.53729/MV-AS.2023.04.01
2. Амангелді А.А., Олейникова Е.А., Бейсембекова Г.К., Хаджаева М.И. Выделение возбудителей порчи хлеба и скрининг молочнокислых бактерий // Материалы международной научной конференции студентов и молодых ученых «ФАРАБИ ƏЛЕМІ». – Алматы: «Қазақ университеті», 2024. – С. 203-204.
3. Жақсылық А.Ж., Бейсембекова Г.Қ., Амангелді А.А., Олейникова Е.А. Выделение молочнокислых бактерий и дрожжей из спонтанных заквасок на основе цельнозерновой муки // Материалы международной научной конференции студентов и молодых ученых «ФАРАБИ ƏЛЕМІ». – Алматы: «Қазақ университеті», 2024. – С. 217-218.

Цель проекта: Повышение эффективности молочной промышленности путем вовлечения в производство неутилизируемой молочной сыворотки и разработки на ее основе новых отечественных ферментированных напитков с высокими органолептическими показателями, обогащенных продуктами метаболизма молочнокислых микроорганизмов и биологически активными веществами растительного происхождения, а также разработка рецептуры напитка с пониженным содержанием лактозы.

Полученные результаты:
Выделены и отобраны молочнокислые микроорганизмы, способствующие улучшению органолептических показателей и повышению биологической ценности кислой сыворотки.
1.1. Из айрана, коже и кумыса выделено 17 изолятов молочнокислых бактерий и 7 изолятов дрожжей. Из кумыса выделено 10 изолятов молочнокислых бактерий, из коже 5, из айрана 2. Выделено 7 изолятов дрожжей.
1.2. Проведено исследование антагонистической активности выделенных изолятов и коллекционных штаммов молочнокислых бактерий в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий (Salmonella enterica ser. Enteritidis NT, Staphylococcus aureus 16), а также условно-патогенных дрожжей Candida albicans K13. По результатам исследования отобраны изоляты 5KUM 3-1, 7KUM, 1Kozh и два коллекционных штамма Lactobacillus delbrueckii.
1.3. Отобраны 2 изолята молочнокислых бактерий с лучшими показателями протеолитической активности (7Kozh, 5KUM 4-2) и одна коллекционная культура Lactobacillus delbrueckii 8KUM-A). Зоны разложения казеина в молочном агаре варьировали от 11 мм до 23 мм.
1.4. При длительном культивировании по визуальным признакам отобраны молочнокислые бактерии продуценты экзополисахаридов: 2 изолята и 1 штамм из коллекции лаборатории.
1.5. Отобрано 5 изолятов молочнокислых бактерий, обеспечивающих высокие органолептические показатели ферментируемой молочной сыворотки без чрезмерного закисления. Из них один изолят ARN из айрана, 3 изолята 1KUM, 4KUM1 и 5KUM4-2 из кумыса, 3 изолята 4Kozh, 5Kozh, 7Kozh из коже.
1.6. Произведен отбор изолированных дрожжей для снижения уровня лактозы. Уровень лактозы изолятами дрожжей снижался через 24 ч культивирования в молоке на 3-10%. Отобраны 3 изолята дрожжей для дальнейшей работы: 8Kozh, 4KUM, 3KUM

Список опубликованных работ:
Ермекбай Ж.Н., Саубенова М.Г., Олейникова Е.А., Хамедова Э.Т. Дәстүрлі сүт өнімдері қымыз, көже және айраннан сүтқышқылды бактериялар мен ашытқы дақылдарын бөліп алу // Материалы международной научной конференции студентов и молодых ученых «ФАРАБИ ƏЛЕМІ». – Алматы: «Қазақ университеті», 2024. – С. 213-214.