Главная \ Закваски домашние \ Технология получения бактериальных концентратов \ Способ получения сухой закваски бифидобактерий

Получение сухой закваски бифидобактерий

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО ПРЕПАРАТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

Сублимационная (лиофильная) сушка

ПОЛУЧЕНИЕ ЛИОФИЛИЗИРОВАННОЙ ЗАКВАСКИ БИФИДОБАКТЕРИЙ

(патент РФ № 2129794)

Способ может найти свое использование в молочной, пищевой, медицинской и микробиологической промышленности. Способ предусматривает приготовление питательной среды и инокулята, заквашивание среды, наращивание клеток, получение бактериальной массы, смешивание с защитной средой, розлив во флаконы или в лотки, замораживание, сушку. В качестве инокулята для заквашивания питательных сред используют активированную культуру Bifidobacterium longum В 379 М третьей генерации в количестве 1-5%. Для получения сухого препарата в виде сухой закваски в качестве питательной среды используют обезжиренное или цельное молоко, при этом количество инокулята составляет 1-2%. Для получения сухого препарата в виде бактериального концентрата используют питательную среду на основе молочной сыворотки, при этом количество инокулята составляет 3-5%. Это позволяет повысить биохимическую активность бифидобактерий и создать сухой препарат, активно ферментирующий молоко и пищевые среды без добавления ростовых веществ.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к медицинской, микробиологической, пищевой, молочной промышленности, в частности к микробиологии, и может быть использовано для производства пищевых продуктов, обогащенных бифидобактериями.

плохоИзвестен способ получения сухого бифидумбактерина на основе чистой культуры B. bifidum 1. В качестве среды для культивирования бифидобактерий используется печеночно-цистеиновая среда Blaurok (см. Гончарова Г.И. К методике культивирования бифидобактерий. Лабораторное дело. 1968, N 2, с. 100 - 102). Однако культивирование на этой среде связано с трудностями ее приготовления, а также с дефицитом составных частей и их высокой стоимостью.

плохоИзвестно, что для удешевления питательной среды и замены дефицитных компонентов разработана казеиново-дрожжевая, а затем гидролизатно-молочная среда (см. Воздействие ферментативных гидролизатов на накопление биомассы бифидобактерий /Г. М. Эрвольдер, А.В. Гудков, Л.П. Семенова, Г.И. Гончарова. Молочная промышленность, 1980, N 12, с. 15 - 17). Дефицитные компоненты в них заменены на белковые гидролизаты, что снизило их себестоимость, но усложнило процесс приготовления. Но, несмотря на сложность производства, сухие препараты бифидобактерий не ферментируют молоко и пищевые среды без стимуляторов роста.

плохоНаиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ приготовления сухой закваски для производства кисломолочных продуктов, предусматривающий приготовление питательной среды и инокулята, наращивание клеток, получение бактериальной массы, смешивание с защитной средой, розлив во флаконы или в лотки, замораживание, сушку. В качестве среды накопления выбрано молоко, содержащее 0,5% кукурузного экстракта. Полученная закваска характеризуется высоким содержанием жизнеспособных клеток бифидобактерий 109 К.О.Е. в одной порции закваски (см. Семенихина В. Ф. , Сундукова И.В. Использование бифидобактерий при выработке кисломолочных продуктов. Молочная промышленность, 1980, N 3, с. 33 - 34). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе получения сухая закваска не ферментирует молоко, а для ее восстановления применяют кукурузно-лактозную среду. Использование ростостимулирующих веществ создает определенные трудности при приготовлении закваски в условиях производства, и она не находит широкого промышленного внедрения.

Таким образом, при производстве бактериальных препаратов основной задачей является обеспечение оптимальных условий получения и переработки микробной биомассы, при которой в готовой продукции сохранилось бы максимальное число жизнеспособных клеток и не утрачивались бы их полезные свойства.

Технический результат, обеспечиваемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в повышении биохимической активности бифидобактерий и создании сухих препаратов, активно ферментирующих молоко и пищевые среды без добавления ростовых веществ.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе приготовления сухого препарата для производства кисломолочных продуктов, включающем приготовление питательной среды и инокулята, заквашивание среды, наращивание клеток, получение бактериальной массы, смешивание с защитной средой, розлив во флаконы или в лотки, замораживание и сушку, согласно изобретению в качестве инокулята для заквашивания питательной среды используют активизированную культуру бифидобактерий Bifidobacterium longum B. 379 M третьей генерации в количестве 1 - 5%.

  • Кроме того, особенность способа заключается в том, что при получении сухого препарата в виде сухой закваски в качестве питательной среды используют обезжиренное или цельное молоко, при этом количество инокулята составляет 1 - 2%.
  • Кроме того, особенность способа заключается в том, что при получении сухого препарата в виде бактериального концентрата используют питательную среду на основе молочной сыворотки, при этом количество инокулята составляет 3 - 5%.
  • Кроме того, особенность способа заключается в том, что при получении сухого препарата в виде сухой закваски в составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый 2, глицерин 2, дистиллированная вода остальное.
  • Кроме того, особенность способа заключается в том, что при получении сухого препарата в виде бактериального концентрата в составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый трехзамещенный 2, дистиллированная вода остальное.
  • Кроме того, особенность способа заключается в том, что бактериальную массу охлаждают до минимальной температуры роста 20oC и при этой температуре смешивают с защитной средой.

Создание препаратов на основе живых микроорганизмов является одним из самых сложных направлений в биотехнологии и успех их получения в значительной мере определяется факторами, непосредственно влияющими на физиолого-биохимические свойства и структуру клеток. Что касается бифидобактерий, то вопросы подготовки их к консервированию остаются малоизученными.

При создании активных препаратов необходимо выбрать способ культивирования бифидобактерий, который обеспечивает получение закваски с высокой биохимической активностью,  Известно, что важную роль при культивировании микроорганизмов играет активность посевного материала. Однако инокулят бифидобактерий, полученный на питательных средах со стимуляторами роста, несмотря на сложность приготовления, не обладает высокой биохимической активностью. Использование такого инокулята не позволяет получить сухой препарат, ферментирующий молоко.

В этом связи представляет интерес разработанная нами жидкая активизированная β-галактозидазой закваска бифидобактерий, обладающая высокой биохимической активностью (Хамагаева И.С. и др. Патент N 1817285, A 23 C 9/12, действует с 13.10.93).

Следует отметить, что жидкая закваска имеет ограниченный срок хранения, требует создания специальных условий при транспортировке и поэтому не нашла широкого промышленного внедрения.

Проведенные нами исследования позволили теоретически обосновать механизм стимулирующего действия β-галактозидазы на развитие бифидобактерий. Установлено, что активизированная культура бифидобактерий III регенерации, приобретая собственную β-галактозидазную активность, способна накапливать интермедиаты, необходимые для метаболических нужд клетки, и расти в молоке без стимуляторов роста (Хамагаева И.С. Автореферат докт. диссерт., М., 1989).

В этой связи в дальнейших исследованиях изучали возможность использования культуры бифидобактерий III генерации в качестве инокулята при производстве сухих препаратов.

Для приготовления сухой закваски бифидобактерий в качестве питательной среды использовали обезжиренное или цельное молоко, которое подвергали стерилизации при 121±2 с выдержкой 10 - 15 минут, охлаждали до 37oC и вносили 1 - 2% инокулята активизированной культуры бифидобактерий III генерации и проводили наращивание клеток. При понижении дозы ниже указанного предела затягивается процесс ферментации, а повышение приводят к увеличению затрат на приготовление инокулята. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1. Биохимическая активность жидкой закваски

Показатель
Норма
Активность по продолжительности сквашивания, ч
14-16
Кислотность:
Титруемая, 0Т
Активная, pH
55-57
5,01±0,01
Количество клеток бифидобактерий, КОЕ в 1 см3
109-1010

Анализ данных таблицы позволяет сделать вывод, что жидкая закваска бифидобактерий, используемая для дальнейшего высушивания, имеет высокую биохимическую активность.

Бифидобактерии, как и молочнокислые бактерии, чувствительны к изменению pH. Для определения предельного значения pH для поддержания бифидобактерий в функциональном состоянии исследовали влияние pH на жизнеспособность клеток бифидобактерий.

В результате проведенных исследований нами установлено, что наибольшее количество жизнеспособных клеток бифидобактерий 1010 в 1 см3 отмечено при pH 4.92 - 5.02 (титруемая кислотность 50 - 60oT).

Таким образом, для поддержания бифидобактерий в активном состоянии оптимальным является pH в пределах 4.9 - 5.02.

Известно, что при производстве сухих препаратов молочнокислых бактерий для повышения выживаемости клеток и стойкости при хранении необходимо проводить нейтрализацию среды, так как образовавшаяся молочная кислота угнетает развитие микроорганизмов. В этой связи дальнейшие исследования были посвящены изучению свойств жидкой закваски в процессе хранения. Результаты исследований представлены в таблице 2.

Таблица 2 . Изменение свойств жидкой закваски бифидобактерий в процессе хранения

Показатели закваски
Продолжительность хранения при
0
3
5
7
10
12
Кислотность:
Титруемая, 0Т
Активная, pH
54
5,01
54
5,01
57
5,00
60
5,01
66
4,92
70
4,7
Количество клеток бифидобактерий, КОЕ в 1 см3
1010
1010
1010
1010
109
109

Данные, представленные в таблице 2, свидетельствуют, что в течение 7 суток pH находится в оптимальных пределах 5.01 - 4.92 для нормального функционирования бифидобактерий.

Это объясняется специфическими свойствами бифидобактерий, обладающими слабой кислотообразующей активностью и вероятно созданием сильных буферных систем, поддерживающих pH в оптимальных пределах длительное время. Поэтому при подготовке культур бифидобактерий к консервированию исключена нейтрализация среды.

Подготовка закваски к высушиванию на всех стадиях технологического цикла должна проводиться с учетом функционального состояния бифидобактерий. Большое значение при этом имеет температура, при которой проводится смешивание с защитной средой.

Известно, что при низких температурах многие клетки теряют возможность полностью контролировать последовательность и характер биохимических превращений, что может вызвать их ускоренное отмирание. Этим объясняется существование минимальной температуры роста, величины, характерной для каждого вида и даже штамма бактерий. Ниже этой температуры рост клеток отсутствует.

В биотехнологии сухих бактериальных препаратов эта особенность не учитывалась, хотя из нее следует важный вывод о том, что глубина охлаждения закваски после окончания культивирования должны быть не ниже минимальной температуры роста данного штамма.

В результате исследований нами установлено, что с понижением температуры активность популяции бифидобактерий снижается, и при 20oC наблюдается минимальный рост клеток, количество которых составляет 2x103 К.О.Е. в 1 см3. Вероятно, это связано с нарушением процесса сборки полисом при сдвиге температуры ниже минимальной, так как в таком случае нарушается сбалансированность биохимических реакций в клетках.

На выживаемость клеток в процессе производства и хранения бактериальных препаратов огромное воздействие оказывает защитная среда. Она предохраняет микроорганизмы при замораживании, высушивании и хранении. Механизм защиты микроорганизмов от повреждающего действия замораживания и высушивания еще недостаточно изучен, поэтому защитные вещества подбирают эмпирически. Нами были выбраны три варианта наиболее простых и экономически выгодных защитных сред. При подборе веществ, входящих в их состав, руководствовались тем, какие вещества в дальнейшем способствуют лучшей выживаемости микробов, действуя как внутриклеточные протекторы. Состав защитных сред представлен в таблице 3.

Таблица 3. Состав защитных сред

Компоненты
Массовая доля компонентов в растворе, %
1
2
3
Сахароза
Натрий лимоннокислый
Глицерин
Вода дистиллированная
Сыворотка творожная
10
2
2
86
-
10
2
-
88
-
10
2
2
-
86

В дальнейших исследованиях изучали влияние температурных режимов смешивания закваски с защитной средой на выживаемость бифидобактерий (таблица 4).

После ферментации закваску охлаждали до 5 и 20oC (до минимальной температуры роста). Закваску вносили в защитные среды в количестве 30%. Смесь перемешивали, разливали во флаконы по 1 мл и замораживали в холодильной камере при температуре -18oC. После замораживания проверяли биохимическую активность закваски. Результаты исследований приведены в таблице 4.

Таблица 4. Исследование состава и способов внесения защитных сред на выживаемость бифидобактерий

Защитная среда
Температура смешивания с защитной средой, 0С
Активность, ч
Титруемая кислотность, 0Т
Количество жизнеспособных клеток, КОЕ в 1 см3
1
5
20
13-17
12-16
52-56
50-54
6х109
1х1010
2
5
20
15-17
12-16
56-60
52-56
0,7х109
9х109
3
5
20
13-17
12-16
54-58
50-54
4х109
6х109

Данные таблицы 4 показывают, что наиболее высокой выживаемостью обладают бифидобактерии, внесенные в защитную среду N 1 при температуре 20oC.

Таким образом, в результате исследований установлено, что закваску после ферментации более предпочтительно охлаждать и хранить при температуре, равной минимальной температуре роста, т.е. 20oC.

При добавлении защитных компонентов в растущую культуру вероятно в клетках с повышением осмотического давления инициируется синтез запасных веществ, способных выполнять защитную функцию при замораживании - высушивании за счет прямого взаимодействия с жизненно важными внутриклеточными структурами.

Следующим этапом наших исследований явилось изучение качества лиофилизированных препаратов бифидобактерий. О биохимической активности культур судили по кислотообразующей способности и количеству жизнеспособных клеток. Для приготовления первичной лабораторной закваски порцию сухой закваски (0.1 г) вносили в 2 литра стерилизованного молока и культивировали при оптимальной температуре роста 37 ±1 до образования сгустка. Результаты исследований представлены в таблице 5.

Таблица 5. Биохимическая активность сухой закваски бифидобактерий

Время сквашивания, ч
Кислотность
Количество жизнеспособных клеток, КОЕ в 1 см3
Титруемая, 0Т
Активная, pH
2
4
6
8
10
12
14
16
25
31
38
43
48
51
55
58
6,18
5,94
5,51
5,35
5,22
5,03
5,01
4,99
2,5х104
3,2х104
4,8х105
9,4х106
3,0х108
4,0х109
9,9х109
1,0х1010

Данные, представленные в таблице 5, свидетельствуют о том, что сухая закваска в процессе реактивации характеризуется высокой энергией кислотообразования и активным ростом клеток. Высокая активность закваски вероятно обусловлена тем, что при реактивации в регидратированных клетках синтез белка начинается с первых минут после возвращения воды. Большинство ферментов, необходимых для энергообеспечения клетки, очевидно повышает свою активность и способствует росту микроорганизмов.

Результаты исследований ферментативной активности бифидобактерий представлены в таблице 6.

Таблица 6. Влияние лиофилизации на ферментативную активность бифидобактерий

Вид закваски
Протеолитическая активность, Д зон преципитации, мм
Β-галактозидазная активность, Е/г
Жидкая до лиофилизации
13,2±1.2
4,3±0,2
Реактивированная на молоке:
- после замораживания
- после высушивания
12,9±1,01
12,5±1,1
4,04±0,1
4,0±0,1

Из данных таблицы 6 видно, что закваска бифидобактерий после замораживания и высушивания обладает достаточно высокой ферментативной активностью.

Таким образом, использование активного инокулята позволяет получить сухую закваску бифидобактерий, ферментирующую молоко без добавления ростовых факторов.

Качественная характеристика сухой закваски представлена в таблице 7.

Таблица 7. Показатели качества сухой закваски бифидобактерий

Показатели
Норма
Внешний вид
Пористая таблетка или однородный порошок
Цвет
Белый или кремовый
Активность по продолжительности сквашивания 2-х литров молока, ч
12-16
Кислотность сгустка:
Титруемая
Активная, pH
55-60
5,00±0.01
Массовая доля влаги, % не более
3,1±0,5
Растворимость, мин.
1,0±0,2
Гидрофильность, %
85
Количество клеток бифидобактерий КОЕ/см3 в 0,1 г
(7-10)х109
Контаминация
Отсутствует

Данные, представленные в табл. 7, показывают, что полученная сухая закваска бифидобактерий на молочной основе имеет хорошие качественные показатели и ферментирует молоко без применения стимуляторов роста.

Далее изучали стойкость закваски в процессе хранения. Наиболее приемлемой для хранения является температура -18oC. Результаты исследования представлены в таблице 8.

Таблица 8. Биохимическая активность сухих заквасок в процессе хранения

Продолжительность хранения, мес.
Активность, час
Титруемая кислотность, 0Т
Количество клеток, КОЕ в 1 см3
0
1
4
6
9
12
14
16
18
24
14
14
14
14
14
16
17
20
26
30
55
55
56
55
56
58
57
56
57
57
1х1010
1х1010
1х1010
8х109
8х109
8х109
5х109
1х108
7х108
1х108

Анализ данных табл. 8 показывает, что высокая активность сквашивания молока (14 - 16 час) наблюдается при хранении в течение 12 месяцев.

Использование жидких и сухих заквасок бифидобактерий не решает полностью проблемы производства бифидосодержащих продуктов.

Перспективным в технологическом и экономическом отношении является создание более активных концентрированных препаратов бифидобактерий, полученных на синтетической питательной среде. Использование концентратов позволит увеличить объем выпускаемой продукции без дополнительных затрат, упростить технологический процесс производства кисломолочных продуктов.

В связи с этим нами была разработана питательная среда для культивирования бифидобактерий на основе творожной сыворотки, обработанной β-галактозидазой (Хамагаева И.С. и др. Патент N 1686718, A 23 C 9/12 "Способ получения бактериального концентрата", действует со 2 октября 1993 г.). Использование ферментного препарата β-галактозидазы для приготовления питательной среды стимулирует рост бифидобактерий. Однако при больших объемах питательной среды увеличивается количество необходимого фермента, что приводит к значительным затратам и повышению ее стоимости.

В этой связи в дальнейших исследованиях изучали возможность использования в качестве инокулята активизированной культуры бифидобактерий B. longum 379 M III генерации. Оптимальное количество инокулята составляет 3 - 5%. Снижение инокулята ниже указанного значения приводило к затягиванию процесса наращивания биомассы, а повышение - к увеличению затрат. В качестве контроля использовали инокулят, активизированный на среде Блаурокк. Наращивание биомассы проводили в сывороточной питательной среде. Результаты исследований приведены на чертеже.

график наращивания биомассы бифидобактерий

Полученные данные свидетельствуют, что при использовании активного инокулята (см. чертеж, кривая 1) наблюдается значительное сокращение лаг-фазы и продолжительности наращивания биомассы бифидобактерий по сравнению с контролем в 2 раза (см. чертеж, кривая 2). Вероятно в процессе активизации бифидобактерий ферментным препаратом инокулят приобретает способность включать механизм нидукции β-галактозидазы и связанной с ней галактозид-пермеазы, отвечающей за систему транспорта питательных веществ в бактериальную клетку. В результате этого ускоряется метаболизм клетки и повышается выход биомассы.

Технологические параметры получения биомассы и ее характеристика представлены в таблице 9.

Таблица 9. Характеристика биомассы бифидобактерий

Показатели
Норма
Продолжительность культивирования, ч
24-26
pH культуральной жидкости
6,6-7,0
Выход биомассы, %
1,5-2,0
Активность сквашивания 1 см3 биомассы, час
9-10
Количество клеток бифидобактерий, КОЕ/см3, не менее
1011

Дальнейшие исследования были посвящены выбору защитных сред. Для этого полученную центрифугированием суспензию клеток бифидобактерий смешивали с различными защитными средами (таблица 10).

Таблица 10. Состав защитных сред

№ среды
Компоненты защитных сред
Массовая доля компонентов, %
1
Дистиллированная вода
Сахароза
Натрий лимоннокислый
88
10
1,0
2
Дистиллированная вода
Лактоза
Хлорид натрия
Аммоний фосфорнокислый
98,4
0,1
0,5
1,0
3
Сахароза
30%-ный водный раствор хлорида натрия
Желатин
20
40
40

Известно, что в большинстве случаев используют температуру замораживания (от-35 до -40)oC. Нами использована более низкая температура замораживания -18oC. Более щадящие условия замораживания дают клетке возможность сохранить жизнеспособность при переходе в состояние анабиоза.

Эффективность действия протектора оценивали по количеству жизнеспособных клеток, способности замороженной суспензии сквашивать молоко. Полученные результаты приведены в таблице 11.

Таблица 11. Влияние состава защитных сред на устойчивость бифидобактерий при замораживании

№ защитной среды
Количество клеток КОЕ в 1 см3
Активность сквашивания, час.
1
6,5х1011
10
2
5,9х1011
10
3
6,1х1011
10

Из данных табл. 11 видно, что все рассмотренные протекторы оказывают защитное действие при замораживании. Однако в дальнейших исследованиях была принята защитная среда N 1. Наряду с малыми затратами при ее приготовлении компонентный состав защитной среды способствует максимальному сохранению клеток.

Продолжительность высушивания составила 24 - 26 часов против 66 - 72 часов при производстве бифидумбактерина, т. к. питательная среда на основе сыворотки не содержит сложных влагоудерживающих веществ.

Характеристика сухого концентрата представлена в таблице 12.

Таблица 12. Качественная характеристика сухого концентрата

Показатели
Норма
Внешний вид
В виде таблеток высотой 3 мм
Цвет
Молочно-белый с кремовым оттенком
Массовая доля влаги, % не более
5
Растворимость, сек. не более
60
pH
6,5-6,8
Количество клеток бифидобактерий КОЕ/см3, не менее
1011
Активность сквашивания 5 литров молока одной дозой, час. не более
10
Контаминация
Отсутствует

Как видно из данных таблицы 12, полученный концентрат бифидобактерий обладает высокой биохимической активностью и ферментирует молоко без стимуляторов роста.

Важную роль в сохранении активности бифидобактерий играет ферментная система клетки. Нами установлено, что после замораживания, сушки ферментативная активность бифидобактерий остается на достаточно высоком уровне. Следует отметить, что для запуска механизма индукции в бактериальной клетке достаточно следовых количеств β-галактозидазы, которая расщепляет лактозу с образованием аллолактозы и олигосахаридов. В присутствии аллолактозы начинается интенсивный синтез β-галактозидазы, а олигосахариды вероятно выполняют роль естественных протекторов.

Изучение активности бактериального концентрата в процессе хранения проводили по показателям кислотообразования и времени сквашивания молока. Данные представлены в таблице 13.

Таблица 13. Изменение активности концентрата при его реактивации на молоке

Срок хранения, мес.
Продолжительность сквашивания
2
6
10
12
Кисл.,
0Т
pH
Кисл.,
0Т
pH
Кисл.,
0Т
pH
Кисл.,
0Т
pH
0
20±1
6,25
43±2
5,55
55±2
5,01
 
 
6
20±1
6,25
43±2
5,55
55±2
5,01
 
 
12
20±1
6,25
43±2
5,56
55±2
5,03
 
 
18
20±1
6,25
43±2
5,54
55±2
5,03
 
 
22
19±1
6,56
40±1
5,70
47±1
5,47
55±1
4,91
24
19±1
6,56
40±1
5,70
47±1
5,47
59±1
4.92

Из данных таблицы 13 видно, что сухой концентрат бифидобактерий сохраняет активность в течение 2 лет.

Таким образом, анализ технического уровня по данной проблеме показал, что общим недостатком известных способов получения сухих препаратов бифидобактерий является то, что они не активизируются в молоке и пищевых средах без стимуляторов роста. Следует отметить, что активность сквашивания молока является основным показателем при производстве кисломолочных продуктов.

Особенностью предлагаемого технического решения является принципиально новый подход к подготовке культур бифидобактерий к консервированию, заключающийся в использовании активного инокулята, обеспечивающего получение сухих препаратов, ферментирующих молоко и пищевые среды, и отвечает критериям "изобретательский уровень" и "мировая новизна".

Предлагаемый способ получения сухого препарата для производства кисломолочных продуктов осуществляется следующим образом.

Для получения сухого препарата используют питательную среду на основе обезжиренного молока, цельного молока и творожной сыворотки. Питательную среду стерилизуют при 112 - 120oC с выдержкой 15 - 30 мин, охлаждают до температуры (37 ±1)oC. В качестве инокулята для заквашивания питательной среды используют активизированную культуру бифидобактерий Bifidum longum B. 379 M третьей генерации в количестве 1 - 5%. Наращивание клеток проводят в течение 14 - 24 ч. Полученную бактериальную массу охлаждают до минимальной температуры 20oC и при этой температуре смешивают с защитной средой, разливают во флаконы или лотки, замораживают при -18oC и высушивают в течение 22 - 26 ч сублимационным методом.

При получении сухого препарата в виде сухой закваски в составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый 2, глицерин 2, дистиллированная вода остальное.

При получении сухого препарата в виде бактериального концентрата в составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый трехзамещенный 2, дистиллированная вода остальное.

Водный раствор защитных сред стерилизуют при температуре 112oC в течение 30 минут, затем защитную среду охлаждают и хранят до использования.

Пример 1. При получении сухого препарата в виде сухой закваски в качестве питательной среды используют обезжиренное молоко или цельное молоко. Для приготовления питательной среды молоко стерилизуют при 121oC с выдержкой 15 мин, охлаждают до температуры 37oC, в качестве инокулята для заквашивания питательной среды используют активизированную культуру бифидобактерий B. longum B. 379 M третьей генерации в количестве 1% и наращивают клетки в течение 16 ч до образования сгустка кислотностью 55oT. Полученную бактериальную массу охлаждают до минимальной температуры роста 20oC и при этой температуре в количестве 30% в асептических условиях смешивают с защитной средой. В составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый 2, глицерин 2, дистиллированная вода остальное. Затем смесь разливают во флаконы по 1 мл или стерильные лотки с толщиной слоя 6 - 8 мм, замораживают в холодильной камере при -18oC, высушивают на сублимационной установке в течение 24 часов.

Флаконы с сухой закваской закрывают стерильными пробками и закатывают алюминиевыми колпачками. Закваску, высушенную на лотках, измельчают в асептических условиях на мельнице; затем ее рассыпают в стерильные флаконы массой 0,1 г и укупоривают. Закваску хранят при температуре -18oC не более 12 месяцев со дня выработки.

Пример 2. При получении сухого препарата в виде сухой закваски в качестве питательной среды используют обезжиренное молоко или цельное молоко. Для приготовления питательной среды молоко стерилизуют при 121oC с выдержкой 15 мин, охлаждают до температуры 37oC, в качестве инокулята для заквашивания питательной среды используют активизированную культуру бифидобактерий B. longum B. 379 M третьей генерации в количестве 2% и наращивают клетки в течение 14 ч до образования сгустка кислотностью 55oT. Полученную бактериальную массу охлаждают до минимальной температуры роста 20oC и при этой температуре в количестве 30% в асептических условиях смешивают с защитной средой. В составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый 2, глицерин 2, дистиллированная вода остальное. Затем смесь разливают во флаконы по 1 мл или стерильные лотки с толщиной слоя 6 - 8 мм, замораживают в холодильной камере при -18oC, высушивают на сублимационной установке в течение 24 часов.

Флаконы с сухой закваской закрывают стерильными пробками и закатывают алюминиевыми колпачками. Закваску, высушенную на лотках, измельчают в асептических условиях на мельнице; затем ее рассыпают в стерильные флаконы массой 0,1 г и укупоривают. Закваску хранят при температуре -18oC не более 12 месяцев со дня выработки.

Сравнительная характеристика предлагаемой технологии с прототипом представлена на схеме 1.

схема 1

Из схемы 1 видно, что сухая закваска по предлагаемой технологии активно ферментирует молоко, в результате чего сокращается количество пересадок.

При сравнении показателей готовой производственной закваски установлено, что по предлагаемой технологии почти в два раза ускоряется технологический цикл приготовления закваски, и она имеет более низкую кислотность, что является важным для сохранения жизнеспособных клеток в процессе хранения (табл. 14).

 

Таблица 14. Показатели производственной закваски

Закваска
Массовая доля закваски, %
Кислотность, 0Т
pH
Количество клеток, КОЕ/см3
Продолжительность сквашивания, ч
По предлагаемой технологии
5
60-65
4,92-4,88
10-1010
7-8
По прототипу
5
90-110
4,6-4,7
108-109
15-16

Таким образом, можно сделать заключение, что сухая закваска по предлагаемой технологии характеризуется высокой активностью, интенсифицирует процесс сквашивания и упрощает технологическую схему производства.

Практическую реализацию предлагаемый способ нашел в разработке и утверждении ТУ 10-8-08-21-95. "Препараты бактериальные сухие бифидобактерий".

С использованием сухой закваски усовершенствована технология кисломолочного продукта "Бифивит" и разработана технология пасты "Бифидная" ТУ 10-8-08-26-95.

Пример 3. При получении сухого препарата в виде бактериального концентрата используют питательную среду на основе молочной сыворотки. Для приготовления питательной среды творожную сыворотку осветляют, раскисляют до pH 6.0 - 6.5. В подготовленную сыворотку вносят хлористый магний - 0.4%, натрий лимоннокислый трехзамещенный - 0.2%, калий фосфорнокислый однозамещенный - 0.1%, аскорбиновую кислоту - 0.1%, пептон - 1%, агар-агар - 0.75%, pH среды устанавливают 6.78 - 7.0. Готовую среду стерилизуют при 115oC с выдержкой 30 минут и охлаждают до 37oC, в качестве инокулята для заквашивания питательной среды используют активизированную культуру бифидобактерий B. longum B. 379 M третьей генерации в количестве 3% и наращивают клетки в течение 26 ч. По окончании процесса биомассу охлаждают до 20oC и отделяют клетки от культуральной жидкости центрифугированием. Полученную бактериальную массу при 20oC смешивают с защитной средой в соотношении 1 : 1. В составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый трехзамещенный 2, дистиллированная вода остальное. Затем разливают во флаконы по 1 мм, замораживают в холодильной камере при -18oC и высушивают на сублимационной установке в течение 26 часов. Флаконы с бактериальным концентратом закрывают стерильными пробками и закатывают металлическими колпачками. Бактериальный концентрат хранят при температуре -18oC не более 24 месяцев со дня выработки.

Пример 4. При получении сухого препарата в виде бактериального концентрата используют питательную среду на основе молочной сыворотки. Для приготовления питательной среды творожную сыворотку осветляют, раскисляют до pH 6.0 - 6.5. В подготовленную сыворотку вносят хлористый магний - 0.4%, натрий лимоннокислый трехзамещенный - 0.2%, калий фосфорнокислый однозамещенный - 0.1%, аскорбиновую кислоту - 0.1%, пептон - 1%, агар-агар - 0.75%, pH среды устанавливают 6.78 - 7.0. Готовую среду стерилизуют при 115oC с выдержкой 30 минут и охлаждают до 37oC, в качестве инокулята для заквашивания питательной среды используют активизированную культуру бифидобактерий B. longum B. 379 M третьей генерации в количестве 5% и наращивают клетки в течение 24 ч. По окончании процесса биомассу охлаждают до 20oC и отделяют клетки от культуральной жидкости центрифугированием. Полученную бактериальную массу при 20oC смешивают с защитной средой в соотношении 1 : 1. В составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый трехзамещенный 2, дистиллированная вода остальное. Затем разливают во флаконы по 1 мм, замораживают в холодильной камере при -18oC и высушивают на сублимационной установке в течение 26 часов. Флаконы с бактериальным концентратом закрывают стерильными пробками и закатывают металлическими колпачками. Бактериальный концентрат хранят при температуре -18oC не более 24 месяцев со дня выработки.

Разработаны и утверждены ТУ 10-8-08-22-92 "Бакконцентрат бифидобактерий сухой"  На основании проведенных исследований разработана схема 2 приготовления закваски с использованием сухого концентрата.

схема 2

Согласно схеме 2 для приготовления закваски из концентрата рекомендуется беспересадочный или однопересадочный метод.

Характеристика закваски представлена в таблице 15.

Таблица 15. Качественные показатели закваски

Показатели
Норма
Кислотность, 0Т
55±5
Кол-во клеток бифидобактерий. КОЕ/см3
1010
Бактерия группы кишечной палочки, в 1 см3
Отсутствуют
Патогенные микроорганизмы в 50 см3
Отсутствуют
Коагулазоположительные стафилококки в 100 см3
Отсутствуют

Закваска обладает низкой кислотностью и содержит высокое количество живых клеток бифидобактерий.

Предлагаемая технология по сравнению с известной технологией приготовления закваски для кисломолочного бифидумбактерина (технология МНИИЭМ) имеет следующие преимущества: активизацию сухого концентрата проводят непосредственно в молоке без стимуляторов роста; увеличиваются объемы производства закваски; значительно сокращаются продолжительность технологического цикла производства закваски; готовая закваска характеризуется более высоким содержанием жизнеспособных клеток бифидобактерий.

С использованием сухого концентрата бифидобактерий разработаны продукты лечебно-профилактического назначения "Молоко бифидное" ТУ Бур. АССР 10-08-18-92, напиток рисовый ТУ 10-8-08-25-95.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость"

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения сухого препарата для производства кисломолочных продуктов, включающий приготовление питательной среды и инокулята, заквашивание среды, наращивание клеток, получение бактериальной массы, смешивание с защитной средой, розлив во флаконы или в лотки, замораживание и сушку, отличающийся тем, что в качестве инокулята для заквашивания питательной среды используют активированную культуру бифидобактерий Bifidobacterium longum B379M третьей генерации в количестве 1 - 5%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при получении сухого препарата в виде сухой закваски в качестве питательной среды используют обезжиренное или цельное молоко, при этом количество инокулята составляет 1 - 2%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при получении сухого препарата в виде бактериального концентрата используют питательную среду на основе молочной сыворотки, при этом количество инокулята составляет 3 - 5%.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при получении сухого препарата в виде сухой закваски в составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый 2, глицерин 2, дистиллированная вода остальное.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при получении сухого препарата в виде бактериального концентрата в составе защитной среды используют следующие компоненты, %: сахароза 10, натрий лимоннокислый трехзамещенный 2, дистиллированная вода остальное.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что бактериальную массу охлаждают до минимальной температуры роста 20oC и при этой температуре смешивают с защитной средой.

По теме разработки пробиотиков (заквасок) см. также: