Молодой учёный. Issn молодой учёныйМеждународный научный журналВыходит еженедельно 46 (180) Редакционная коллегия bГлавный редактор

• Название: Issn молодой учёныйМеждународный научный журналВыходит еженедельно 46 (180) Редакционная коллегия bГлавный редактор
• Анкор: Молодой учёный
• Дата: 12.10.2022
• Размер: 7.12 Mb.
• Имя файла: moluch_180_ch1.pdf
• Тип: Документы; #729575
• страница: 12 из 15

81
“Young Scientist” . # 46 (180) . November 2017
Biology
3. Лаенко, Т. М. Современное состояние фауны водных моллюсков Беларуси / Т. М. Лаенко, А. П. Голубев //
Сахаровские чтения 2008 года экологические проблемы XXI века материалы й междунар. конф, Минск,
22–23 мая 2008 г. / МГЭУ имени АД. Сахарова; под ред. С. П. Кундаса, С. Б. Мельнова, С. С. Позняка. — Минск, 2008. — с. 144–145.
4. Азявчикова, Т. В. Популяционная структура брюхоногих моллюсков старицы реки Сож / Т. В. Азявчикова, Е. П. Клещенко // Альманах современной науки и образования. — Тамбов Грамота, 2013. № 11 (78). —
C. 13–14.
5. Лопатин, ИК. Зоология беспозвоночных учеб. пособие / ИК. Лопатин, ЖЕ. Мелешко. — Минск БГУ,
2009. — 247 с. Шалапенок, Е. С. Практикум по зоологии беспозвоночных учеб. пособие / Е. С. Шалапенок., СВ. Буга под ред. Г. К. Киселёва. — Мн Новое знание, 2002. — Мн. — 272 с of a protective medium for freeze-dried strains
of Streptococcus thermophilus
Cartasev Anatoli Alexandr, PhD student
Scientific research institute of horticulture and food technology of Moldova (Chisinau)
The aim of the present study was to optimizing the protective medium for preservation the viability of S. thermoph-
ilus strains after freeze-drying process. The optimal composition of the protective agents was determined according to
the selected design of experiments type H
A4
. Experimental data processing allowed to obtain the regression equation,
which describes in natural values (p <0.05) the changes of S. thermophilus viability depending on the content of pro-
tective agents in the protective medium. The detailed analysis of the regression equation gives a possibility to conclude
that saccharose and sodium citrate mostly contribute and significant increase the viability of S. thermophilus strains
after freeze-drying, that also means the keeping important biotechnological properties of studied bacterial strains.
Keywords: Streptococcus thermophilus, freeze-drying, protective medium, Целью настоящего исследования была оптимизация защитной среды для сохранения жизнеспособности штаммов S. thermophilus после лиофилизации. Оптимальный состав защитных агентов определялся в соответствии с выбранной схемой эксперимента типа H
A4
. Обработка экспериментальных данных позволила получить уравнение регрессии, которое описывает в естественных значениях (р <0,05) изменения жизнеспособности штаммов S. thermophilus в зависимости от содержания защитных агентов в защитной среде. Детальный анализ уравнения регрессии дал возможность сделать вывод о том, что сахароза и цитрат натрия в большей степени способствуют и значительно увеличивают жизнеспособность S. thermoph-
ilus после лиофилизации, что также означает сохранение важных биотехнологических свойств изученных бактериальных штаммов.
Ключевые слова Streptococcus thermophilus, лиофилизация, защитная среда, оптимизация industrial use of lactic acid bacteria (LAB), as biotech- nological agents for dairy products, requires their preser- vation, especially maintaining viability, genetic stability, pu- rity and their biotechnological properties.
Generally, the technology of bacterial concentrates pro- duction includes main operations such as preparing and ster- ilizing the nutrient medium, inoculating by selected strains and accumulation of culture biomass, separating biomass from the culture liquid, transferring the bacterial concen- trate into the protective medium, freeze-drying, packing and storing the dried concentrate.
Freeze-drying is a process in which water is frozen, fol- lowed by its removal from the sample, initially by sublimation
(primary drying) and then by desorption (secondary drying).
The main principle involved in freeze drying is a phenomenon, where water passes directly from ice state to the vapor state without passing through the liquid state [1].
An important role in maintaining of the viability of mi- croorganisms during freeze-drying plays the protective me- dium. As a rule, the protective medium contains lipopro- tector agents that preserve microorganisms from the harmful effects of freezing. Their use reduces or prevents the forma- tion of intracellular ice crystals [2].
There are many substances with lyoprotective properties, the mechanism of action of which is of two types: penetrating
(penetrating into the cell); non-penetrating (do not pene- trate the cell). Penetrating lyoprotectors inhibit the forma- tion of ice crystals due to the formation of hydrogen bonds

Молодой учёный» . № 46 (180) . Ноябрь 2017 г.
Биология
with water molecules. The most commonly used are: glycerol, propylene glycol, ethylene glycol, dimethyl sulfoxide. The operating principle of non-penetrant lyoprotectors is not yet fully studied. Possibly, the principle of action is to reduce the rate of growth of crystals and protect cells from osmotic pres- sure difference. The non-penetrant lyoprotectors divide into two groups of substances: oligosaccharides (saccharose and trehalose) and molecular weight such as ficolalbumin, poly- vinylpyrrolidone. The following substances are also available: maltodextrin, sorbitol, calcium ascorbate, glutamate [3].
Usually, a protective medium for preserving LAB makes up on a milk-based phosphate buffer with the addition of glycerol, lactose/saccharose, sodium citrate and gelatin [4].
The mechanism for optimizing protection medium was es- tablished by developing appropriate mathematical model for calculating the viability index of bacteria considering all pos- sible interactions between the protective substances used.
In this study the optimal composition of the protective agnts for S. thermophilus strains was determined according to the selected design of experiments type H
A4 displayed in
Table 1. The twenty-four combinations of protective medium of five design factors were run in triplicate.
The mathematical planning of experiments assume the specification of the form of the matrix-system of experiments, consisting of structured data, in which all possible combi- nations between the levels of influence factors are reflected.
These data define the matrix of experiences or, in other words, the system-matrix of planned experiments [5].
The practice of planned experiments, influence factors are attributed to two variance levels: x
h
a higher level and x
l
a lower level. These two levels are chosen at a distance equal to the center x
0
of the influence factor, called the base level or the zero point, which indicates the value of the influence factors around which the experimental modeling is to be performed. The in- terval limited by the lower and upper values of the influence fac- tors defines the experimental field. All factors of influence may take values within this range of variation. To simplify the presen- tation and to generalize the system matrix of the factorial exper- iments, a coordinate transformation is applied by adopting the following convention: the symbol «+1» is attached to the upper level of the influence factor, the lower level is the symbol «-1», and of the central point (in case of the experiment at three levels of investigation), respectively the symbol «0» [5].
The values of the experimental factors were chosen in a base of preliminary experimental results. The impact of glyc- erol, saccharose, sodium citrate and gelatin on viability of S.
thermophilus strains were studied after freeze-drying.
Cultivation of S. thermophilus strains were performed at optimal parameters in sterilized hydrolyzed milk medium for
6 h at the 40±1 °C till pH 4.6±0.1 was reached. Further, the biomass was separated from the culture liquid by centrifuga- tion at 11000×g for 30±2 min. The biomass was transferred to the protective medium in a ratio 1:1 and then freeze-dried in a lyophilizer (LABCONCO, USA). The freeze-drying pro- cess was performing in vacuum and lasted 20±2 h. Under these conditions, bacteria were kept in an anabolic state with limited metabolism.
Enumeration of S. thermophilus was performed using the spread count method. Obtained values were compared with the data before drying. Data were expressed as mean
± standard error using one-way ANOVA by SPSS® version
17.0. Means were compared using Duncan»s multiple range tests, and statistical significance was standard by ANOVA at p < 0.05.
Table
1. Experimental design
Sample
Encoded variables
Uncoded variables, % (rest of skim milk)
Viability
Y %
x1
x
2
x
3
x4
x1
x
2
x
3
x4
glycerin
saccharose
sodium citrat
gelatin
1
+1
+1
+1
[phone]*
2
–1
–1
+1
+1 10 5
10 10 61 3
+1
–1
–1
–1 30 5
5 2
57 4
–1
+1
–1
+1 10 15 5
10 90 5
+1
–1
–1
+1 30 5
5 10 62 6
+1
+1
+1
–1 30 15 10 2
72 7
–1
–1
+1
–1 10 5
10 2
58 8
–1
+1
+1
[phone]
+1
–1
+1
+1 30 5
10 10 61 10
+1
+1
–1
–1 30 15 5
2 62 11
–1
–1
–1
–1 10 5
5 2
59 12
–1
+1
+1
–1 10 15 10 2
87 13
+1
–1
+1
–1 30 5
10 2
52 14
+1
+1
–1
+1 30 15 5
10 71 15
–1
–1
–1
+1 10 5
5 10 60 16
+1 0
0 0
30 10 7,5 5
73 17
–1 0
0 0
10 10 7,5 5
75

83
“Young Scientist” . # 46 (180) . November 2017
Biology
18 0
+1 0
0 20 15 7,5 5
95 19 0
–1 0
0 20 5
7,5 5
62 20 0
0
+1 0
20 10 10 5
97 21 0
0
–1 0
20 10 5
5 87 22 0
0 0
+1 20 10 7,5 10 85 23 0
0 0
–1 20 10 7,5 2
88 24 0
0 0
0 20 10 7,5 5
89
In the result of processing the experimental data was ob- tained the regression equation (1) which describes in natural values (p <0.05) the changes of S. thermophilus viability de- pending on the content of protective agents in the protective medium.
Y=56.83–0.25Gl+2.06Z+0.17CS+0.02G
(1)
where Y is viability of LAB (%), Gl is glycerol content
(%), Z is saccharose content (%), CS is sodium citrate con- tent (%), G is gelatin content (%).
The values and signs of the regression coefficients in equation (1) conclude that saccharose, gelatin and sodium citrate positive influence the viability of freeze-dried strains of S. thermophilus while the effect of glycerol has a negative impact since a high concentration of glycerol has a toxic ef- fect. The main role of saccharose consists in the reduction of the speed of formation of the gelatin crystals during freezing.
A typical 3D surface plot, showing the effect of saccharose, glycerin, and sodium citrate is present in Fig. 1.
A
B
Fig.
1. 3D surface plot displaying the influence of A) sodium citrate and saccharose, B) saccharose and glycerol
on viability of freeze-dried S. thermophilus strains
The detailed analysis of equation (1) gives a possibility to conclude that saccharose and sodium citrate mostly con- tribute and significant increase the viability of S. thermoph-
ilus strains after freeze-drying, that also means the keeping important biotechnological properties.
The practical application of the obtained mathematical model (equation 1) will allow determining optimal amounts of protective agents for the production of the starter cultures in the stated range of the sucrose, glycerol and sodium ci- trate content in the protective medium.
References:
1. Семенов Г. В. Вакуумная сублимационная сушка. — 2013: Москва ДеЛи плюс, 2013. — 264 с. Arai S. Global view on functional foods: Asian perspectives // British Journal of Nutrition. — 2002. — № 88. —
P. 139–143.
3. Uriot O., Denis S., Junjua M., Roussel Y., Dary-Mourot A., Blanquet-Diot S. Streptococcus thermophilus: From yo- gurt starter to a new promising probiotic candidate? // Journal of Functional Foods. — 2017. — № 37. — P. 74–89.
4. Day J. G., Stacey G. N. Cryopreservation and Freeze-Drying Protocols. — Second Edition. — 2007: Springer Sci- ence & Business Media, 2007. — 347 p.
5. Cicala E. F. Metode de prelucrare statistică a datelor experimentale. — 1999: Timişoara: Editura Politehnica, 1999. —
197 p.

Молодой учёный» . № 46 (180) . Ноябрь 2017 г.
Медицина
М ЕД И Ц И НА Возможности УЗИ и МРТ в диагностике травматических повреждений внутренних структур коленного сустава
Абдушарипов Махмуджон Атабаевич, ассистент
Ташкентская медицинская академия, Ургенчский филиал (Узбекистан)
В ортопедии и травматологии долгое время основным методом лучевой диагностики оставался рентгенографический. При этом визуализация мягких тканей всегда была затруднена. Применение контрастиро- вания как газами, таки жидкими контрастами далеко не всегда позволяло получить информативные изображения. Большинство ортопедов-травматологов по-прежнему предпочитают полагаться на клинические данные [1]. Не- распознанные и поздно диагностированные травмы коленного сустава трудно поддаются лечению и приводят к длительной потере трудоспособности [2, 3]. Поэтому важно решить проблему ранней диагностики повреждений коленного сустава предпочтительнее без инвазивного вмешательства для определения тактики ведения пациента. Данным требованиям в настоящее время удовлетворяют магнитно-резонансная томография и ультразвуковая диагностика. С учетом дороговизны комплексного обследования встают вопросы об информативности каждого из методов, и какому из них следует отдать предпочтение для диагностики повреждений и структурных изменений элементов коленного сустава как до, таки после оперативного лечения.
Цель. Определить возможности МРТ и УЗИ в диагностике повреждений внутренних структур коленного су- става.
Материалы и методы. Было обследовано 79 пациентов
(79 коленных суставов 51 (64,5 %) правый и 28 (35,5 %) левый) с различными травмами коленного сустава ввоз- расте от 17 до 56 лет (средний возраст 33,6 года. Всем пациентам были проведены УЗИ, МРТ и лечебно-диагно- стическая артроскопия.
Обследование проводили на ультразвуковых аппаратах- и SONOSTAR-200 линейным высокочастотным датчиком с базовой частотой 5–7,5 Мгц, работающим в режиме реального времени. МРТ проводили на томографе с фирмы Alltech напряженностью поля — 1,5 Тл. Контрастное усиление не применяли. Были применены Т, Т, PD, FS режимы в трех проек- циях.
Данные МРТ и УЗИ были анализированы последующим категориям) истинно положительный (ИП): когда диагноз разрыва на УЗИ или МРТ был подтвержден при АС) истинно отрицательный (ИО если диагноз отсутствия разрыва на УЗИ или МРТ был подтвержденпри АС) ложноположительный (ЛП): если УЗИ или МРТ показали разрывно при АС это не было подтверждено) ложноотрицательный (ЛО): если УЗИ и МРТ- данные были отрицательными, но АС показала разрыв.
Для оценки возможности МРТ и УЗИ были рассчитаны следующие параметры:
Чувствительность (Se) ультразвукового исследования и магнитно-резонансной томографии для оценки эффективности методов вычисляли по формулам [8]:
1) где ТР — истинно положительные результаты исследования количество всех обследованных методом УЗИ) где ТР — истинно положительные результаты исследования ложноотрицательные результаты.
Специфичность (Sp) ультразвукового исследования и магнитно-резонансной томографии вычисляли по формулам) где Т — истинно отрицательные результаты исследования здоровые суставы

85
“Young Scientist” . # 46 (180) . November 2017
Medicine
2) где Т — истинно отрицательные результаты исследования количество ложноположительных резуль- татов.
После получения МРТ-изображений всем пациентам для верификации данных результатов МРТ-исследований была проведена лечебно-диагностическая артроскопия на аппарате фирмы АЗИМУТ.
Результаты и обсуждение. Поданным УЗИ и МРТ разрыв крестообразных связок выявлено у 9 больных, внутреннего мениска — у 31 пациентов, наружного мениска — у 4 больных. Сочетанное повреждение внутреннего и наружного менисков диагностировано у 9 человек, внутреннего мениска и крестообразных связок — у 15 пациентов, наружного мениска и крестообразных связок — у 6 больных, внутреннего, наружного менисков и крестообразных связок — у 5 человек. Таким образом, изолированные повреждения встречались у 44 больного (55,7 %), сочетанные повреждения — у 35 человек (44,3 Сравнительный анализ выявляемости изолированных повреждений менисков и крестообразных связок при помощи УЗИ и артроскопии представлен в таблице Таким образом, из 31 больных с повреждением внутреннего мениска, подтвержденного при артроскопии, у
20 пациента обнаружена данная патология при УЗИ. Затруднительной оказалась диагностика повреждений наружного мениска из-за наличия выпота в полости сустава и выраженного отека окружающих сустав тканей. В трех случаях из 9 при УЗИ было диагностировано повреждение крестообразных связок, тогда как в остальных случаях связки небыли доступны для осмотра из-за недостаточного угла сгибания в коленном суставе вследствие выраженного болевого синдрома.
При сочетанных повреждениях структур коленного сустава во всех комбинациях чаще находили повреждение внутреннего мениска, однако частота выявляемости патологических изменений внутрисуставных структур по сравнению с артроскопией оставалась более низкой, чему больных с изолированными повреждениями.
Сравнительный анализ выявляемости сочетанных повреждений внутреннего мениска и крестообразных связок при помощи УЗИ и артроскопии представлен в таблице Сводные данные, общие результаты по выявляемости повреждений элементов коленного сустава методом УЗИ в сравнении сданными артроскопии приведены в таблице Таким образом, у пациентов с закрытыми повреждениями коленного сустава при артроскопии диагностировано повреждение внутреннего мениска у 54 больных, из которых только у 34 человек изменения структуры, частичное или полное повреждение внутреннего мениска обнаружены при исследовании на ультразвуковом аппарате. Наружный мениск был поврежден в 20 случаях, подтвержденных при артроскопии, и лишь в 5 случаях — при исследовании на ультразвуковом аппарате. Использование метода УЗ-ди- агностики при выявлении повреждений крестообразных связок до оперативного лечения неэффективно, поскольку в этот период связка недоступна для визуализации из-за выраженного болевого синдрома вострый период травмы.
Сравнение результатов МРТ и артроскопии у больных с повреждениями внутрисуставных структур после травмы коленного сустава до оперативного лечения представлены в таблице Таблица Сопоставление данных УЗИ и артроскопии при изолированных повреждениях структур коленного сустава