Способ получения бактериального концентрата для производства кисломолочных продуктов

 

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к технической микробиологии, и касается способа получения бактериального концентрата бифидобактерий, используемого для приготовления лабораторной и производственной заквасок. При приготовлении питательной среды в осветленную творожную сыворотку вносят лактозу до массовой доли 12 - 15% и хлористый магний в количестве 0,3 - 0,4% от массы творожной сыворотки и проводят обработку ферментным препаратом дрожжевой β галактозидазы в количестве 1,5 - 2 Ед/мл в течение 1,5 - 2 ч, после чего добавляют 3 - 5% инокулята бифидобактерий B. longum В 379 М. Культивирование бифидобактерий осуществляют 32 - 40 ч. Выделенную биомассу смешивают с защитной средой, которую готовят путем растворения сахарозы, глицерина и лимоннокислого натрия в творожной сыворотке, после чего проводят замораживание полученного концентрата. 7 табл.

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к технической микробиологии, и касается способа получения бактериального концентрата бифидобактерий, используемого для приготовления лабораторной и производственной заквасок. Цель изобретения повышение активности концентрата и упрощение технологического процесса приготовления закваски путем непосредственного сквашивания молока при приготовлении питательной среды. Способ осуществляется следующим образом. Молочную сыворотку, предназначенную для приготовления культуральной среды, нагревают до 95-98^оС и выдерживают при этой температуре 20-30 мин. Затем сыворотку осветляют и добавляют к ней лактозу до массовой доли 12-15% и 0,3-0,4% хлористого магния. Кроме того, в творожную сыворотку добавляют 0,1% фосфорнокислого двузамещенного натрия, 0,2% фосфорнокислого однозамещенного калия, доводят рН 40%-ным NaOH до 6,7-6,8 и проводят обработку сыворотки препаратом дрожжевой β-галактозидазы в количестве 1,5-2 Ед/мл в течение 1,5-2 ч при 37 ± 1^оС. По окончании гидролиза проводят инактивацию фермента путем нагревания до 85-90^оС. Затем среду разбавляют водой в соотношении 1:1 и вносят 10% пептона, 0,1% витамина С и 0,015% агар-агара. Готовую среду разливают в пробирки по 10 мл и автоклавируют при 0,5 МПа в течение 30 мин. В охлажденную до 37 ± 1^оС среду вносят 3-5% инокулята бифидобактерий B.longum В 379 М, приготовленного на кукурузно-лактозной или среде Блаурокк, и культивируют при указанной температуре в течение 32-40 ч, после чего среду охлаждают до 3-8^оС и биомассу отделяют от культуральной жидкости центрифугированием. Полученную биомассу смешивают с защитной средой, приготовленной на основе молочной сыворотки с добавлением 10% сахарозы, 2% глицерина и 2% лимоннокислого натрия в соотношении 1:1, расфасовывают в стерильные флаконы, укупоривают и подвергают замораживанию при -12^оС. После замораживания проверяют активность концентрата и хранят в замороженном состоянии в течение месяца. В 1 г полученного бактериального концентрата содержится 300 млрд. клеток бифидобактерий, 1 г бактериального концентрата свертывает 50 мл молока за 24 ч. Установлено, что повышение массовой доли лактозы в творожной сыворотке до 12-15%добавление в качестве индуктора действия β-галактозидазы хлористого магния и последующая обработка сыворотки ферментным препаратом β-галактозидазы в количестве 1,5-2 Ед/мл интенсифицируют рост бифидобактерий и способствуют наращиванию их биомассы. Кроме того, установлено, что наибольший выход биомассы бифидобактерий отмечается через 36-40 ч культивирования в стационарной фазе роста бифидобактерий. При выборе защитных сред обнаружено, что оптимальной является среда, приготовленная на основе молочной сыворотки с добавлением сахарозы, глицериан и лимоннокислого натрия (см. табл.1). Данные, представленные в табл.1, показывают, что при добавлении различных доз β-галактозидазы в молочную сыворотку объем биомассы в сравнении с контролем увеличился незначительно. Но вместе с тем при концентрации β-галактозидазы 1,5-2 Ед/мл наблюдается более высокое наращивание биомассы бифидобактерий. Из табл. 2 видно, что внесение MgCl₂ в качестве индуктора повышает β-галактозидазную активность. При массовой доле хлористого магния 0,3-0,4% отмечено наибольшее количество олигосахаридов в сыворотке. В табл.3 показано влияние массовой доли лактозы в творожной сыворотке на наращивание биомассы бифидобактерий. В сыворотку предварительно добавляют 0,3-0,4% хлористого магния, обработку ведут при концентрации β-галактозидазы 2 Ед/мл. О наращивании биомассы судили по изменению оптической плотности. Из данных табл.3 видно, что максимальная оптическая плотность отмечается при массовой доле лактозы в сыворотке 12-15% что свидетельствует об интенсивном росте бифидобактерий. Таким образом, можно сделать вывод, что наиболее благоприятными условиями для интенсивного роста и наращивания биомассы бифидобактерий являются массовая доля лактозы в творожной сыворотке 12-15% массовая дола хлористого магния 0,3-0,4% и обработка при концентрации β-галактозидазы 1-2 Ед/мл. В табл.4 показано влияние массовой доли посевного материала и продолжительности культивирования на рост и выход биомассы бифидобактерий. О наращивании биомассы при разной дозе посевного материала судили по изменению кислотности и оптической плотности. Оптимальная доза посевного материала находится в пределах 3-5% от массы питательной среды. При внесении 1% посевного материала отмечено медленное нарастание кислотности и соответственно небольшой объем биомассы. Повышение посевного материала до 10% не дает должного эффекта. Вероятно, высокая кислотность угнетает рост бифидобактерий. Влияние продолжительности культивирования на рост бифидобактерий показано в табл.5. Из табл. 5 следует, что наибольший выход биомассы и высокое количество жизнеспособных клеток 10¹¹ в 1 см³ отмечены при 32-40 ч культивирования. К 48 ч наблюдали понижение количества клеток, что объясняется длительным воздействием высокой кислотности, которая угнетает их развитие. Для получения бактериальных концентратов используются различные защитные среды. В табл. 6 показаны различные виды защитных сил, которые применялись для получения бактериальных концентратов молочнокислых бактерий. Из данных табл.6 видно, что обработка молока β-галактозидазой повышает жизнеспособность бифидобактерий. Но вместе с тем бактериальный концентрат, выработанный с использованием защитной среды первого варианта, оказался наиболее активным. При изучении активности бактериальных концентратов с применением различных защитных сред установлено, что образующиеся в процессе обработки моносахариды и олигосахариды оказывают защитное действие на бифидобактерии (см. табл.6). Данные, представленные в табл.6, свидетельствуют, что опытные образцы обладают более высокой биохимической активностью. Продолжительность восстановления бактериальных концентратов значительно сокращается и в третьей генерации достигает 5-6 ч. П р и м е р 1. Молочную сыворотку, предназначенную для приготовления культуральной среды, нагревают до 95^оС и выдерживают при этой температуре 30 мин. Затем сыворотку осветляют и добавляют к ней лактозу до массовой доли 12% и 0,3% хлористого магния от массы творожной сыворотки. Кроме того, в творожную сыворотку добавляют 0,1% натрия фосфорнокислого двузамещенного, 0,6% натрия лимоннокислого, 0,2% калия фосфорнокислого однозамещенного, доводят рН 40% -ным NaOH до 6,7 и проводят обработку сыворотки препаратом дрожжевой β-галактозидазы в количестве 1,5 Ед/мл в течение 2 ч при 38^оС. По окончании гидролиза проводят инактивацию фермента путем нагревания до 85^оС. Затем среду разбавляют водой в соотношении 1:1 и вносят 10% пептона, 0,1% витамина С и 0,015% агар-агара. Готовую среду разливают в пробирки по 10 мл и затем автоклавируют при 0,5 МПа в течение 30 мин. В охлажденную до 37^оС среду вносят 3% инокулята бифидобактерий B.longum В 379 М, приготовленного на кукурузно-лактозной или среде Блаурокк, и культивируют при этой же температуре в течение 40 ч, после чего среду охлаждают до 8^оС и отделяют биомассу от культуральной жидкости центрифугированием. Полученную биомассу смешивают с защитной средой на основе молочной сыворотки с добавлением 10% сахарозы, 2% глицерина и 2% лимоннокислого натрия в соотношении 1:1, расфасовывают в стерильные флаконы, укупоривают и подвергают замораживанию при -12^оС. В 1 г полученного концентрата содержится 210 млрд. клеток бифидобактерий. П р и м е р 2. Творожную сыворотку, предназначенную для приготовления культуральной среды, нагревают до 98^оС и выдерживают при этой температуре 20 мин. Затем сыворотку осветляют и добавляют к ней лактозу до массовой доли 15% 0,4% хлористого магния, 0,1% натрия фосфорнокислого двузамещенного, 0,6% натрия лимоннокислого, 0,2% калия фосфорно- кислого однозамещенного, доводят рН 40% -ным NaOH до 6,8 и проводят обработку сыворотки препаратом дрожжевой β-галактозидазы в количестве 2 Ед/мл в течение 1,5 ч при 37^оС. По окончании гидролиза проводят инактивацию фермента путем нагревания до 90^оС. Затем среду разбавляют водой в соотношении 1:1 и вносят 10% пептона, 0,1% витамина С и 0,015% агар-агара. Готовую среду разливают в пробирки по 10 мл и автоклавируют при 0,5 МПа в течение 30 мин. В охлажденную до 38^оС среду вносят 5% инокулята бифидобактерий B.longum В 379 М, выращенного на кукурузно-лактозной или среде Блаурокк, и культивируют при 38^оС в течение 32 ч, после чего сразу охлаждают до 5^оС и биомассу отделяют от культуральной жидкости центрифугированием. Полученную биомассу смешивают с защитной средой, приготовленной на основе молочной сыворотки с добавлением 10% сахарозы, 2% глицерина и 2% натрия лимоннокислого в соотношении 1:1, расфасовывают в стерильные флаконы и замораживают при -12^оС. В 1 г полученного бактериального концентрата содержится 100 млрд. клеток бифидобактерий. П р и м е р 3. Молочную сыворотку, предназначенную для приготовления культуральной среды, нагревают до 95^оС, выдерживают при этой температуре 30 мин и осветляют. Для получения 100 флаконов замороженного бактериального концентрата бифидобактерий берут 500 мл предварительно осветленной сыворотки и добавляют к ней лактозу до массовой доли сухих веществ 13% 2 г хлористого магния, 500 мг натрия фосфорнокислого двузамещенного, 3 г натрия лимоннокислого, 1 г калия фосфорнокислого однозамещенного, добавляют рН 40%-ным NaOH и проводят обработку препаратом дрожжевой β-галактозидазы в количестве 2 Ед/мл в течение 1,5 ч при 37^оС. По окончании гидролиза проводят инактивацию фермента нагреванием до 85^оС. Затем среду разбавляют водой до 1 л и вносят 100 г пептона, 1 г витамина С и 150 агар-агара. Готовую среду разливают в пробирки по 10 мл и автоклавируют при 0,5 МПа в течение 30 мин. В охлажденную до 37^оС среду вносят 4% инокулята бифидобактерий B.longum В 379 М, выращенного на кукурузно-лактозной или среде Блаурокк, и культивируют при этой температуре в течение 36 ч. После среду охлаждают до 3^оС и отделяют биомассу от культуральной жидкости центрифугированием. Полученную биомассу смешивают с защитной средой следующего состава: молочная сыворотка, глицерин 2% сахароза 10% лимоннокислый натрий 1% в соотношении 1:1, расфасовывают в стерильные флаконы, укупоривают и замораживают при -12^оС. В 1 г полученного бактериального концентрата содержится 200 млрд. клеток бифидобактерий. Один флакон сквашивает 50 мл молока за 24 ч. Предлагаемый способ сравнивается с известным. Сравнительные данные представлены в табл.7. Как видно из табл.7, предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества. Повышается активность бактериального концентрата, о чем свидетельствует увеличение количества жизнеспособных клеток и сокращение продолжительности сквашивания молока. Умеренная кислотность позволяет более длительное время сохранить жизнеспособность клеток бифидобактерий. Интенсифицируется и упрощается технологический процесс приготовления закваски за счет активизации предлагаемого бактериального концентрата на обезжиренном молоке, тогда как активизация закваски по прототипу проводится на кукурузно-лактозной среде сложного состава.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ с проведением процессов приготовления питательной среды на основе осветленной творожной сыворотки с добавлением азотистых веществ, бифидогенных веществ, аскорбиновой кислоты, буферных солей, внесения инокулята бифидобактерий, культивирования при pH 6,5-7,0 с последующим выделением биомассы из культуральной жидкости с предварительным охлаждением, отличающийся тем, что, с целью повышения активности концентрата и упрощения технологического процесса получения закваски путем непосредственного сквашивания молока при приготовлении питательной среды, в осветленную творожную сыворотку вносят лактозу до массовой доли 12-15% и хлористый магний в количестве 0,3-0,4% от массы творожной сыворотки с последующей обработкой ферментным препаратом дрожжевой β-галактозидазы в количестве 1,5 - 2,0 Ед/мл в течение 1,5 - 2,0 ч и добавлением 3 - 5% инокулята бифидобактерий B. longum В 379 М, культивирование бифидобактерий осуществляют 32-40 ч, а выделенную биомассу смешивают с защитной средой, после чего проводят замораживание, причем защитную среду готовят путем растворения сахарозы, глицерина и лимоннокислого натрия в творожной сыворотке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3