Способ вакуумной сушки бактериальных заквасок или препаратов



Способ вакуумной сушки бактериальных заквасок или препаратов
Способ вакуумной сушки бактериальных заквасок или препаратов

 


Владельцы патента RU 2439144:

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт холодильной промышленности (ГНУ ВНИХИ Россельхозакадемии) (RU)

Изобретение относится к биотехнологии. Способ предусматривает приготовление исходной суспензии, представляющей собой бактериальную закваску для производства сыра или молочнокислых продуктов. Полученную исходную суспензию помещают в вакуумную сушилку и высушивают в режиме изменения давления от атмосферного до величины вакуума не ниже 4,5 мм рт.ст. за первую четверть всего процесса сушки. Изобретение позволяет повысить качество конечного продукта и сократить время его сушки. 2 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к области биотехнологии.

Известен способ вакуумной сушки смеси, содержащей ферменты и закваски до 100°С до содержания влаги в пределах 8-10% (RU 2086144, 1997).

Известен способ сушки бактериального препарата, включающий предварительное замораживание и сушку (см. SU 1521769, C12N 1/20, А23С 9/12, 1989 г.). Замороженный концентрат пропионово-кислых бактерий подвергали сублимационной сушке. Начальная температура сушки замороженной биомассы бактерий составила минус 18°С, досушивание проводили при температуре (37-38)°С. В процессе сушки остаточное давление в системе поддерживали на уровне (0,13-1,3) Па. Продолжительность контролировали по остаточной влажности бактериального препарата.

Известны способы вакуумной сублимационной сушки заквасок, бактериальных или ферментосодержащих препаратов, которые непосредственно перед высушиванием представляют собой жидкостно-вязкую суспензию. Перед замораживанием суспензии в нее всегда добавляют криопротекторы (защитную среду), после чего происходит процесс сублимационной сушки и получения готового продукта, например, такой как способ вакуумной сублимационной сушки по патенту RU 2157640 для получения концентрата молочнокислых бактерий для производства сыров.

Главное отличие от известных способов будет заключаться в замене сублимационной сушки на вакуумную сушку и то, что такое решение по организации технологии получения сухих препаратов позволяет отказаться от использования «криопротекторов» и повысить качество конечного продукта.

Технический результат - уменьшение времени проведения вакуумной сушки и повышение качества конечного продукта.

Технический результат достигается способом вакуумной сушки бактериальных заквасок или препаратов, в котором готовят исходную суспензию, не содержащую криопротектора, а в процессе сушки обеспечивают изменение давления от атмосферного до величины вакуума не ниже 4,5 мм рт. ст. за первую четверть всего процесса сушки. При этом за счет теплоподвода к высушиваемой суспензии предотвращается возможность фазового перехода жидкости в лед.

Оборудование, на котором проводились исследования, включает в себя вакуумную камеру (с возможностью изменения давления от атмосферного до 0,06 мм рт.ст.) с расположенными в ней обогреваемыми полками, оборудованными теплообменником с возможностью изменения температуры от минус 20°С до плюс 50°С, десублиматор (теплообменник-конденсатор), оснащенный двухступенчатой холодильной машиной с возможностью охлаждения до минус 100°С, а также приборы автоматического наблюдения и фиксации изменения температуры в продукте и на поверхности полок.

Принцип сублимационной сушки основан на удалении влаги из замороженного продукта в условиях вакуума.

При замораживании суспензии бактериальных клеток происходит гибель части популяции. Причина гибели клеток при замораживании заключается в деструкции, деформации, разрыве клеточной мембраны, так как при замораживании образуются кристаллы льда. Для уменьшения гибели клеток используют различные криопротекторы, применение которых способствует формированию более мелких кристаллов льда и предотвращает повреждения клеточной мембраны.

Пример 1 (для варианта сушки бактериального концентрата)

Полученную центрифугированием бактериальную массу мезофильных молочнокислых палочек Lactobacillus casei смешивали с нейтрализующим веществом (криопротектором) для повышения уровня активной кислотности до 5,5-6,0 ед. рН, оптимального для данного вида бактерий. Добавление нейтрализующих веществ повышает активную кислотность бактериальной массы и предотвращает гибель клеток при замораживании, которая наблюдается при уровне активной кислотности ниже 3,8-4,1 ед. рН для молочнокислых палочек.

Полученную суспензию клеток разливали в кюветы слоем 5-10 мм, помещали в вакуумную сушилку и понижали давление таким образом, чтобы в период «активного влагоудаления» давление от атмосферного не опускалось ниже 4,5 мм рт.ст.

Период «активного влагоудаления» - это та фаза вакуумной сушки, в которой происходит интенсивное испарение влаги из высушиваемого материала. Обычно продолжительность этой фазы составляет 1/4 общей продолжительности всего процесса вакуумной сушки. Именно в этот период, при резком падении давления может наблюдаться известное физическое явление «самозамораживание». Для того чтобы избежать это явление, и были введены ограничения по давлению и температуре (которые являются основными параметрами организации и ведения процесса вакуумной сушки): НЕ ниже 4,5 мм рт. ст. - за первую четверть всего процесса сушки, при этом теплоподвод к высушиваемой суспензии организован таким образом, чтобы полностью исключить возможность фазового перехода влаги в лед.

На фиг.1 представлен реальный график изменения температуры бактериального концентрата и изменение давления в камере в процессе вакуумной сушки.

Качество сухого концентрата оценивали по количеству жизнеспособных клеток молочнокислых палочек. Показатели полученного сухого бактериального концентрата представлены в табл.1.

Таблица 1
Наименование показателя Характеристика (величина)
Внешний вид однородный порошок светло-коричневого цвета)
Массовая доля влаги 4,7%
Количество жизнеспособных клеток 675×109
молочнокислых палочек, КОЕ в 1 г
концентрата
Количество дрожжей и плесеней, КОЕ/г 2
БГКП (колиформы) Не обнаружены в 1 г
S. aureus Не обнаружены в 1 г
Сальмонеллы Не обнаружены в 10 г
Микроскопический препарат Палочки с закругленными краями, расположенные одиночно, попарно и в коротких цепочках

Пример 2 (для варианта сушки бактериальной закваски)

Выращенные на стерильном молоке культуры молочнокислых бактерий (видов Lactococcus lactis subsp lactis, Lactococcus lactis subsp cremoris, Lactococcus lactis subsp diacetilactis) смешивали с нейтрализующим веществом (криопротектором) для повышения уровня активной кислотности до 6,0-6,5 ед. рН, оптимального для данного вида бактерий. Добавление нейтрализующих веществ повышает активную кислотность сквашенного молока и предотвращает гибель клеток после замораживания, которая наблюдается при уровне активной кислотности ниже 4,75 ед. рН для лактококков.

Полученный нейтрализованный молочный сгусток разливали в кюветы и сушили аналогично варианту, изложенному выше.

На фиг.2 представлен реальный график изменения температуры бактериальной закваски и изменение давления в камере в процессе вакуумной сушки.

Качество сухой бактериальной закваски {или сухой культуры) оценивали по количеству жизнеспособных клеток молочнокислых бактерий и активности сквашивания молока. Показатели полученной сухой бактериальной закваски представлены в табл.2.

Таблица 2
Наименование показателя Характеристика (величина)
Внешний вид Однородный порошок кремового цвета
Массовая доля влаги 5,0%
Количество жизнеспособных клеток 9×109
молочнокислых палочек, КОЕ в 1 г
Количество дрожжей и плесеней, КОЕ/г Не обнаружены в 1 г
БГКП (колиформы) Не обнаружены в 1 г
S. aureus Не обнаружены в 1 г
Сальмонеллы Не обнаружены в 10 г
Микроскопический препарат Кокки, соединенные попарно и в цепочках
разной длины
Активность сквашивания молока, ч 10ч
Титруемая кислотность, "Тернера 90°Т

При реализации известного способа сублимационной сушки в полученные закваски, бактериальные или ферментосодержащие суспензии сначала добавляют криопротекторы (защитную среду, предохраняющую жизнеспособные микроорганизмы от негативного влияния фазового перехода воды в лед при замораживании), затем разливают в специальные кюветы (выдерживая толщину слоя суспензии не более 20 мм), замораживают при температуре не ниже 18°С, после чего помещают в сублимационную камеру и высушивают до остаточной влажности препарата не более 7%.

Предлагаемый способ не предполагает добавление криопротектора, также как не предполагает и проведение процесса замораживания заквасок, бактериальных или ферментосодержащих суспензий. Исходная суспензия непосредственно после ее получения разливается аналогичным образом (как указано выше) и сразу помещается в вакуумную камеру, где и высушивается до заданной остаточной влажности, при этом в процессе сушки обеспечивают изменение давления от атмосферного до величины вакуума не ниже 4,5 мм рт. ст., а теплоподвод к высушиваемой суспензии организован таким образом, чтобы полностью исключить возможность фазового перехода влаги в лед.

Основным показателем при определении качества высушенного препарата является количество жизнеспособных и ароматобразующих микроорганизмов. Ниже приведены сравнительные результаты высушенного препарата по этим показателям.

Пример 3. Сырная закваска:

- Общее число жизнеспособных микроорганизмов (клеток) при сублимационной сушке составляло от 1,4 до 6 млрд КОЕ/г,

а при вакуумной - от 2,4 до 9 млрд КОЕ/г.

- Число ароматобразующих клеток при сублимационной сушке составляло от 1,1 до 3,5 млрд КОЕ/г,

а при вакуумной - от 1,6 до 5 млрд КОЕ/г.

Время проведения вакуумной сушки в среднем составило 4-6 часов в зависимости от толщины слоя, что в том же слое при сублимационной сушке в 1,5 раза дольше.

Пример 4. Ферментативная активность (молочная закваска):

- Общее число жизнеспособных микроорганизмов (жизнеспособных бактерий) при сублимационной сушке составляло 1,0×107 КОЕ/г,

а при вакуумной - 1,0×109 КОЕ/г.

Время проведения процесса составило в среднем 3,5-4 часа

Способ вакуумной сушки бактериальных заквасок или препаратов, отличающийся тем, что суспензию клеток подвергают высушиванию в режиме изменения давления от атмосферного до величины вакуума не ниже 4,5 мм рт.ст. за первую четверть всего процесса сушки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аппаратам пищевой промышленности, а именно к оборудованию для концентрирования жидких и получения сухих пищевых продуктов путем их выпаривания и сушки в вакууме, и может быть применено в условиях малых предприятий и фермерских хозяйств, лишенных пароснабжения.

Изобретение относится к технике сушки пиломатериалов и может найти применение в лесной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к технологическим процессам по модифицированию древесных материалов для улучшения их физико-механических и эстетических характеристик и может быть использовано в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности при изготовлении изделий из древесины, в том числе ценных пород.

Изобретение относится к устройствам для сушки высоковлажных материалов, в частности пероксидных соединений щелочных и щелочноземельных металлов. .

Изобретение относится к вакуумной сушке капиллярно-пористых сыпучих материалов, преимущественно зерна, и может быть использовано в сельскохозяйственной, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технологии испытаний и ремонта газопроводов и может быть использовано в газовой промышленности. .
Изобретение относится к лесоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для сушки пиломатериалов. .

Изобретение относится к области деревопереработки, в частности к способу сушки древесины и реализующему этот способ устройству с использованием термовакуумно-импульсного воздействия.

Изобретение относится к области технологии сушки материалов растительного, животного происхождения, рыбы и морепродуктов с применением вакуума и может быть использовано для улова эфирных масел и биологически ценных компонентов, применяемых в пищевой, фармацевтической и парфюмерной промышленности.

Изобретение относится к способу сушки и пропитки пиломатериалов и может найти применение в лесной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. .
Изобретение относится к биотехнологии и касается штамма-продуцента полимеров гидроксиалкановых кислот (ПГА) и способа их получения. .
Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии и может быть использовано для получения синтетических питательных сред для выращивания микроорганизмов. .

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для моделирования формирования устойчивости бактерий к дезинфицирующему средству и для оценки бактерицидного действия дезинфицирующих средств.
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при бактериологических исследованиях по выделению и идентификации бактерий Shewanella и производстве питательных сред для этих исследований.

Изобретение относится к биотехнологии и касается штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus reuteri DSM 17938, обладающего способностью стимулировать продукцию IL-10 и, следовательно, пролиферацию CD4+CD25+TR-клеток, используемого для получения пробиотического продукта.

Изобретение относится к инокуляту, специально адаптированному для прямой инокуляции молочного субстрата, по меньшей мере, одним штаммом Bifidobacterium animalis ssp. .
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к получению питательных сред, которые создают оптимальные условия для культивирования бруцеллезного микроба. .
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при производстве бактериальных препаратов. .
Изобретение относится к пищевой, косметической, биотехнологической и медицинской промышленности, в частности используется для приготовления кисломолочных, ферментированных и неферментированных пищевых продуктов, гигиенических и косметических средств, биологически активных добавок и бактерийных препаратовВ связи с неблагоприятными экологическими условиями, стрессами, длительной антибактериальной, лучевой и химиотерапией, дисбиозами, возникающими вследствие перенесенных заболеваний, увеличивается количество людей страдающих нарушениями нормальной микрофлоры организма.
Изобретение относится к области медицины, а именно к микробиологической лабораторной диагностике инфекционных заболеваний. .

Изобретение относится к области биотехнологии и пробиотическому бактериальному штамму, который может быть использован для предотвращения бактериальных инфекций желудочно-кишечного тракта позвоночных животных и стимулирования их иммунной системы
Наверх