Prospects for biomonitoring in the quality assessment of casein dairy raw materials

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study aims to develop a bioassay procedure for assessing goat milk quality under production conditions using Escherichia coli M-180 bacteria. The main test reactions of the biomodel yielded resistance to 10 mM hydrogen peroxide and growth characteristics (specific growth rate and biomass accumulation). The proposed method for assessing milk quality is intended for milk samples heat-treated under industrial pasteurization conditions, which ensure the destruction of Escherichia coli in native dairy raw materials. The study examined samples of goat milk heat-treated under the following pasteurization conditions: at 65°C for 30 minutes; at 76°C for 5 minutes; at 90°C for 20 seconds; at 95°C for 5 minutes. A series of experimental studies established the possibility and prospects of using the bioassay procedure with Escherichia coli M-180 as the test object (introduced into the culture medium at a volume concentration of 0.125×10−3 mL/mL) to assess the quality of casein dairy raw materials under production conditions. The selected bioassay was shown to be highly sensitive, which is confirmed by the growth characteristics (growth rate and biomass accumulation), as well as data on the hydrogen peroxide resistance of Escherichia coli M-180. It was found that the industrial pasteurization conditions of 76°C for five minutes and 90°C for twenty seconds are the most effective, ensuring the highest preservation of native biologically active substances in goat milk.

About the authors

Y. V. Shcherbakova

Kazan National Research Technological University

Email: balakirevajulia3@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7534-7119

F. Yu. Akhmadullina

Kazan National Research Technological University

Email: akhmadullina1951@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6538-5616

A. S. Sirotkin

Kazan National Research Technological University

Email: asirotkin66@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4480-9907

References

  1. Кравченко С.Д., Козлова Н.М., Тирикова О.В., Бахтаирова В.И. Антиоксиданты как потенциальные биомаркеры стадий неалкогольной жировой болезни печени // Байкальский медицинский журнал. 2023. Т. 2. N 4. С. 24–32. doi: 10.57256/2949-0715-2023-4-24-32. EDN: FVUEEA.
  2. Чаплыгина О.С., Козлова О.В., Жарко М.Ю., Петров А.Н. Оценка биологической безопасности молочных продуктов, содержащих антибиотики // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. N 1. С. 192–201. doi: 10.21603/2074-9414-2023-1-2427. EDN: MGZXCF.
  3. Щербакова Ю.В., Ахмадуллина Ф.Ю., Егорова Е.А. Перспективы использования метода гальваностатической кулонометрии для оценки интегральной антиоксидантной активности молока и кисломолочной продукции: монография. Казань: Изд-во КНИТУ, 2019. 128 с.
  4. Щербакова Ю.В., Семенова Ю.В., Багаутдинова Г.Р., Насрулина К.А., Ахмадуллина Ф.Ю. Метод биотестирования для контроля качества молочного сырья при промышленных режимах термообработки // Химическая безопасность. 2020. Т. 4. N 2. С. 282–292. doi: 10.25514/CHS.2020.2.18020. EDN: PCMCTH.
  5. Зарицкая Е.В., Полозова Е.В., Шилов В.В., Богачева А.С. Современные альтернативные методы исследования, используемые для оценки безопасности продукции // Экология человека. 2017. N 3. С. 21–25. doi: 10.33396/1728-0869-2017-3-21-25. EDN: XXRUYR.
  6. Симоненко С.В., Фелик С.В., Симоненко Е.С., Антипова Т.А., Шувариков А.С., Пастух О.Н. Козье молоко – ценное сырье для производства детских молочных продуктов // Овцы, козы, шерстяное дело. 2017. N 4. С. 35–36. EDN: ZXKVKF.
  7. Юшин Ю.В., Подкопайло Р.В., Петрова Д.А., Егоров К.А., Трухин В.П. Обзор питательных сред, используемых для культивации рекомбинантной Escherichia coli // Медицина экстремальных ситуаций. 2019. Т. 21. N 3. С. 444–453. EDN: IJNIDN.
  8. Knysh A., Sokolov P., Nabiev I. Dynamic light scattering analysis in biomedical research and applications of nanoparticles and polymers // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. 2023. Vol. 9, no. 2. P. 020203. doi: 10.18287/JBPE23.09.020203.
  9. Zarkovic N. Antioxidants and second messengers of free radicals // Antioxidants. 2018. Vol. 7, no. 11. P. 158. doi: 10.3390/antiox7110158.
  10. Zarkovic N. Roles and functions of ROS and RNS in cellular physiology and pathology // Cells. 2020. Vol. 9, no. 3. P. 767. doi: 10.3390/cells9030767.
  11. Bzducha-Wróbel A., Pobiega K., Błażejak S., Kieliszek M. The scale-up cultivation of Candida utilis in waste potato juice water with glycerol affects biomass and β(1,3)/(1,6)-glucan characteristic and yield // Applied Microbiology and Biotechnology. 2018. Vol. 102. P. 9131–9145. doi: 10.1007/s00253-018-9357-y.
  12. Kieliszek M., Błażejak S., Bzducha-Wróbel A., Kot A.M. Effect of selenium on growth and antioxidative system of yeast cells // Molecular Biology Reports. 2019. Vol. 46, no. 2. P. 1797–1808. doi: 10.1007/s11033-019-04630-z.
  13. Брусков В.И., Черников А.В., Гудков С.В., Масалимов Ж.К. Активация восстановительных свойств анионов морской воды под действием тепла // Биофизика. 2003. Т. 48. N 6. С. 1022–1029. EDN: OPJFND.
  14. Иванов В.Е., Черников А.В., Гудков С.В., Брусков В.И. Образование долгоживущих активных форм белков под действием тепла в растворах желатина и казеина // Биофизика. 2018. Т. 63. N 5. С. 873–879. doi: 10.1134/S0006302918050058. EDN: UZHUYS.
  15. Беловолова Л.В. Активные формы кислорода в водных средах (обзор) // Оптика и спектроскопия. 2020. Т. 128. N 7. С. 923–942. doi: 10.21883/OS.2020.07.49565.64-20. EDN: KDOPYB.
  16. Самойлова З.Ю., Безматерных К.В., Смирнова Г.В., Октябрьский О.Н. Оценка пребиотической активности экстрактов растений для разработки препаратов, стимулирующих кишечную микрофлору // Вестник Пермского университета. Серия: Биология. 2016. N 4. С. 362–367. EDN: XDYBLR.
  17. Huang M.L.-H., Chiang S., Kalinowski D.S., Bae D.-H., Sahni S., Richardson D.R. The role of the antioxidant response in mitochondrial dysfunction in degenerative diseases: cross-talk between antioxidant defense, autophagy, and apoptosis // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019. P. 6392763. doi: 10.1155/2019/6392763.
  18. Кузник Б.И., Линькова Н.С., Ивко О.М. Оксидативный стресс, старение и короткие пептиды // Успехи физиологических наук. 2021. Т. 52. N 2. С. 13–20. doi: 10.31857/S0301179821020041. EDN: DSCWEW.
  19. Cabello-Verrugio C., Simon F., Trollet C., Santibañez J.F. Oxidative stress in disease and aging: mechanisms and therapies 2016 // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2017. P. 4310469. doi: 10.1155/2017/4310469.
  20. Мартусевич А.К., Карузин К.А. Метаболическая оценка эффективности применения витаминно-минеральных комплексов у профессиональных спортсменов // Вопросы питания. 2021. Т. 90. N 1. С. 94–101. doi: 10.33029/0042-8833-2021-90-1-94-101. EDN: YZEGGG.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).