Трофическая смесь "биосил"
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к производству составов для культивирования молочнокислых бактерий, используемых для приготовления заквасок для силосования кормов. Трофическая смесь содержит ржаные отруби, мелассу, мел, ацетат натрия, сульфат марганца и воду. Изобретение позволяет получить новую трофическую смесь и удешевить технологию культивирования молочнокислых бактерий. 1 табл.
Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к трофическим смесям, и касается состава для культивирования молочнокислых бактерий, используемых для приготовления заквасок для силосования кормов.
Известен "Способ приготовления молочнокислой закваски для консервирования продуктов растительного происхождения" (а.с. СССР №492268, МПК А 23 К 3/00, БИ-43-75 г.), в котором питательная среда содержит сухую молочную сыворотку (34-36 г/л), сухой кормовой концентрат витамина В12 (5-7 г/л) и мел (4-6 г/л).
Недостатком этих питательных сред является высокая стоимость их, а также достаточно сложная технология приготовления молочнокислых заквасок.
Известен "Способ культивирования молочнокислых или пропионовокислых бактерий" (а.с. СССР №1711788, МПК А 23 К 3/00, БИ-6-92 г.), в котором использована питательная среда следующего состава, г/л: рыбная мука (10,0), пептон (5,0), глюкоза (20,0), лактоза (20,0), (NH4)S04 (2,0), крахмал н/раств. (10,0), СаСО3 (5,0), NaCl (5,0), вода (до 1 л).
Недостатками этой питательной среды являются ее высокая стоимость и сложная технология культивирования бактерий с использованием этой среды.
Известен "Способ культивирования молочнокислых и пропионовокислых бактерий" (а.с. СССР №1769837, МПК А 23 К 3/00, БИ-39-92 г.), в котором питательная среда содержит источники углерода, азота, минеральные соли и отход производства розеофунгина в виде гидролизата мицелия продуцента.
Несмотря на высокий бактериальный титр получаемой закваски, способ и состав характеризуются сложной технологией получения и высокими стоимостными показателями конечного продукта.
Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату и выбранной в качестве прототипа является "Трофическая смесь "ЛАКТИС" (Патент Украины №48852 А, МПК - 6 А 63 К 3/00, Бюл. №7, 2002 г.) на основе пшеничных отрубей, дополнительно содержащая сахар, мел, ацетата натрия, сульфат марганца и воду, при этом смесь содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:
| отруби пшеничные | 45-50 |
| сахар | 3,0-3,5 |
| мел | 1,0-2,0 |
| ацетат натрия | 1,0-2,0 |
| сульфат марганца | 0,1-0,2 |
| вода | остальное |
Недостатком прототипа по отношению к новой трофической смеси "БИОСИЛ" является более высокая себестоимость прототипа и использование в его составе сахара - ценного продукта питания человека.
В новой трофической смеси "БИОСИЛ" отруби пшеничные заменены более дешевым (на 8-17%) компонентом - ржаными отрубями, а сахар также более дешевым (в 4-5 раз) компонентом - мелассой, побочным продуктом производства сахара.
Замена сахара мелассой важна и с той точки зрения, что в новой трофической смеси "БИОСИЛ" используется не сам ценный пищевой продукт, а побочный продукт его производства, не употребляемый человеком в пищу.
Задачей изобретения является создание новой трофической смеси "БИОСИЛ" для выращивания молочнокислых бактерий с достижением технического результата - удешевление технологии выращивания молочнокислых бактерий.
Поставленная задача решается тем, что трофическая смесь "БИОСИЛ", содержащая мел, ацетат натрия, сульфат марганца и воду, дополнительно содержит ржаные отруби и мелассу, при этом смесь содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:
| ржаные отруби | 45,0-67,0 |
| меласса | 3,9-8,3 |
| мел | 1,2-2,8 |
| ацетат натрия | 1,0-2,5 |
| сульфат марганца | 0,1-0,25 |
| вода | остальное |
Существенными признаками, совпадающими с прототипом, являются:
- мел,
- ацетат натрия,
- сульфат марганца,
- вода.
Отличительными от прототипа существенными признаками заявляемого изобретения являются следующие признаки:
- ржаные отруби,
- меласса,
а также процентное соотношение указанных компонентов, мас.%:
| ржаные отруби | 45,0-67,0 |
| меласса | 3,9-8,3 |
| мел | 1,2-2,8 |
| ацетат натрия | 1,0-2,5 |
| сульфат марганца | 0,1-0,25 |
| вода | остальное |
Рассмотрим назначение каждого компонента.
Ржаные отруби являются питательной основой трофической смеси "БИОСИЛ" и содержат в своем составе почти все вещества, необходимые для роста и развития молочнокислых бактерий.
В ржаных отрубях достаточно высока доля белка, жиров, витаминов и углеводов, но содержание сахаров и некоторых аминокислот недостаточно для хорошего роста молочнокислых бактерий.
Этот недостаток устраняется путем введения в состав трофической смеси "БИОСИЛ" - мелассы - побочного продукта производства сахара.
Меласса содержит в своем составе, %: сухих веществ 76-84; сахарозы 46-51; азота общего 1,5-1,8; бетаина 4-7; редуцирующих веществ 1,0-2,5; раффинозы 0,8-1,2; молочной кислоты 4-6; уксусной кислоты 0,2-0,5; муравьиной кислоты 0,2-0,5; красящих веществ 4-8; золы 6-10.
На 100 частей сухих веществ в мелассе содержится 70% сахарозы, 20% органических и 10% минеральных несахаров.
Из азотистых веществ ˜ 30% бетаина, остальное аминокислоты и амины кислот.
Такое количество и разнообразие питательных веществ, входящих в состав мелассы, компенсирует их недостаток в ржаных отрубях.
Смесь ржаных отрубей с мелассой является хорошей питательной средой для молочнокислых бактерий.
Мел служит для нейтрализации органических кислот, являющихся отходами жизнедеятельности бактерий, подавляющих их рост и размножение, а также для обогащения закваски углекислым газом.
Ацетат натрия используется для повышения буферности среды и способствует повышению бактериального титра закваски.
Сульфат марганца - ускоряет размножение молочнокислых бактерий.
Указанное процентное соотношение компонентов трофической смеси "БИОСИЛ" обусловлено следующими обстоятельствами.
Процентное содержание ржаных отрубей менее 45% в трофической смеси уменьшает количество необходимых питательных веществ до нежелательного уровня, замедляющего рост молочнокислых бактерий.
Введение в трофическую смесь "БИОСИЛ" ржаных отрубей в количестве более 67% дает среду с низким содержанием воды, что затрудняет рост и развитие молочнокислых бактерий, а также увеличивает стоимость консерванта.
Введение в трофическую смесь "БИОСИЛ" мелассы в количестве менее 3,9% не вполне обеспечивает молочнокислые бактерии сахарами и аминокислотами, недостающими в ржаных отрубях.
Введение же в трофическую смесь мелассы более 83% приводит к дисбалансу питательных веществ и удорожанию трофической смеси "БИОСИЛ".
Содержание мела в трофической смеси "БИОСИЛ" менее 1,2% недостаточно для нейтрализации выделяющихся молочной и уксусной кислот, а содержание более 2,8% ведет к уменьшению влажности питательной среды, а также ее удорожанию.
Ацетат натрия тормозит повышение кислотности среды. При этом содержание ацетата натрия в трофической смеси "БИОСИЛ" менее 1% не решает проблему буферности, а содержание ацетата натрия более 2,5% приводит к лишним затратам на изготовление питательной среды.
Сульфат марганца, введенный в трофическую смесь "БИОСИЛ" в количестве менее 0,1%, несущественно влияет на рост молочнокислых бактерий. Содержание сульфата марганца в количестве более 0,25% не приводит к ощутимому росту количества бактерий по сравнению с меньшим процентным содержанием сульфата марганца в смеси и экономически не обосновано.
Пример 1.
Трофическую смесь "БИОСИЛ" готовят следующим образом (из расчета на 100 кг смеси).
1. В емкость закладывают 45 кг ржаных отрубей, 1,2 кг мела, 1 кг ацетата натрия, 100 г сульфата марганца и 3,9 кг мелассы. Полученную смесь тщательно перемешивают.
2. В полученную смесь вливают 48,8 л кипящей питьевой воды и тщательно все перемешивают (эта операция выполняет и дезинфицирующую функцию).
3. Емкость с запаренной смесью оставляют охлаждаться.
4. В охлажденную до t=36,0±1°C смесь заливают 3 л пересадочной культуры кефирного грибка и тщательно перемешивают.
5. Иннокулированную смесь расфасовывают в тару и помещают в термокамеру на 4 суток при t=36,0±1°С. Через 4 суток биоконсервант "БИОСИЛ" готов к использованию для силосования культур.
В производстве трофической смеси "БИОСИЛ" по сравнению с прототипом произведены следующие изменения:
- в качестве основы питательной среды использованы ржаные отруби - качественно сопоставимый с пшеничными отрубями, но более дешевый (на 8-17%) компонент,
- в качестве энергетического материала вместо сахара использована меласса - более дешевый (в 4-5 раз) компонент, не имеющий пищевого применения в рационе человека.
Указанные нововведения безусловно удешевляют производство новой трофической смеси "БИОСИЛ".
В таблице приведены сравнительные данные по выращиванию культур на различных питательных смесях.
Из приведенных данных следует, что новая трофическая смесь "БИОСИЛ" получена с повышенной по сравнению с прототипом бактериальной обсемененностью смеси (с повышенным бактериальным титром), а из приведенного выше описания следует, что себестоимость заявляемой смеси ниже себестоимости прототипа.
| Таблица | ||||
| Выращивание культуры на различных питательных средах | ||||
| Компоненты среды, мас.% | АМС | Питательная среда по а.с. №1769837 | ЛАКТИС | БИОСИЛ |
| Кукурузный экстракт | 1,5 | 2,0 | ||
| Крахмал нерастворимый | 0,5 | 0,7 | ||
| Автолизат дрожжей | 1,0 | 1,5 | ||
| Мел | 1,0 | 1,5 | 1,0 | 2 |
| Гидролизат мицелия | ||||
| продуцента | 2,0 | |||
| Отруби пшеничные | 50,0 | |||
| Сахар | 3,0 | |||
| Ацетат натрия | 1,0 | 1,75 | ||
| Сульфат марганца | 0,1 | 0,175 | ||
| Вода | остальное | остальное | остальное | остальное |
| Ржаные отруби | 56 | |||
| Меласса | 6,1 | |||
| Титры бактерий, млрд/г | 1,5 | 60 | 10 | 15 |
| Превалирующая культура (консорциум микроорганизмов) | Амилолитический молочнокислый стрептококк | Мезофильные молочнокислые стрептококки, мезофильные молочнокислые палочки и пропионовокислые бактерии (Propionibacterium freudenreichii) | Мезофильные молочнокислые стрептококки, мезофильные молочнокислые палочки, термофильные молочнокислые палочки, уксуснокислые бактерии (Acetobacter aceti) |
Учитывая все вышеизложенное, можно сделать вывод, что задача, поставленная в изобретении, - создание новой трофической смеси "БИОСИЛ" - решена с достижением технического результата - удешевления технологии выращивания молочнокислых бактерий.
Трофическая смесь для выращивания молочнокислых бактерий для силосования кормов, содержащая отруби, источник сахара, мел, ацетат натрия, сульфат марганца, воду, отличающаяся тем, что она в качестве источника сахара содержит мелассу, из отрубей - ржаные отруби, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| Ржаные отруби | 45,0-67,0 |
| Меласса | 3,9-8,3 |
| Мел | 1,2-2,8 |
| Ацетат натрия | 1,0-2,5 |
| Сульфат марганца | 0,1-0,25 |
| Вода | Остальное |
