Project for the production technology of postbiotic compounds based on Lactobacillus rhamnosus strains as functional ingredients
Students Name: Ladanivska Mariia Volodymyrivna
Qualification Level: magister
Speciality: Biotechnology and Bioengineering
Institute: Institute of Chemistry and Chemical Technologies
Mode of Study: part
Academic Year: 2025-2026 н.р.
Language of Defence: ukrainian
Abstract: Погіршення стану мікробіоти та зростання поширеності захворювань шлунково-кишкового тракту у світовій популяції є одним із ключових викликів сучасної медицини та харчової індустрії [1]. Дисбіотичні порушення асоціюються з розвитком широкого спектра патологій – від синдрому подразненого кишечника до метаболічного синдрому, алергічних та аутоімунних станів. На цьому фоні набувають особливого значення біоінгредієнти нового покоління, здатні забезпечувати підтримку бар’єрних та імунних функцій кишечника. Серед них постбіотики – метаболіти або нежиттєздатні клітини пробіотичних бактерій – розглядаються як перспективна альтернатива живим пробіотичним культурам [1, 2]. Вони поєднують корисні властивості мікроорганізмів та підвищений рівень безпечності, оскільки не несуть ризику транслокації крізь епітелій кишечника, не викликають небажаної колонізації та не беруть участі в горизонтальному переносі генів антибіотикорезистентності. Постбіотики характеризуються високою стабільністю, стандартизованим складом, сумісністю з технологічними процесами термічної обробки, що значно розширює можливості їх застосування у харчовій промисловості, нутрицевтиці та ветеринарії [2]. Магістерська кваліфікаційна робота відноситься до розробки технології отримання постбіотичної суміші на основі штаму Lactobacillus rhamnosus із додаванням ліофілізованої біомаси Lactiplantibacillus plantarum. Комбінування двох продуцентів дає змогу посилити спектр біологічної активності завдяки синергії органічних кислот, бактеріоцинів, екзополісахаридів та інших метаболітів, що виконують антимікробні, протизапальні, антиоксидантні та імуномодулюючі функції [2,3]. Мета роботи – створення стабільного постбіотичного порошку з високим вмістом біоактивних метаболітів, здатного зміцнювати бар’єрну функцію кишечника, сприяти відновленню мікробіоти та профілактиці дисбіозів в організмі людини й тварин. Основними завданнями магістерської роботи є оптимізація умов культивування Lactobacillus rhamnosus з метою забезпечення максимального виходу постбіотичних метаболітів, що мають важливе біофункціональне значення. Також передбачено розроблення та відпрацювання технології отримання постбіотичного препарату, включаючи вивчення можливості підвищення його біологічної активності шляхом комбінування з сухою культурою Lactiplantibacillus plantarum. Додатково проведено техніко-економічне обґрунтування виробництва та здійснено оцінку потенціалу масштабування запропонованої технології для її впровадження у промислових умовах. У результаті проєктування сформовано повну технологічну схему промислового виробництва, яка включає: поетапне культивування у ферментері, відділення біомаси фільтруванням та центрифугуванням, концентрування культурального середовища, сублімаційне сушіння до порошку та змішування зі стандартизованою кількістю ліофілізованої L. plantarum. Проведений техніко-економічний аналіз демонструє конкурентоздатність технології завдяки доступності поживних середовищ, енергоощадності процесів та високій доданій вартості кінцевого продукту. Отримані результати обґрунтовують доцільність впровадження постбіотичних технологій у харчову промисловість, нутрицевтику та ветеринарію з метою підвищення рівня здоров’я населення та тварин. Запропонований процес є удосконаленим порівняно з уже наявними підходами завдяки оптимізованим режимам виробництва та підвищеній біологічній активності продукту. Економічні розрахунки та ринковий аналіз підтверджують значні перспективи комерціалізації технології та її впровадження у промисловому секторі. Крім того, на вітчизняному ринку відсутні аналогічні постбіотичні продукти, що підсилює інноваційність розробки та створює додаткові можливості для імпортозаміщення. Ключові слова: постбіотики, постібіотична суміш, метаболіти, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum, молочна кислота, функціональні інгредієнти, мікробіота.