Способ получения бактериального концентрата для сквашивания молока

 

Изобретение относится к технической микробиологии, а именно к получению бактериального концентрата, используемого для сквашивания молока при производстве маргарина. Способ получения бактериального концентрата предусматривает приготовление питательной среды, внесение закваски, накопление клеток с периодической нейтрализацией, выделение биомассы клеток из культуральной жидкости, смешивание ее с защитной средой, замараживание и сублимационную сушку. Цель изобретения - ускорение роста клеток, повышение выхода и качества целевого продукта. Изобретение состоит в том, что при заквашивании питательной среды используют отселекционированные вязкие штампы Streptococcus lactis, S. cremoris и S. diacetilactis с повышенной деацетилобразующей способностью для обеспечения бактериальному концентрату оптимального соотношения диацетила и ацетальдегида (3,0:1-5,0:1). В момент заквашивания и в стадии активного роста клеток в питательную среду дополнительно вводят экстракт подсолнечной лузги в количестве 0,3-0,5%. В качестве защитной среды используют стерильное молоко с массовой долей сухих веществ 16% с добавлением к нему 1% двузамещенного фосфорнокислого натрия. При этом соотношение биомассы выделенных клеток и защитной среды устанавливают равным 1:3 - 1:5. 2 табл.

Изобретение относится к технической микробиологии и касается получения бактериального концентрата, используемого для приготовления сквашенного молока при производстве маргарина, и может найти применение в производстве сметаны, ряженки, кислосливочного масла и сыра. Цель изобретения ускорение роста клеток, повышение выхода и качества целевого продукта. Изобретение заключается в том, что при заквашивании питательной среды используют вязкие и диацетилобразующие штаммы молочнокислых стрептококков в количестве, обеспечивающем в концентрате соотношение диацетила и ацетальдегида 3,0: 1-5,0:1, причем в момент внесения закваски и через 4-6 ч от начала культивирования в среду вносят 0,3-0,5 об. спиртового экстракта подсолнечной лузги, а в качестве защитной среды используют стерильное молоко (с содержанием сухих веществ 16%) и 1% двузамещенного фосфорнокислого натрия, при этом соотношение биомассы выделенных клеток и защитной среды устанавливают соответственно равным 1:3-1:5. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Предусматривается приготовление питательной среды на основе гидролизованного восстановленного молока с добавлением глюкозы или лактозы, лимоннокислого натрия, дрожжевого экстракта, сернокислого марганца, воды, внесение закваски, накопление клеток с периодической нейтрализацией молочной кислоты, выделение биомасссы клеток из культуральной жидкости, смешение ее с защитной средой, замораживание и сублимационная сушка. Используют молочнокислую закваску, составленную в пропорции 1:2:2 из вязких штаммов Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris и Streptococcus diacetilactis с повышенной диацетилобразующей способностью, обеспечивающую бактериальному концентрату оптимальное соотношение диацетила и ацетальдегида 3,0:1-5,0:1. При изменении соотношения до значения ниже 3,0:1 отмечается невыраженный аромат и вкус, а при соотношении выше 5,0:1 появляется резко выраженный аромат и вкус диацетила. Для активизации роста клеток в питательную среду на основе гидролизованного протосубтилином ГЗх восстановленного молока в момент заквашивания и через 4-6 ч культивирования вводят 0,3-0,5 об. спиртового экстракта подсолнечной лузги. Установлено, что внесение в питательную среду в момент заквашивания 0,3 об. спиртового экстракта подсолнечной лузги стимулирует через 5 ч культивирования в 2,5 раза большее накопление клеток, а после 10 ч только в 1,4 раза по сравнению с контрольной питательной средой без добавления. Экстракт подсолнечной лузги готовят следующим образом. Доброкачественную подсолнечную лузгу заливают (из расчета 1:10) 80%-ным этиловым спиртом, экстракцию проводят в течение 48 ч при комнатной температуре. Полученный экстракт фильтруют через бумажный фильтр и хранят до применения в холодильнике. Установлено, что концентрация нелетучего остатка в экстрактах 470-600 мг на 100 мл. Экстракты были подвергнуты фракционированию методом тонкослойной хроматографии на Силуфоле в ряде систем растворителей (петролейный эфир: диэтиловый эфир= 93:7, хлороформ: ацетон= 50:50, бутанол: уксусная кислота: вода=6:1:2). Идентификацию групп веществ проводили на основании хроматографического поведения компонентов и свидетелей, а также обнаружение вели при проявлении специфическими реактивами: пары J₂, спиртовой раствор фосфорномолибденовой кислоты (универсальные проявители); реактив Еммера-Энгеля (токоферолы и другие фенольные соединения); раствор α -нафтола в метаноле (фенольные и другие соединения); смесь дифениламина, анилина, Н₃PO₄ и ацетона (углеводы); реактив Либермеена-Бурхарда (стерольные компоненты стеролы, 4-метилстеролы, тритерпеновые спирты). Сняты УФ-спектры отдельных фракций. На основании проведенных анализов установлено, что спиртовой экстракт подсолнечной лузги представляет собой сложную смесь соединений различных классов. Идентифицированы следующие классы соединений и определены их количества, Углеводороды, воски 20 Свободные жирные кислоты (окисленные и неокисленные) 25
Алифатические и тритерпе-
новые спирты 5
Стеролы, 4-метилстеролы 10
Моно- и дисахара 10
Полисахариды 5
Фенольные соединения 15
Неидентифицированные
компоненты 10
Максимальное увеличение роста клеток как после 5 ч, так и 10 ч культивирования соответственно в 2,5 и 2,3 раза установлено при добавлении 0,3 об. спиртового экстракта подсолнечной лузги в момент заквашивания и через 5 ч культивирования (см. табл.1). Предлагаемый способ позволяет повысить в 2,3 раза рост клеток, выход сухого бакконцентрата при его использовании при сквашивания молока при производстве маргарина обеспечивает выраженный молочный вкус и аромат с оптимальным соотношением диацетила и ацетальдегида 3,0:1-5,0:1, что улучшает качество готового продукта. П р и м е р 1. Для приготовления 100 л питательной среды используют 95 л гидролизата, для получения которого 3 кг сухого обезжиренного молока растворяют в 92 л теплой питьевой воды, повышают температуру до 55±1^оС, вносят 50 г протосубтилина ГЗх (протеолитическая активность 77 ед.) и проводят гидролиз белков молока в течение 2 ч. В гидролизат вносят 1 кг лимоннокислого натрия, 1 кг глюкозы, 3 кг стерилизованного при 0,1 МПа в течение 20 мин дрожжевого экстракта, 16,4 г сернокислого марганца. Устанавливают реакцию среды 20%-ным раствором углекислого натрия до pH 7,4 (pH среды после стерилизации 6,8-7,0), стерилизуют при 0,1 МПа в течение 30 мин и охлаждают до 30^оС. В питательную среду вносят 300 мл спиртового экстракта подсолнечной лузги и 5 л закваски, приготовленной на стерильном обезжиренном молоке в следующем количестве: S. lactis 810₅ -1,25 л; S.cremoris 8 1,25 л; S. diacetilactis 3/4 2,50 л. Через 4 ч культивирования в ферментер вносят 300 мл экстракта подсолнечной лузги
Выращивание мезофильных молочнокислых стрептококков проводят в течение 10 ч в условиях периодического культивирования, поддерживая pH на уровне 6,0-6,5 периодической нейтрализацией молочной кислоты 20%-ым раствором углекислого натрия. После окончания процесса культивирования культуральную жидкость охлаждают до 10^оС и направляют на суперцентрифугирование. Из 100 л среды получают 1,5 кг биомассы, которую смешивают (1: 3) с 4,5 кг стерильного молока с массовой долей сухих веществ 16% (для обеспечения термостабильности молочных белков перед стерилизацией в молоко вносят 1% двузамещенного фосфорнокислого натрия и стерилизуют при 0,1 МПа 20 мин). Полученную смесь разливают по лоткам слоем в 10 мм и замораживают непосредственным погружением в хладоноситель в аппарате для быстрого замораживания при минус 40^оС в течение 1 ч. Сушку осуществляют сублимационным способом на установке ТГ-15 в следующем режиме: начальная температура сушки -25^оС, конечная температура досушивания +30^оС, температура в десублиматоре -65^оС, остаточное давление 10^-3 Па, продолжительность сушки 10 ч. После сушки получают не менее 0,6 кг сухого бактериального концентрата, в 1 г которого содержится не менее 500 млрд. жизнеспособных клеток. Бактериальный концентрат в течение 8 ч продуцировал в молоке 21,80 мг/л диацетила, 4,63 мг/л ацетальдегида, соотношение диацетила и ацетальдегида составило 4,7:1. Концентрат характеризуется хорошо выраженным ароматом, приятным кисломолочным вкусом, сметанообразной консистенцией. П р и м е р 2. Для приготовления 100 л питательной среды используют 95 л гидролизата, для получения которого 5 кг сухого обезжиpенного молока растворяют в 90 л теплой питьевой воды, повышают температуру до 55±1^оС, вносят 75 г протосубтилина ГЗх (протеолитическая активность 77 ед.) и проводят гидролиз белков молока в течение 3 ч. Затем вносят 3 кг стерилизованного при 0,1 МПа в течение 20 мин дрожжевого экстракта, 16,4 г сернокислого марганца. Устанавливают реакцию среды 20% -ным раствором углекислого натрия до pH 7,4 (pH среды после стерилизации 6,8-7,0) и стерилизуют при 0,1 МПа в течение 30 мин, охлаждают до 30^оС. В питательную среду вносят 300 мл спиртового экстракта подсолнечной лузги и 5 л закваски, приготовленной на стерильном обезжиренном молоке следующем в количестве: Streptococcus lactis 1,25 л, Streptococcus cremoris 1,25 л, Streptococcus diacetilactis 2,50 л. Через 4 ч культивирования в ферментер вносят 300 мл спиртового экстракта подсолнечной лузги. Выращивание мезофильных молочнокислых стрептококков проводят в течение 10 ч в условиях периодического культивирования, поддерживая pH 6,0-6,5 периодической нейтрализацией молочной кислоты 20%-ным раствором углекислого натрия. После окончания процесса культивирования культуральную жидкость охлаждают до 10^оС и направляют на суперцентрифугирование. Из 100 л среды получают 1,5 кг биомассы, которую смешивают (1: 3) с 4,5 кг стерильного молока с массовой долей сухих веществ 16% (для обеспечения термостабильности молочных белков перед стерилизацией в молоко вносят 1% двузамещенного фосфорнокислого натрия и стерилизуют при 0,1 МПа 20 мин). Полученную смесь разливают по лоткам в 10 мм и замораживают непосредственным погружением в хладоноситель в аппарате для быстрого замораживания при минус 40^оС в течение 1 ч. Сушку осуществляют сублимационным способом на установке ТГ-15 в следующем режиме: начальная температура сушки -25^оС, конечная температура досушивания -30^оС, температура в десублиматоре -65^оС, остаточное давление 10^-3 Па, продолжительность сушки 10 ч. После сушки получают не менее 0,6 кг сухого бактериального концентрата, в 1 г которого содержится не менее 500 млрд. жизнеспособных клеток. П р и м е р 3. Для приготовления 100 л питательной среды используют 95 л гидролизата, для получения которого 5 кг сухого обезжиренного молока растворяют на 90 л теплой питьевой воды, повышают температуру до 55^оС, вносят 75 г протосубтилина ГЗх (ПЕ 77 ед.) и проводят гидролиз белков молока в течение 3 ч. В гидролизат вносят 1 кг лимоннокислого натрия, 1 кг лактозы, 3 кг стерилизованного при 0,1 МПа в течение 20 мин дрожжевого экстракта, 16,4 г сернокислого марганца. Устанавливают реакцию среды 20%-ным раствором углекислого натрия до pH 7,4, стерилизуют при 0,1 МПа в течение 30 мин и охлаждают до 30^оС. В питательную среду вносят 500 мл экстракта подсолнечной лузги и 5 л закваски, приготовленной на стерильном обезжиренном молоке в следующем количестве: S. lactis 94 1,25 л; S. cremoris ПШ 1,25 л; S.diace-tilactis М23Ш 2,50 л. Через 6 ч культивирования в ферментер вносят 500 мл экстракта подсолнечной лузги. Выращивание мезофильных молочнокислых стрептококков проводят в течение 10 ч в условиях периодического культивирования, поддержания pH на уровне 6,0-6,5 периодической нейтрализацией молочной кислоты 20%-ным раствором углекислого натрия. После окончания процесса культивирования культуральную жидкость охлаждают до 10^оС и направляют на суперцентрифугирование. Из 100 л среды получают 1,8 кг биомассы, которую смешивают (1:5) с 9 л стерильного молока с массовой долей сухих веществ 16% В дальнейшем бактериальный концентрат получают аналогично примеру 1. Бактериальный концентрат активно развивается в молоке и через 6 ч имеет показатели: содержание диацетила 20,7 мг/л, ацетальдегида 5,9 мг/л, соотношение диацетила и ацетальдегида 3,5:1, кисломолочный приятный вкус, консистенция вязкая. Опытная партия бактериального концентрата, выработанная по предлагаемому способу с использованием отселекционированной закваски состава S.lactis 6.130, S. cremoris M1, S. diacetilactis L1 апробирована в производственных условиях на ряде маргариновых заводов. Полученные результаты приведены в табл.2. Выработанные маргарины с вводом сквашенного опытным бактериальным концентратом молока оценены как высшего сорта. Таким образом, изобретение обеспечивает ускорение роста клеток, повышение выхода сухого бактериального концентрата и качества сквашенного молока и маргарина.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА ДЛЯ СКВАШИВАНИЯ МОЛОКА, предусматривающий приготовление питательной среды на основе гидролизного восстановленного молока, глюкозы или лактозы, лимоонокислого натрия, дрожжевого экстракта, сернокислого марганца, воды, внесение закваски, состоящей из мезофильных молочнокислых Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris и Streptococcus diacetilactis, накопление клеток с периодической нейтрализацией молочной кислоты, выделение биомассы клеток из культуральной жидкости, смешение ее с защитной средой, замораживание и сублимационную сушку, отличающийся тем, что, с целью ускорения роста клеток, повышения выхода и качества целевого продукта, в составе закваски используют вязкие, диацилобразующие штаммы культур в количестве, обеспечивающем в концентрате соотношение диацетила и ацетальдегида 3,0:1-5,0:1, причем в момент внесения закваски и через 4-6 ч от начала культивирования в среду вносят 0,3-0,5 об.% спиртового экстракта подсолнечной лузги, а соотношение биомассы клеток и защитной среды при смешении устанавливают соответственно равным 1:3 - 1:5. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве защитной среды используют стерильное молоко с содержанием сухих веществ 16% и 1% двузамещенного фосфорнокислого натрия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---