Способ получения бактериального концентрата мезофильных молочно-кислых стрептококков для производства кисло- молочных продуктов

Способ получения бактериального концентрата мезофильных молочно-кислых стрептококков для производства кисло- молочных продуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА МЕЗОФИЛЬНЫХМОЛОЧНОКИС1В1Х СТРЕПТОКОККОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ, предусматривающий приготовление питательной среды на основе молочной сыворотки с добавлением ростового вещества. буферных солей и макроэлементов, внесение закваски микроорганизмов, культивирование с регулированием рН, выделение клеток из культуральной жидкости и последующее их консервирование , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения выхода и повьоаения активности концентрата, в качестве ростового вещества, используют аминокислотно-микроэлементно-внтаминный комплекс АММИВИТ а количестве 0,5-6,8% от массы среды, а консервирование биомассы выделенных клеток осуществляют защитной средой , содержащей мас.%: хлористого натрия.8-12, желатина 10-15, фитина 1-3, апилака 0,0001-0,0003 и воду, W причем соотношение биомассы и защитной среды устанавливают t;1 - 1:2.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHON5f СВИЦЕТВ:ЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ?6ЪЙЪФ (21) 3526293/28-13

{22) 16. 12.82. (46) 07.06.85. Бюл. У 21 (72) И.В. Лагода, Л.А. Банникова, Н.А. Бавина и Г.В. Косарева (71) Всесоюзный научно"исследовательский институт молочной промышленности (53) 663.15(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 457727, кл..С 12 Й 1/04, 1974 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ SAKTEPHAJlhНОГО КОНЦЕНТРАТА МЕЗОФИЛЬНЫХ МОЛОЧНОКИСЛЫХ СТРЕПТОКОККОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ, предусматривающий приготовление питательной среды на основе молочной сыворотки с добавлением ростового вещества, „„SU„„1159949

4(ю1) С,1 2 Н 1/04 // А 23 С 9/12

I буферных солей и макрозлементов, внесение закваски микроорганизмов, культивирование с регулированием рН, выделение клеток из культуральной жидкости и последующее их консервирование, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода и повышения активности концентрата, в качестве ростового вещества, используют аминокислотно-микроэлементно-витаминный комплекс АММИВИТ а количестве 0,5-0,8Х от массы среды, а консервирование биомассы выделеннъж клеток осуществляют защитной средой, содержащей мас.X: хлористого натрия,8-12, желатина 10-15, фитина

1-3, апилака 0,0001-0,0003 и воду, причем соотношение биомассы и защитной среды устанавливают t:1 - 1:2.

1159949

Изобретение относится к технической микробиологии и касается способа получения бактериальных концентратов.

Известен способ получения бактериального концентрата мезофильных молочнокислых стрептококков для ° производства кисломолочных продуктов, предусматривающий приготовление питательной среды на основе молочной сыворотки с добавлением ростового вещества, буферных солей и макроэлементов, внесение закваски микроорганизмов, культивирование с регулированием рН, выделение клеток из культуральной жидкости и последующее их консервирование t1j.

Недостаток способа в том, что наша промышленность не готова к массовой пересылке этого концентрата изза отсутствия необходимого количест- 2б ва сосудов Дюара и отсутствия возможности поддержания низких отрицательных температур. Кроме того,,полученный концентрат обладает недостаточно высокой активностью.

Целью изобретения является увеличение выхода и повышение активности бактериального концентрата..

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения бакте-30 риального концентрата мезофильных молочнокислых стрептококков для производства кисломолочных продуктов, предусматривающему приготовление питательной среды на основе молочной 3 . сыворотки с добавлением ростового вещества, буферных солей и макрозлементов, внесение закваски микроорганизмов, культивирование с регулированием рН, выделение клеток из культу- Щ ральной жидкости и последующее их консервирование, в качестве ростового вещества используют аминокислотномикроэлементно-витаминный комплекс

АИИИВИТ в количестве 0,5-0,8Х от мас-45 сы среды, а консервирование биомассц выделенных клеток осуществляют защитной средой, содержащей, мас.X: хлористого натрия 8-12, желатина 1015, фитина 1-3, апилака 0,0001-0,0003 @ и воду, причем соотношение биомассы и защитной среды устанавливают 1:11:2.

С целью увеличения роста меэофильных молочнокислых бактерий и повыше- у ния их биохимической активности в сре- . ду культивирования вносится аминокислотно-микроэлементио-витаминный комплекс (АМИИВИТ). Аммивит обладает большими стимулирующими свойствами и увеличивает рост мезофильных молочнокислых стрептококков.

Установлено, что количественный и качественный состав микроэлементов в питательных средах является важным фактором, регулирующим интенсивность и направленность развития мезофильных молочнокислых стрептококков.

Внесение в среду культивирования

0,2-1,5Х аммивита оказывает неодинаковое влияние на рост мезофильных. мо лочнокислых стрептококков. Наибольшее увеличение клеток в среде, на 78-80Х отмечается при внесении 0,5-0,8Х аммивита от массы среды.

При увеличении содержания аммивита

1-1,5Х от массы среды не наблюдается дальнейшего увеличения роста клеток.

Это можно объяснить тем,.что аммивит имеет очень кислую реакцию и при его внесении снижается рН массы среды культивирования. Кроме того, препарат богат различными аминокислотами, витаминами и микроэлементами. При внесении в питательную среду 1-1,5Х аммивита от массы среды создается избыток этих компонентов, что также, как и при недостатке, отрицательно сказывается на росте клеток мезофиль" ных молочнокислых стрептококков.

Снижение количества вносимого аммивита до. 0,2-0,4Х дает увеличение роста клеток всего иа 15-22Х.

Поэтому рекомендовано внесение в среду аммивита в пределах 0,5-0,8Х от массы среды. При внесении в питательную среду аммивита в указанных количествах увеличивается выход биомассы в 1,8-2,7 раза, повышается биохимическая активность клеток, количество клеток в 1 г концентрата повышается на 25-30Х.

Очень важно все свойства получен" ного концентрата сохранить и довести до .потребителей. Для этого подобрана такая защитная среда, которая связывает активную воду в бакконцентрате и доводит значение активной воды ач. до 0,998-0,991.

В табл. 1 показано влияние компонентов защитной среды на значение активной воды aw и сохраияемость клеток в жидком бакконцентрате при хранении. При этом исследовано внесение в защитную среду 4-20Х хлористого натрия от массы среды. Установле3 . 1159949 4 но, что при добавлении хлористого порции из 1000 л среды увеличивается натрия более 20 происходит увеличе- в 1,9-5 раза. ние осмотического давления в клетке Подобрана такая защитная среда, и происходят необратимые процессы, которая хорошо сохраняет активность в результате которых активность кон- S жидкаго концентрата как сразу после центрата резко падает. получения,так и в процессе хранения.

Желатин кроме защитных свойств Поэтому при использовании одной порпридает бакконцентрату студнеобраэ- ции жидкого бакконцентрата можно поную консистенцию, которая сохраняет- лучить до 600 л производственной ся при температуре от -5 до +8 C. 10 закваски, т.е. в 2 раза больше и -до

Наилучшие результаты по актив-, 3 т продукта непосредственно из бакности концентрата и сохраняемости концентрата, т.е. в 1,2 раза больше. клеток при хранении получены при В табл. 2 представлены сравнительные внесении в защитную среду 8-12Х хло- показатели замороженного и жидкого ристого натрия и 10-15% желатина. 15 бакконцентратов, полученных по изПри внесении фитина стойкость вестному и предлагаемому способам. клеток при хранении возрастает. Хоро» Пример 1. К 270 л сыворотки шие результаты получены лри внесе- с рН 4,6 добавляют 8 кг аммивита и нии в защитную среду 1-З фитина, все нагревают в ванне ВДП до 95 С с

В этом случае выживаемость клеток 20 выдержкой 70 мин. Затем сыворотку осувеличивается на 12-18Х. Внесение в ветляют путем сепарирования. Для призащитную среду фитина в количестве . готовления !000 л среды перед стери4-6Х не дает дальнейшего увеличения лизацией берут 250 л осветленной сывыживаемости клеток при хранении, воротки с аммивитом и.смешивают с 650л. и она составляет 18-22Х. Снижение 25 питьевой воды и добавляют 10 кг лимонвносимого фитина до 0,5-0,8% дает нокислого натрия, 0,165 г сернокислоувеличение стойкости клеток на 4-5 . ro марганца. Затем устанавливают реакПоэтому в защитную .среду вйосят 1-3Х цию среды 25Х-ным водным раствором фитина. аммиака, чтобы активная кислотность была 6,8. После этого среду стерили- .

В защитную среду входит алилак. зуют при добавлении 0,08 ИПа, что дпилак обладает различными свойства- соответствует темпеРатУРе 118 С, выбиокимическУю активность клеток и . В а, е ч они становятся более жизнеспособ ырования вносят 10 л обезжиренного

35 ви лак обладает антисептическими свойного при давлении О, 1 ИПа, что соотУстановлено, что внесение 0 0001ветствует температ е 121 С

0,0005Х апилака.оказывает активизи- 40 держкой 7 мин затем в л игот рукнцее действие на биохимическую среду вносят 5Х закваски. С е аски. Среду с активность. клеток мезофильных молоч ыр щи ние меэ-"фил закваской т ательно

Выращивание меэофил чества апилака в преде о с кислых стрептококков в с

0 00002 0 00005Х эаметйого УвеличениЯ биохимической 10 ч кл т к среды на уровне 6,8 путем непрерывно- бавлять алилакв количестведо 0,00010,003Х Ввведение влитетельную среду Я аммивита обогащает среду ростовьии веществами и позволяет ускорить и вращения мешалки 3,3 с цесс накопления биомассы. ПродолжиПосле окончания процесса культивиротельность культивирования ускоряется .: м с родолжи вания жидкость охлаждают до 10 д д 10Си на 2-3 ч, выход.биомассыувеличивается.у направляют на бактоф г . офугу. в 1 4-3 Раза. Количество клеток в " Развитие молочнокислых стрелтококодной порции бакконцентрата увеличи- ков в культуральной жидкости контровается в 1,5-2,1 раза, количество лируют по микроскопическому прелара11599 ту. Иэ 1000 л культуральной среды получают 10 кг биомассы.

Для определения количества клеток в биомассе берут две пробирки с

10 мл стерильной воды, подогретой до 30 С. В одну пробирку отвешивают

I г биомассы, хорошо перемешивают с водой так, чтобы не было комочков.

В другую пробирку наливают 1 мл рабо16 чего раствора резазурина.

Содержимое двух пробирок соединяют в одну пробирку, закрывают резиновой пробкой, смешивают путем медленного трехкратного переворачивания пробирки. Пробирку помещают в водя15 ную баню при 30 С.

Обесцвечивание резаэурина происходит за 0,8 мин, поэтому в 1, r биомассы содержится более 300 млрд. бактериальных клеток, и биомассу смеши20 вают с защитной средой в соотношении

1:2, т.е, на 10 кг биомассы берут

20 кг защитной среды.

Защитная среда состоит из 8 л раствора поваренной соли в виде вод25 ного раствора с массовой долей поваренной соли 30, предварительно стерилизованного при 0,1 МПа, что о соответствует температуре 1 12 С, с вьдержкой 20 мин, из 8 л суспензии 39 с массовой долей желатоэы 37,5, предварительно стерилизованной при

0,2 ИПа, что соответствует температуре 135 С, с вьдержкой 3 ч, и 3 л водной взвеси фитина с массовой долей фитина 20, предварительно стерилизованной при 0,2 ИПа, что соответствует температуре 135 С, с вьдержкой 2,5, и 1 л водной взвеси апилака, где растворено 0,06 кг апилака. 40

При этом воду стерилизуют при 0,1 ИПа, что соответствует температуре 121 С, О с вьдержкой 20 мин. Затем в охлажденную воду вносят апилак.

Ю фф

Затем суспенэию клеток меэофиль- ных молочнокислых стрептококков в защитной среде разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по (5,ОЙДО,5) г (полпорции) и по М (10,0+0,5) г (порция). Флаконы с жидккм бакконцентратом закрывают стерильными полиэтиленовыми пробками и закрывают алюминиевыми колпачками. Хранят жидкий бакконцентрат И при температуре "5 С.

В 1 г жидкого бакконцентрата сразу после его получения содержится

49 б

200 млрд. бактериальных клеток, а в порции — 2000 млрд.

При хранении жидкого бакконцентрата при температуре -5 С в течение о

2 месяцев погибает 16-18 жизнеспособных клеток.

Пример 2. К 2?О л сыворотки с рН 4,5 добавляют 5 кг аммивита и все нагревают в ванне ВДП до 97 С, с о вьдержкой 60 мин. Затем сыворотку осветляют сепарированием.

Для приготовления 1000 л среды перед стерилизацией берут 250 л осветленной сыворотки с аммивитом, смешивают с 650 л питьевой воды и добавляют 10 кг лимоннокислого натрия, О, l65 r сернокислого марганца..

Затем устанавливают реакцию среды

25 -ным раствором аммиака так, чтобы активная кислотность была 6,6. После этого среду стерилиэуют при давлении 0,08 ИПа, что соответствует

118оС, с вьдержкой 60 мин, и охлаждают до 32 С.

В данную среду через 3 ч культивирования. вносят 10 л обезжиренного молока, предварительно стерилизован" ного при давлении О,1 ИПа, что соответствует 121 С, с вьдержкой 5 мин.

"-атем в приготовленную среду вносят

8 закваски на сывороточной среде.

Среду с закваской тщательно перемешивают.

Выращивание мезофильных молочнокислых стрептококков в условиях периодического культивирования при постоянной нейтрализации среды проводят

12 ч, поддерживая активную кислотность среды на уровне 6,5 путем непрерывного подщелачивания культураль" ной жидкости 25Х-ным водным раствором аммиака и постоянного перемеши- . вания с частотой вращения мешалки

2,5 с".

После окончания процесса культиI вирования жидкость охлаждают до 3 С и направляют на бактофугирование.

Развитие молочиокислых стрептококков в культуральной жидкости контролируют по микроскопическому препарату. .Из 1000 л культуральной среды получают 10 кг биомассы, Для определения количества клеток в биомассе берут две пробирки с 1О мл стерильной воды, подогретой до 32 С. В одну пробирку отвешивают 1 r биомассы, хорошо ее перемешивают с водой так, чтобы не

1159949 было комочков. В другую пробирку наливают 1 мл рабочего раствора резазурина.

Содержимое двух пробирок соединяют в одну пробирку, закрывают резиновой пробкой, смешивают путем медленного трехкратного переворачивания пробирки. Пробирку помещают в водяную баню при 32 С.

Обесцвечивание резазурина происхо- 0 дит за 1,8 мин, поэтому в 1.r биомассы содержится менее 300 млрд. бактериальных клеток, и биомассу смешивают с защитной средой в соотношении 1:1, т.е. на 10 кг биомассы берут 10 кг защитной среды. !

Защитная среда состоит из 2,9 л раствора поваренной соли в виде водного раствора с массовой долей соли поваренной 30%, предварительно стерилизованного при 0,1 ИПа, что соответствует 1!2оС, с выдержкой 15 мин, . из 2,7 .л суспензии с масовой долей желатозы 37,5%, предварительно сте" рилизованной при 0,15 ИПа, что соот- 2 ветствует 128 С, с выдержкой 2,5 ч и

0 5 л водной взвеси фитина с масовой долей фитина 20%., предварительно стерилизованной при О, 15 ИПа, что соответствует 128 С, с выдержкой 2 ч, и 30

3,0 л водной взвеси -апилака, где растворено 0,01 кг апилака. При этом воду стерилиэуют при 0,1 МПа, что соответствует 121 С, с выдержкой

15 мин. Затем в охлажденную воду вносят апилак. Затем суспензню клеток в защитной среде в асептических условиях разливают в стерильные флаконы по (5,0+0,5) г (полпорции) и по (10,0+0,5) г (порция). 40

Флаконы с жидким бакконцентратом закрывают стерильными полиэтиленовыми пробками и закрывают алюминиевыми колпачками. Хранят жидкий баккон. центрат при 8 С. 43

В 1 r жидкого бакконцентрата сразу ь после его получения содержится

150 млрд. бактериальных клеток, а в порции — 1500 млрд. При хранении жидкого бакконцентрата при 8 С в те- 30 чение 2 .месяцев погибает 16-24% жизнеспособных клеток.

Однако активность бакконцентрата и рсе биохимические показатели близки к первоначальным. При использова- у нии одной порции жидкого бактериального концентрата получают 600 л производственной закваски .за 12 ч. При . этом полученная пронзволственнан закваска отвечает всем качественным показателям, указанным в инструкции по приготовлению и применению эаквасок для кисломолочных продуктов на предприятиях молочной проиьпяленности. Кислотность ее 92оТ, ггуг.— ток плотный, вкус чистый кнсломолочный с хорошо выраженным ароматом.

Иэ производственной закваски получают сметану и творог. При получении сметаны в сливки вносят 2% производственной закваски. Сквашивание сливок происходит эа 12 ч.

Сгусток плотный, вкус кисломолочный с хорошо выраженным ароматом. Выработанная сметана оценивается высшим сортом.

При получении творога в молоко вносят 2,5% производственной закваски» Сгусток образуется за 4 ч. Идет хорошее отделение сыворотки. Творог отвечает требованиям нормативнотехнической документации и оцениваетl ся высшим сортом.

Кроме того, творог получают непосредственно из активизированного жидкого бактериального концентрата.

Для активизации 1 порцию бакконцентрата вносят в 10 л пастеризованного молока, охлажденного до 30 С, и выдерживают в течение 4 ч. Затем активизированный концентрат (t порция) вносят на 3 т молока. Сгусток образовывается за 4,5 ч. Отмечается хо рошее отделение сыворотки, творог отвечает требованиям нормативно-технической документации и оценивается высшим сортом.

Сметану можно Идлучать также непосредственно из жидкого .бакконцентрата. Для этого одну порцию бакконцентрата, активизируют в 10 л .пасте-. ризованного молока в течение 4 ч при о

30 С, а затем вносят на 3 т сливок.

Сквашивание сливок происходит за

14 ч. Выработанная сметана оценивается высшим сортом.

Экономический эффект от замены бакконцентрата на жидкий. составляет

17,7 руб. на 1000 порций при его получении.

Жидкий бакконцентрат более активный, чем сухой, поэтому из него можно получать большее количество продукта» Экономический эффект от

его применения в производстве составляет 0 73 руб. на 1 т продукта, 1159949

Использование бакконцентрата позволяет повыс ить микробиологическую чис тоту иактивность закваски,что, в своюоче-, редь,повысит качество продукции.

Таблица 1.5

Время .свертывания 1 г концентрата в 1 л молока ч

Исследуемый компонен защитной среды

Значение активной воды

7 исследуемого компонента

30"32

0,980-0,982

0,982-0,983

0,983-0,985

0â985 Оэ988

Хлористый натрий

Хлористый натрий

Хлористый натрий

40-45

8-12

20-26

12-16

16-20

Хлористый натрий

18-24

Хлористый .натрий желатин

50-52

0,984-0,985

4-8

Хлористый натрий желатин

52-56

8-12

0.986-0,987

5-10

0,987-0,988

54-58

Хлористый натрий желатин

60-62

0,989-0,991

8-12

10-15

Хлористый натрий желатин

Таблица 2

Продолжительность

Партия количество клеток в

1 порции бакконцентата, млрд культивирования, ч из- пред вес лага ный емый из- предвест- лаганый емый извест ный предлагаемый из- пред- из- предвест- лага- вест- лаганый емый ный емый иэ" предвест- лаганый емый

500 1220 f 250 6300 300 600 - 2000 3000

1 12 9 3

2 10 8 4

8 800 1560 2430 5200 300 600 2000 3000

Выход биомассы из 1000л культуральной среди, кг

Количество порций,полученных из

1000л культуральной среди

Количество производственной закваски, получаемой иэ

1 порции, л

Сохраняемость кле-. ток, 7, при хране-. нии при температуре от -5 до +8 С в течение

2 мес

Количество продукта, полученного иэ 1 порции бакконцентрата, кг

1159949

Продолжение табл.2

Партия

v предлагаемый нзнз- предвест- лаганый емый пред лага еиый предлага.еиый

asвестный известный пред" лагаемый из вес ный предлагаеиый вест ный вест кый

° В ВЮ ВВВ В ФЮ

ЮЮЮВВ

3 10 8

5 9 800 1180

3250 6120 300" 600

2510 7510 300 600

2000 3000

2000 3000

4 11 8

4,5 10 600 1280

5 . 12 8 4,5 10 900 1720 2520 .7480 300 600. 2000 3000

Составитель .Н. Абрамова

Редактор Т. Кугрышева .Техред Т.Фанта . Корректор А. Зииокосов

ЮЮ ВВ В Ю ° ВВВЮЮ ВВЮ ЮЮВОЮЮ

Заказ 3693/23 Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,.> д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Продолжительность культивирования, ч

Выход биомассы из 1000п культу-. ральной среды,. кг количество клеток в ! порции акконцентрата, млрд

Количество порций,полученных из

1000 л куль-, туральной среды

Количество производственной закваски, получаемой из

1 .порции, л

Количество продукта, полученного из 1 порции бакконцентратае кг