Способ получения бактериального концентрата

Способ получения бактериального концентрата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для приготовления бактериальных концентратов, применяемых в качестве биологически активной добавки для нормализации уровня холестерина в крови.

Известен способ получения пищевого продукта, включающий восстановление сухого обезжиренного молока в нормализованном молоке с сахаром, термообработку, охлаждение, засев среды йогуртной закваской и пробиотическими молочнокислыми бактериями, сквашивание, охлаждение. Отдельно готовят соковую часть с полиненасыщенными ω-3-жирными кислотами и/или свободной аминокислотой, смешивают с йогуртной частью в соотношении 1:1, диспергируют и фасуют (см. RU №2282995, A23C 9/12, A23L 1/30, опубл. 10.09.2006 г.).

Недостатком данного способа является сложность технологического процесса и низкое содержание полиненасыщенных жирных кислот в продукте.

Наиболее близким способом к заявляемой группе изобретений по совокупности признаков является способ получения бактериального препарата для лечения и профилактики гиперхолестеринемии, включающий приготовление питательной среды, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята Lactobacillus helveticus ГКНМ 147, наращивание биомассы, отделение биомассы от культуральной жидкости, розлив, укупорка, маркировка, хранение (см. RU №2072692, C12N 1/20, A61K 38/46, C12R 1/225, 27.01.1997).

Недостатком данного способа является высокая кислотообразующая способность L. helveticus и отсутствие полиненасыщенных жирных кислот, оказывающих влияние на метаболизм холестерина, что снижает лечебно-профилактические свойства продукта. Кроме того, L. helveticus является транзиторной микрофлорой и не приживается в желудочно-кишечном тракте человека.

Технический результат, обеспечивающий осуществление предлагаемого изобретения, заключается в повышении биохимической и холестеринметаболизирующей активности концентрата.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе получения бактериального концентрата, включающем приготовление питательной среды, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята, наращивание биомассы, отделение биомассы от культуральной жидкости, розлив, укупорку, согласно изобретению в состав питательной среды вносят 3-5% облепихового масла от массы среды и засев осуществляют активизированной культурой пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85.

Указанный технический результат достигается также применением бактериального концентрата, полученного заявляемым способом, в качестве пробиотической биологически активной добавки к пище для снижения уровня холестерина в крови.

Отличительными признаками заявляемого способа являются внесение в состав питательной среды оптимальной дозы облепихового масла и использование в качестве инокулята пропионовокислых бактерий. Использование облепихового масла способствует повышению биохимической и холестеринметаболизирующей активности штамма Propionibacterium freudenreichii Ш85.

Кроме того, отличительной особенностью заявляемого изобретения является применение бактериального концентрата, полученного предлагаемым способом, в качестве пробиотической биологически активной добавки к пище для нормализации уровня холестерина в крови.

Из литературных данных известно, что облепиховое масло настоящая природная кладовая полезных биологически активных веществ, которые необходимы человеческому организму. Самыми значимыми можно считать жирорастворимые витамины K, Е, F, провитамин А. Очень важным свойством облепихового масла является идеальный баланс между всеми входящими в его состав витаминами и полезными элементами.

Полиненасыщенные кислоты участвуют в построении и развитии клеток нашего организма, регулируют жировой и холестериновый обмен, нормализуют кровообращение, способны выводить из организма токсины, радионуклиды, тяжелые металлы.

Благодаря содержанию витамина K1 фосфолипидов и бетаина, облепиховое масло препятствует развитию атеросклероза и улучшает общее состояние при этой болезни, снижает уровень холестерина в крови и сокращает частоту приступов стенокардии. Содержащийся в плодах облепихи бета-ситостерин обладает антисклеротическим действием, поэтому облепиха полезна в профилактике и лечении атеросклероза и возрастных изменений у пожилых людей.

Также витамин E нормализует жировой обмен, предупреждает развитие атеросклероза, укрепляет стенки кровеносных сосудов, предотвращает образование тромбов, а также способен замедлять процесс старения клеток и защищать организм от воздействия свободных радикалов, предупреждая тем самым развитие онкологических заболеваний, артрита и т.д.

В качестве стартовой культуры при проведении исследований в заявляемом способе используют пропионовокислые бактерии Propionibacterium freudenreichii Ш85.

Происхождение штамма: самоквасное молоко.

Культурально-морфологические признаки штамма: на агаре с гидролизованным молоком образует глубинные колонии - гладкие выпуклые с ровными краями диаметром 1-2 мм. Клетки двухсуточной культуры в молоке имеют вид мелких кокков размером в диаметре 0,4-0,5 мкм. Клетки неподвижные, грамположительные, окруженные слизистыми капсулами. Штамм фагорезистентен.

Область промышленного применения штамма: синтез пропионовой и уксусной кислот, витамина В12.

Условия культивирования штамма: обезжиренное молоко, 30°C.

Сведения о безопасности использования штамма: Штамм Propionibacterium freudenreichii Ш85 не является генетически модифицированным штаммом. Штамм Propionibacterium freudenreichii Ш85 относится к микроорганизмам, непатогенным для человека, согласно классификации микроорганизмов, приведенных в санитарных правилах СП 1.2.731-99.

Штамм пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85, полученный из ФГУП «ГосНИИгенетика», предварительно активизировали биотехнологическим методом по КИ 2309982 С2, Хамагаева И.С., Тумурова С.М. Способ получения бактериального концентрата пропионовокислых бактерий, опубл. 10.11.2007 г., бюл. №31; Хамагаева И.С, Качанина Л.М., Тумурова С.М. Биотехнология заквасок пропионовокислых бактерий. Монография. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. - 172 с.

Результаты исследований представлены в табл.1, 2.

Анализ данных, представленных в табл. 1 и 2, свидетельствует, что Propionibacterium freudenreichii Ш85 обладает высокой биохимической активностью в сравнении с культурами пропионовокислых бактерий, изученными авторами ранее. После активизации культура II генерации приобретает высокую биохимическую активность и способность ферментировать молоко без добавления стимуляторов роста.

Следует отметить, что сгусток II генерации характеризуется хорошими органолептическими свойствами, содержит 10 КОЕ в 1 см³ и может быть использован в качестве инокулята для получения бактериального концентрата.

На первом этапе исследований изучали влияние различных доз облепихового масла на рост и наращивание биомассы пропионовокислых бактерий.

Для культивирования пропионовокислых бактерий использовали питательную среду на основе осветленной творожной сыворотки. Количество вносимого облепихового масла брали 1%; 3%; 5%; 7% от объема питательной среды. В качестве контроля использована питательная среда без добавления облепихового масла.

Результаты исследований представлены на фиг. 1-2.

Как свидетельствуют данные, представленные на фиг. 1 и 2, с увеличением дозы облепихового масла отмечается интенсивное наращивание биомассы. Оптимальным количеством вносимого облепихового масла является 3-5%, при этом отмечается максимальный рост пропионовокислых бактерий, который через 18 час культивирования достигает 10 КОЕ в 1 см³. Дальнейшее увеличение дозы облепихового масла приводит к незначительному росту бифидобактерий.

На следующем этапе исследований изучали влияние полиненасыщенных жирных кислот облепихового масла на биотрансформацию холестерина пропионовокислыми бактериями.

Результаты исследований представлены на фиг. 3.

Из данных, представленных на фиг. 3, видно, что наибольшее разрушение холестерина наблюдается при дозе облепихового масла 3% и достигает 70%. Повышение дозы облепихового масла до 5% не приводит к значительной биотранформации холестерина и составляет 71,8%.

Таким образом, внесение облепихового масла стимулирует рост пропионовокислых бактерий и повышает их холестеринметаболизирующую активность, что открывает широкие перспективы для профилактики и лечения атеросклероза.

Сравнительный анализ предлагаемого изобретения и аналога представлен в таблице 3 (Аналог см. Шендеров Б.А. Медицинская и микробная экология и функциональное питание. Том II: Социально экономические и клинические последствия дисбаланса микробной экологии человека и животных. - М.: Изд-во ГРАНТЪ, 1998. - 416 с.).

Преимуществом предлагаемого способа является более высокая степень разрушения холестерина, которая обеспечивается содержанием облепихового масла в питательной среде и активным ростом пропионовокислых бактерий.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. В качестве питательной среды для культивирования пропионовокислых бактерий используют осветленную творожную сыворотку, в которую добавляют ростовые компоненты: буферные соли, аскорбиновую кислоту, пептон, агар. Устанавливают pH среды в пределах (7±0,1). Затем стерилизуют при температуре 121°C в течение 30 минут, охлаждают до температуры культивирования 30±1°С, вносят 3-5% облепихового масла и 5% инокулята активизированной культуры пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85. Проводят наращивание клеток пропионовокислых бактерий в течение 18-20 часов при двукратной нейтрализации среды через 10 часов для поддержания pH на оптимальном уровне. Затем отделяют бактериальную массу от культуральной жидкости. Полученную суспензию клеток разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по 12 см³, укупоривают, охлаждают до (4±2)°C.

Полученные жидкие бактериальные концентраты используют в качестве пробиотических биологически активных добавок к пище для нормализации уровня холестерина в крови.

Пример 1. В качестве питательной среды для культивирования пропионовокислых бактерий используют осветленную творожную сыворотку, в которую добавляют ростовые компоненты: буферные соли, аскорбиновую кислоту, пептон, агар. Устанавливают pH среды в пределах (7±0,1). Затем стерилизуют при температуре 121°C в течение 30 минут, охлаждают до температуры культивирования 30±1°C, вносят 3% облепихового масла и 5% инокулята активизированной культуры пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85. Проводят наращивание клеток пропионовокислых бактерий в течение 20 часов при двукратной нейтрализации среды через 10 часов для поддержания pH на оптимальном уровне. Затем отделяют бактериальную массу от культуральной жидкости. Полученную суспензию клеток разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по 12 см³, укупоривают, охлаждают до (4±2)°C.

Пример 2. В качестве питательной среды для культивирования пропионовокислых бактерий используют осветленную творожную сыворотку, в которую добавляют ростовые компоненты: буферные соли, аскорбиновую кислоту, пептон, агар. Устанавливают pH среды в пределах (7±0,1). Затем стерилизуют при температуре 121°C в течение 30 минут, охлаждают до температуры культивирования 30±1°C, вносят 5% облепихового масла и 5% инокулята активизированной культуры пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85. Проводят наращивание клеток пропионовокислых бактерий в течение 18 часов при двукратной нейтрализации среды через 10 часов для поддержания pH на оптимальном уровне. Затем отделяют бактериальную массу от культуральной жидкости. Полученную суспензию клеток разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по 12 см³, укупоривают, охлаждают до (4±2)°C.

Пример 3. В качестве питательной среды для культивирования пропионовокислых бактерий используют осветленную творожную сыворотку, в которую добавляют ростовые компоненты: буферные соли, аскорбиновую кислоту, пептон, агар. Устанавливают pH среды в пределах (7±0,1). Затем стерилизуют при температуре 121°C в течение 30 минут, охлаждают до температуры культивирования 30±1°C, вносят 4% облепихового масла и 5% инокулята активизированной культуры пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii Ш85. Проводят наращивание клеток пропионовокислых бактерий в течение 20 часов при двукратной нейтрализации среды через 10 часов для поддержания pH на оптимальном уровне. Затем отделяют бактериальную массу от культуральной жидкости. Полученную суспензию клеток разливают в асептических условиях в стерильные флаконы по 12 см³, укупоривают, охлаждают до (4±2)°C.

Пример 4. Применение жидкого бактериального концентрата, полученного по примерам 1-3, в качестве пробиотических биологически активных добавок к пище для нормализации уровня холестерина в крови.

Полученные жидкие бактериальные концентраты по примеру 1-3 применяют в качестве пробиотических биологически активных добавок к пище для снижения уровня холестерина в крови, восстановления микрофлоры желудочно-кишечного тракта, повышения иммунитета и защиты организма от сердечно-сосудистых заболеваний.

Способ получения бактериального концентрата, предусматривающий приготовление питательной среды на основе осветленной творожной сыворотки, стерилизацию, охлаждение, внесение активизированной культуры пропионовокислых бактерий, наращивание клеток, отделение бактериальной массы от культуральной жидкости, розлив, укупорку, отличающийся тем, что в состав питательной среды вносят облепиховое масло в количестве 3-5%, а в качестве активизированной культуры пропионовокислых бактерий используют Propionibacterium freudenreichii Ш85.