PL200502B1 - Ciekła kultura starterowa, sposób uzyskiwania ciekłej kultury starterowej i sposób wytwarzania produktów mleczarskich - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest ciekła kultura starterowa, zawarta w opakowaniu odpowiednim do dystrybucji kultury starterowej do miejsca jej stosowania, zawierająca co najmniej jeden związek, który ma działanie stabilizujące aktywność metaboliczną kultury starterowej, wybraną z grupy składającej się z aktywności usuwania tlenu, aktywności wytwarzania kwasu i aktywności wytwarzania metabolitu, sposób wytwarzania ciekłej kultury starterowej i sposób wytwarzania produktów mleczarskich.

Description

DZIEDZINA TECHNIKI

Wynalazek niniejszy dotyczy dziedziny drobnoustrojowych kultur starterowych a w szczególności ciekłych kultur starterowych, które utrzymują swoją pierwotną aktywność metaboliczną podczas przechowywania przez dłuższe okresy czasu. Takie ciekłe kultury starterowe są użyteczne do wytwarzania produktów spożywczych i paszowych, w tym mleczarskich.

STAN TECHNIKI

Mikroorganizmy biorą udział w wytwarzaniu produktów spożywczych i paszowych, w tym większości produktów mleczarskich. Tak więc, kultury bakteryjne, zwłaszcza kultury bakterii klasyfikowanych ogólnie jako bakterie mlekowe, są niezbędne przy wytwarzaniu wszelkich fermentowanych produktów mlecznych, serów i masła. Kultury takich bakterii są określane jako kultury starterowe i nadają różnym produktom mleczarskim swoiste cechy na skutek pełnienia wielu funkcji.

Handlowe mleczarskie kultury starterowe generalnie składają się z bakterii mlekowych, wytwarzających przez fermentację kwas mlekowy i kwas cytrynowy. W kontekście niniejszego zgłoszenia wyrażenie „bakterie mlekowe” oznacza grupę Gram-dodatnich, katalazo-ujemnych, nie mających zdolności do poruszania się, mikroaerofilowych lub beztlenowych bakterii, które powodują fermentację cukru z wytworzeniem kwasów, w tym kwasu mlekowego jako głównie powstającego kwasu, kwasu octowego, kwasu mrówkowego i kwasu propionowego. Bakterie mlekowe o największej użyteczności przemysłowej występują wśród bakterii z rodzajów Lactcoccus, Streptococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Leuconostoc i Pediococcus.

Typowo stosowane szczepy bakterii mlekowych mleczarskich kultur starterowych dzieli się ogólnie na organizmy mezofilne, mające optymalne temperatury wzrostu około 30°C i organizmy ciepłolubne, mające optymalne temperatury wzrostu od około 40 do około 45°C. Typowe organizmy należące do grupy mezofilnych to Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, Pediococcus pentosaceus, Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis i Lactobacillus casei subsp. casei. Ciepłolubnymi gatunkami bakterii mlekowych są na przykład Streptococcus thermophillus, Enterococcus faecium, Lactobacillus lactis, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus i Lactobacillus acidophilus.

Także ściśle beztlenowe bakterie, należące do rodzaju Bifidobacterium, w tym Bifidobacterium bifidum i Bifidobacterium longum, są typowo stosowane jako mleczarskie kultury starterowe i są ogólnie objęte grupą bakterii mlekowych. Ponadto, jako mleczarskie kultury starterowe, zwłaszcza do wytwarzania sera, stosowane są gatunki Propionibacterium.

Następnie, jako kultury starterowe do żywności stosowane są organizmy należące do rodzaju Brevibacterium.

Inną grupę drobnoustrojowych kultur starterowych stanowią kultury grzybów, w tym kultury drożdży i kultury grzybów strzępkowych, które są szczególnie stosowane do wytwarzania pewnych typów serów i napojów. Przykładami obecnie stosowanych kultur grzybów są Penicillium roqueforti, Penicillium candidum, Geotrichum candidum, Torula kefir, Saccharomyces kefir i Saccharomyces cerevisiae.

Obecnie, handlowe kultury starterowe są zwykle rozprowadzane w postaci zamrożonych koncentratów. W tych warunkach, żywotność kultur jest zachowana w długich okresach czasu i kulturami można bezpośrednio szczepić mleko bez pośredniego transferu. Kultury takie są zwykle określane jako kultury DVS (direct vat seed - do bezpośredniego szczepienia). Inną postacią handlowych kultur starterowych DVS są kultury suszone sublimacyjnie, czyli liofilizowane, w formie proszku. W tej formie starter może być transportowany bez chłodzenia, ale zalecane jest przechowywanie poniżej temperatury zamrażania.

Chociaż handlowe startery są zatem dostępne jako kultury, które można dodawać bezpośrednio do mleka bez żadnych pośrednich transferów czy propagacji, to nie jest rzadkie wytwarzanie przez mleczarnie własnych starterów macierzystych, w regularnych odstępach czasowych zależnie od zapotrzebowania. Przez „starter macierzysty” rozumie się tu kulturę starterową, rozmnażaną w zakładzie mleczarskim w celu zaszczepienia nią mleka. Takie startery macierzyste są zwykle wytwarzane przez zaszczepienie mleka poddanego obróbce cieplnej pewną objętością poprzedniego starteru macierzystego lub liofilizowanego albo zamrożonego preparatu kultury starterowej, a następnie inkubacji tak zaszczepionego mleka w warunkach pozwalających na propagację szczepu(ów) kultury starterowej przez okres czasu dostateczny dla uzyskania żądanej liczby komórek. Okres inkubacji typowo wynosi od 4 do 24 godzin.

PL 200 502 B1

Jednakże, wytwarzanie takich macierzystych kultur starterowych wymaga dużej ilości pracy i zajmuje dużo miejsca oraz wyposażenia, a także wiąże się ze znacznym ryzykiem zanieczyszczenia bakteriami szkodliwymi i/lub fagami w etapie propagacji.

Jako użyteczną alternatywę dla stosowania handlowych mrożonych i liofilizowanych kultur starterowych proponowano stosowanie w przemyśle spożywczym i paszowym, w tym w przemyśle mleczarskim, handlowych ciekłych kultur starterowych. Zalety posiadania przez przemysł do dyspozycji takich ciekłych kultur starterów są wielorakie. Tak więc, operowanie takimi kulturami starterowymi w fabrykach w przemyśle spożywczym i paszowym jest mniej pracochłonne w porównaniu ze stosowaniem typowych kultur mrożonych lub liofilizowanych. Tak więc, stosując ciekłe kultury starterowe szczepienie można przeprowadzić bezpośrednio, to jest podłączając pojemnik z ciekłą kulturą bezpośrednio do linii produkcyjnej, unikając dzięki temu żmudnej pracy związanej z otwieraniem przed szczepieniem wielu opakowań kultury. Ponadto, można uniknąć otwierania linii produkcyjnej, wymaganego przy stosowaniu kultur mrożonych lub liofilizowanych, co zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia.

Jednakże, stosowanie handlowych ciekłych kultur starterowych nie było dotychczas wykonalne ani możliwe, ponieważ kultury takie, nawet jeśli komórki kultur utrzymywały swoją żywotność, szybko traciły swoją aktywność metaboliczną, taką jak na przykład swoją aktywność wytwarzania kwasu (zakwaszanie), kiedy były przechowywane nawet przez krótsze okresy czasu. Aby ciekłe kultury starterowe mogły być użyteczne przemysłowo, powinny one korzystnie zachowywać swoją aktywność metaboliczną przez co najmniej jeden tydzień i dłużej, korzystnie przez co najmniej 2-3 tygodnie. Dotychczas nie było możliwe dostarczenie handlowych ciekłych kultur starterowych mających taką wysoką trwałość.

Ważnym celem niniejszego wynalazku jest zatem dostarczenie ciekłych kultur starterowych, które wykazują wysoką trwałość pod względem zachowania swojej aktywności metabolicznej podczas przechowywania na zimno przez dłuższe okresy czasu.

OPIS WYNALAZKU

Zatem, podstawowym celem wynalazku jest dostarczenie handlowej ciekłej kultury starterowej do wytwarzania produktów spożywczych i paszowych, które to kultury mogą być przechowywane w miejscu wytwarzania produktów spożywczych lub paszowych, takich jak zakłady mleczarskie, przez dłuższe okresy czasu bez znaczącej utraty ich pierwotnej aktywności metabolicznej.

Tak więc, zgodnie z pierwszym aspektem, przedmiotem wynalazku jest ciekła kultura starterowa, zawarta w opakowaniu odpowiednim do dystrybucji kultury starterowej do miejsca jej stosowania, charakteryzująca się tym, że zawiera co najmniej jeden związek, który ma działanie stabilizujące aktywność metaboliczną kultury starterowej, wybraną z grupy składającej się z aktywności usuwania tlenu, aktywności wytwarzania kwasu i aktywności wytwarzania metabolitu, w ilości umożliwiającej zachowanie przez kulturę starterową co najmniej 50% jej pierwotnej aktywności metabolicznej podczas przechowywania kultury starterowej w stanie ciekłym w temperaturze -20°C lub wyższej przez 1 tydzień lub dłużej, który to związek jest wybrany z grupy składającej się z kwasu mrówkowego, mrówczanu, IMP i związku zaangażowanego w biosyntezę kwasów nukleinowych i pochodnych takich związków.

W następnym aspekcie przedmiotem wynalazku jest sposób uzyskiwania stabilizowanej ciekłej kultury starterowej, charakteryzujący się tym, że obejmuje dodanie do koncentratu kultury co najmniej jednego związku, który ma działanie stabilizujące aktywność metaboliczną kultury starterowej, wybraną z grupy składającej się z aktywności usuwania tlenu, aktywności wytwarzania kwasu i aktywności wytwarzania metabolitu, w ilości umożliwiającej zachowanie przez kulturę starterową co najmniej 50% swojej pierwotnej aktywności metabolicznej podczas przechowywania kultury starterowej w stanie ciekłym w temperaturze -20°C lub wyższej przez 1 tydzień lub dłużej, i pakowanie tak wytworzonej kultury starterowej w opakowania handlowe do dystrybucji kultury do miejsca jej stosowania, przy czym związek wywierający działanie stabilizujące aktywność metaboliczną jest wybrany z grupy składającej się z kwasu mrówkowego, mrówczanu, IMP i związku zaangażowanego w biosyntezę kwasów nukleinowych i pochodnych takich związków.

W jeszcze innym aspekcie przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania produktów mleczarskich, obejmujący stosowanie stabilizowanej ciekłej kultury starterowej według wynalazku określonej powyżej.

SZCZEGÓŁOWE UJAWNIENIE WYNALAZKU

Podstawową cechą ciekłej kultury starterowej według wynalazku jest to, że kultura starterowa może być dostarczana do miejsca wytwarzania produktów spożywczych lub paszowych, takich jak zakłady mleczarskie i przechowywana przez dłuższe okresy czasu przed użyciem. Stosowane tu

PL 200 502 B1 określenie „ciekła kultura starterowa” odnosi się do niezamrażanych ciekłych kultur starterowych, mających zawartość fazy ciekłej, na przykład fazy wodnej, typowo w zakresie 50-90% wagowych.

Tak więc, ciekła kultura starterowa według wynalazku zawiera skuteczną ilość związku, który ma działanie stabilizujące aktywność metaboliczną, i ta kultura starterowa zachowuje co najmniej 50% swojej pierwotnej aktywności metabolicznej w temperaturze -20°C lub wyższej przez 1 tydzień lub dłużej. Korzystnie jednakże ciekła kultura starterowa zachowuje co najmniej 60% swojej pierwotnej aktywności metabolicznej, na przykład co najmniej 70%, w tym co najmniej 80%, tak jak co najmniej 90%, swojej pierwotnej aktywności metabolicznej.

Stosowane tu określenie „skuteczna ilość” odnosi się do ilości związku stabilizującego aktywność metaboliczną, który dodaje się do ciekłej kultury starterowej w miejscu wytwarzania ciekłej kultury starterowej lub w zakładzie mleczarskim, i która jest wystarczająca do uzyskania żądanej trwałości kultury podczas jej przechowywania w powyższych warunkach.

Chociaż w niniejszym zgłoszeniu przykładowo omówiona jest aktywność wytwarzania kwasu, to zamiarem jest objęcie przez wynalazek stabilizacji wszelkich typów aktywności metabolicznej kultury starterowej. Tak więc termin „aktywność metaboliczna” odnosi się do aktywności kultur starterowych usuwania tlenu, ich aktywności wytwarzania kwasu, to jest wytwarzania np. kwasu mlekowego, kwasu octowego, kwasu mrówkowego i/lub kwasu propionowego, lub ich aktywności wytwarzania metabolitów, takich jak wytwarzanie związków zapachowych, takich jak aldehyd octowy, α-acetomleczan, acetoina, diacetyl i glikol 2,3-butylenowy (butanodiol). Należy rozumieć, że wyrażenie „pierwotna aktywność metaboliczna” odnosi się do aktywności metabolicznej organizmu starteru przed przechowywaniem. Ponadto, należy wziąć pod uwagę, że „pierwotna aktywność metaboliczna” ciekłej kultury starterowej jest określana jak opisano poniżej w przykładach lub dowolną inną znaną metodą określania produkcji metabolitów kultur drobnoustrojów. Ponadto, wyrażenie „zachowanie swojej pierwotnej aktywności metabolicznej” jest stosowane zamiennie z określeniem „trwałość podczas przechowywania” i odnosi się do zdolności ciekłej kultury do znaczącego zachowania swojej pierwotnej aktywności metabolicznej podczas przechowywania przez dłuższe okresy czasu w odpowiednich warunkach.

Jak wspomniano powyżej, cechą charakterystyczną ciekłej kultury starterowej według wynalazku jest jej zdolność do zachowania swojej pierwotnej aktywności metabolicznej podczas przechowywania w odpowiednich warunkach. W korzystnych wykonaniach ciekła kultura starterowa jest przechowywana w temperaturze -20°C lub wyższej, takiej jak -10°C lub wyższej, np. -5°C lub wyższej, takiej jak 0°C lub wyższej, w tym 5°C lub wyższej, takiej jak 10°C lub wyższej.

Jak pokazano w poniższych przykładach, ciekła kultura starterowa może być przechowywana przez znaczny okres czasu. Tak więc, ciekła kultura starterowa według wynalazku może być przechowywana w powyższych warunkach przez co najmniej 1 tydzień lub dłużej, tak jak co najmniej 3 tygodnie lub dłużej, tak jak co najmniej 4 tygodnie lub dłużej, np. 5 tygodni lub dłużej, w tym 6 tygodni lub dłużej, tak jak 7 tygodni lub dłużej. W wysoce dogodnym wykonaniu, ciekła kultura starterowa według wynalazku może być przechowywana w powyższych warunkach przez co najmniej 8 tygodni lub dłużej, tak jak co najmniej 12 tygodni lub dłużej, w tym 16 tygodni lub dłużej.

Ciekła kultura starterowa według wynalazku jest oparta na zaskakującym stwierdzeniu, że ciekła kultura starterowa może zachować swoją pierwotną aktywność metaboliczną podczas przechowywania przez znaczny okres czasu jeśli do ciekłej kultury starterowej w miejscu produkcji ciekłej kultury starterowej doda się związek mający działanie stabilizujące. Związkiem stabilizującym, który jest użyteczny w ciekłej kulturze starterowej według wynalazku jest związek wybrany z grupy składającej się z kwasu mrówkowego, mrówczanu, inozynianu (IMP), seryny i związku zaangażowanego w biosyntezę kwasów nukleinowych, w tym adenozyno-5'-monofosforanu (AMP), guanozyno-5'-monofosforanu (GMP), uranozyno-5'-monofosforanu (UMP), cytydyno-5'-monofosforanu (CMP), adeniny, guaniny, uracylu, cytozyny, adenozyny, guanozyny, urydyny, cytydyny, hipoksantyny, ksantyny, orotydyny, tymidyny, inozyny i pochodnych dowolnych z takich związków.

W korzystnym wykonaniu wynalazku ciekła kultura starterowa zawiera mrówczan w ilości poniżej 10% wagowych. Korzystne jest jednakże dodanie związku stabilizującego w ilości w zakresie 0,015% do 9% wagowych, np. w zakresie 0,1% do 8% wagowych, tak jak w zakresie 0,2% do 7% wagowych, np. w zakresie 0,3% do 5% wagowych, tak jak w zakresie 0,5% do 2% wagowych, w tym w zakresie 1% do 1,5% wagowych.

Ponadto, ciekła kultura starterowa może dodatkowo zawierać dodatki, w tym środki odżywcze takie jak ekstrakt drożdży, cukry i witaminy lub inne substancje zwiększające i/lub stabilizujące aktywność metaboliczną i/lub żywotność organizmów kultury starterowej i/lub jeden lub więcej związków do obniżania

PL 200 502 B1 temperatury zamarzania kultury starterowej. Tak więc, w użytecznych wykonaniach wynalazku, ciekła kultura starterowa zawiera dodatkowo co najmniej jeden związek mający działanie stabilizujące aktywność metaboliczną, wybrany z grupy składającej się z alkoholu cukrowego, w tym glicerolu; węglowodanów, w tym kwasu askorbinowego; disacharydów, w tym sacharozy i trehalozy; witamin; przeciwutleniaczy; gazów obojętnych i surfaktantów, w tym polisorbatów.

W pewnych korzystnych wykonaniach ciekła kultura starterowa według wynalazku zawiera alkohole cukrowe, takie jak glicerol w ilości w zakresie 5% do 40% wagowych, np. takiej jak w zakresie 10% do 35% wagowych, w tym w zakresie 15% do 20% wagowych. W innym wykonaniu, ciekła kultura starterowa zawiera disacharydy, w tym sacharozę, w ilości w zakresie 1% do 20% wagowych, na przykład w zakresie 5% do 15% wagowych, w tym w zakresie 10% do 12% wagowych. Ciekła kultura starterowa może także zawierać trehalozę w ilości w zakresie 0,5M do 1,5M, na przykład w zakresie 0,7M do 1,2M, w tym w zakresie 0,8M do 1M. W użytecznych wykonaniach, ciekła kultura starterowa zawiera węglowodany, witaminy i/lub przeciwutleniacze, w tym przeciwutleniacze naturalne, takie jak witamina C (kwas askorbinowy), witamina E i lecytyny, oraz przeciwutleniacze chemiczne, takie jak palmitynian askorbylu, galusan propylu, oktylu lub dodecylu, BHA (butylohydroksyanizol) i BHT (butylohydroksytoluen). Związki takie są użyteczne w ilości w zakresie 0,01% do 1% wagowych, np. w zakresie 0,05% do 0,8% wagowych, w tym w zakresie 0,1% do 0,5% wagowych. Surfaktanty, w tym polisorbaty, takie jak Tween®20, Tween®60 i Tween®80, mogą być dodane w ilości w zakresie 0,1% do 2% wagowych, na przykład w zakresie 0,5% do 1,5% wagowych, w tym w zakresie 0,8% do 1% wagowych.

Dogodne jest dostarczanie ciekłej kultury starterowej według wynalazku w postaci koncentratu kultury starterowej, zarówno gdy jest stosowana do wytwarzania produktów spożywczych i paszowych jak i wytwarzania metabolitów, generowanych przez szczepy kultury starterowej. Zwykle koncentrat taki zawiera organizmy kultury starterowej jako nieskoncentrowany fermentat odpowiedniego (ich) szczepu(ów) kultury starterowej lub w formie skoncentrowanej. Zgodnie z tym, kultura starterowa według wynalazku może mieć zawartość komórek zdolnych do życia (jednostek kolonizujących, CFU) co najmniej 10⁸ CFU na ml, na przykład co najmniej 10⁹ CFU na ml, taką jak co najmniej 10¹⁰ CFU na ml, w tym co najmniej 10” CFU na ml, na przykład co najmniej 10¹² CFU na ml.

Zgodnie z wynalazkiem, może być stosowany dowolny organizm kultury starterowej, stosowany w przemyśle spożywczym i paszowym, w tym w przemyśle mleczarskim. Tak więc, kultura starterowa może być wybrana z rodzaju bakterii mlekowych, rodzaju Bifidobacterium rodzaju Brevibacterium, rodzaju Propionibacterium, lub grzybów, takich jak rodzaj Torula, rodzaj Penicillium, rodzaj Cryptococcus i rodzaj Saccharomyces. Odpowiednie kultury grupy bakterii mlekowych obejmują zwykle stosowane szczepy rodzaju Lactococcus, rodzaju Streptococcus, rodzaju Lactobacillus, w tym Lactobacillus acidophilus, rodzaju Enterococcus, rodzaju Pediococcus, rodzaju Leuconostoc i rodzaju Onescoccus. Rodzaj Lactococcus obejmuje szeroko stosowane Lactococcus lactis, w tym Lactococcus lactis subsp. lactis i Lactococcus lactis subsp. cremoris, które są zwykle stosowane do wytwarzania serów o teksturze zamkniętej, na przykład czedar, feta i ser twarogowy.

Zrozumiałe będzie, że mikroorganizm kultury starterowej może być wybrany z modyfikowanego genetycznie szczepu jednego z powyższych szczepów bakterii mlekowych lub dowolnego innego szczepu kultury starterowej. Stosowane tu określenie „bakteria modyfikowana genetycznie” ma zwykłe znaczenie tego terminu, to jest odnosi się do szczepów otrzymanych przez poddanie szczepu bakterii mlekowych wszelkiej typowo stosowanej obróbce mutagenizującej, w tym obróbce mutagenem chemicznym, takim jak etanometanosulfonian (EMS) czy N-metylo-N'-nitro-N-nitroguanidyna (NTG), światło UV lub do mutantów występujących spontanicznie, w tym poprzez klasyczną mutagenezę. Ponadto możliwe jest dostarczenie bakterii modyfikowanej genetycznie przez mutagenezę przypadkową lub poprzez selekcję spontanicznie występujących mutantów, to jest bez stosowania technologii rekombinacji DNA. Mutanty bakterii mlekowych można dostarczyć za pomocą technologii rekombinacji DNA na drodze mutagenezy ukierunkowanej miejscowo i technik PCR i innych modyfikacji in vitro lub in vivo specyficznych sekwencji DNA po zidentyfikowaniu i wyizolowaniu takich sekwencji.

Jak jest typowe w przemyśle mleczarskim, kultura starterowa może zawierać mieszaninę szczepów, w tym mieszaninę szczepów różnych rodzajów bakterii mlekowych, taką jak na przykład mieszanina Streptococcus thermophilus i Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.

Dobór szczepów do kultury starterowej według wynalazku będzie zależeć od konkretnego typu wytwarzanego produktu spożywczego lub paszowego. Tak więc, na przykład do wytwarzania sera i masła szeroko stosowane są mezofilne kultury rodzaju Lactococcus, rodzaju Leuconostoc i rodzaju

PL 200 502 B1

Lactobacillus, natomiast dla jogurtu i innych fermentowanych produktów mlecznych zwykle stosowane są ciepłolubne szczepy rodzaju Streptococcus i rodzaju Lactobacillus.

Inna grupą starterowych kultur drobnoustrojów, które mogą być stosowane zgodnie z wynalazkiem, są kultury grzybów. Kultury grzybów, takie jak kultury drożdży i kultury grzybów strzępkowych, są typowo stosowane w produkcji pewnych typów serów i napojów. Przykłady obecnie stosowanych kultur grzybów obejmują Penicillium roqueforti, Penicillium candidum, Geotrichum candidum, Torula kefir, Saccharomyces kefir i Saccharomyces cerevisiae.

Jak wspomniano powyżej, dogodne jest dostarczanie ciekłej kultury starterowej według wynalazku w postaci koncentratu kultury starterowej, zarówno gdy jest stosowana do wytwarzania produktów spożywczych i paszowych jak i wytwarzania metabolitów, generowanych przez szczepy kultury starterowej. Zwykle koncentrat taki ma zawartość komórek zdolnych do życia (jednostek kolonizujących, CFU) co najmniej 10⁸ CFU na ml, na przykład co najmniej 10⁹ CFU na ml, taką jak co najmniej 10¹⁰ CFU na ml, w tym co najmniej 10¹¹ CFU na ml, na przykład co najmniej 10¹² CFU na ml.

Zgodnie z wynalazkiem, w ciekłej kulturze starterowej może być stosowany każdy z wyżej wymienionych organizmów kultur starterowych, który ma zastosowanie w przemyśle spożywczym lub paszowym, w tym w przemyśle mleczarskim. Ponadto w ciekłej kulturze starterowej mogą być użyteczne wszelkie wspomniane powyżej kultury mieszane.

Korzystnie w sposobie według wynalazku powyższa ciekła kultura starterowa jest trwała pod względem żywotności i aktywności metabolicznej, w tym aktywności wytwarzania kwasu, przez dłuższy okres czasu. Ewidentnie, cecha ta implikuje, że sposób jest bardzo elastyczny w tym sensie, że ciekła kultura starterowa może być dostarczana do spożywczego lub paszowego zakładu produkcyjnego, na przykład zakładu mleczarskiego, i przechowywana do momentu kiedy kultura będzie potrzebna. Dogodnie, ciekła kultura starterowa może być dodawana bezpośrednio do materiału wyjściowego, takiego jak mleko, mięso, ciasto z mąki, wino i materiały roślinne, takie jak warzywa, owoce i zboża paszowe. Zgodnie z tym, zastosowanie ciekłych kultur starterowych ma tę zaletę, że nie jest konieczne rozmnażanie, to jest żadne sporządzanie zakwasu roboczego organizmów starteru w zakładzie mleczarskim, w miejscu produkcji produktów spożywczych lub paszowych.

Związek stabilizujący, który jest wybrany z grupy składającej się z kwasu mrówkowego, mrówczanu, inozynianu (IMP), seryny i związku zaangażowanego w biosyntezę kwasów nukleinowych, w tym adenozyno-5'-monofosforanu (AMP), guanozyno-5'-monofosforanu (GMP), uranozyno-5'-monofosforanu (UMP), cytydyno-5'-monofosforanu (CMP), adeniny, guaniny, uracylu, cytozyny, adenozyny, guanozyny, urydyny, cytydyny, hipoksantyny, ksantyny, orotydyny, tymidyny, inozyny i pochodnych dowolnych z takich związków, kiedy jest stosowany zgodnie z wynalazkiem dogodnie jest dodawany do ciekłej kultury starterowej w miejscu wytwarzania kultury starterowej. W korzystnym wykonaniu wynalazku ciekła kultura starteru zawiera mrówczan w ilości poniżej 10% wagowych, włączając powyższe ilości związku stabilizującego. Korzystne jest jednakże dodanie związku stabilizującego w ilości w zakresie 0,015% do 9% wagowych, np. w zakresie 0,1% do 8% wagowych, tak jak w zakresie 0,2% do 7% wagowych, np. w zakresie 0,3% do 5% wagowych, tak jak w zakresie 0,5% do 2% wagowych, w tym w zakresie 1 % do 1,5% wagowych.

W korzystnym i wysoce dogodnym wykonaniu kultura starterowa stosowana w sposobie według wynalazku jest dostarczana w postaci ciekłego koncentratu kultury starterowej. Stosowanie koncentratu organizmów kultury starterowej posiada istotna zaletę w stosunku do nieskoncentrowanej ciekłej kultury, ponieważ zmniejsza zapotrzebowanie na urządzenia do przechowywania w miejscu produkcji produktów spożywczych i paszowych. Koncentrat taki zawiera organizmy kultury starterowej w formie skoncentrowanej, i zwykle ma zawartość komórek zdolnych do życia 10” CFU na ml lub wyższą, w tym co najmniej 10” CFU na ml, na przykład co najmniej 10” CFU na ml.

Będzie zrozumiałe, że związki stabilizujące aktywność metaboliczną dodaje się do ciekłej kultury starterowej w miejscu wytwarzania kultury starterowej lub w zakładzie mleczarskim, w ilości dostatecznej do uzyskania żądanej trwałości kultury i dostatecznej do utrzymania kultury starteru w stanie ciekłym w temperaturze w zakresie -20°C do 0°C. Jednakże w użytecznych wykonaniach ciekła kultura starterowa według wynalazku zawiera związki stabilizujące aktywność metaboliczną w wyżej wymienionych stężeniach.

Jest jednakże dogodne dostarczanie ciekłej kultury starterowej jako koncentratu kultury starterowej zarówno przy stosowaniu w produkcji spożywczej i paszowej jak i produkcji metabolitów wytwarzanych przez szczepy kultury starterowej. Zwykle koncentrat taki ma zawartość komórek zdolnych do życia (jednostek. kobruzujących C^FU) co najmnbj ^{108 CFU} na m( na ^prz^ykła^d co najmnbj ¹⁰⁹ CHJ na m( teką ja^k co najmniej 10¹⁰ CFU na ml, w tym co najmniej 10” CFU na ml, na przykład co najmniej 10” CFU na ml.

PL 200 502 B1

Zgodnie z wynalazkiem, w ciekłej kulturze starterowej może być stosowany dowolny z wyżej wymienionych organizmów kultur starterowych, mający zastosowanie w przemyśle spożywczym i paszowym, w tym przemyśle mleczarskim. Ponadto, w ciekłej kulturze starterowej może być użyteczna dowolna z wyżej wymienionych kultur mieszanych.

Kultura starterowa według wynalazku może znaleźć zastosowanie do wytwarzania produktów spożywczych lub paszowych.

Produktem spożywczym może być produkt mleczny, taki jak ser, jogurt, masło lub ciekły fermentowany produkt mleczarski, taki jak np. maślanka lub jogurt pitny. Ponadto, produkt spożywczy może być wybrany z produktu mięsnego, produktu roślinnego i napoju, takiego jak wino i piwo.

Innym istotnym zastosowaniem wynalazku jest zastosowanie ciekłych kultur starterowych jako tak zwanych probiotyków. Termin „probiotyk” w niniejszym kontekście oznacza kulturę drobnoustroju, która po spożyciu w formie zdolnych do życia komórek przez ludzi lub zwierzęta, polepsza stan zdrowia, np. przez tłumienie szkodliwych mikroorganizmów w układzie żołądkowo-jelitowym, przez wzmocnienie układu immunologicznego lub wspomaganie trawienia składników odżywczych. Typowy przykład takiego aktywnego probiotycznie produktu stanowi „słodkie mleko acydofilne”.

Kultura starterowa według wynalazku może znaleźć zastosowanie w produkcji pasz dla zwierząt, takich jak kiszonki, np. siana, materiału zbożowego, alfalfa lub liści buraków cukrowych, gdzie kulturami bakteryjnymi zaszczepia się uprawę paszową przeznaczoną do silosowania w celu konserwacji, lub odpadowe produkty zwierzęce bogate w białko, takie jak odpady z rzeźni i odpady rybne, także w celu zakonserwowania tych odpadów do celu odżywiania zwierząt. Zwykle organizmy starterowe w kulturach do wytwarzania produktów spożywczych lub paszowych dodaje się do substratu w stężeniu w zakresie 10⁵ do 10⁹ CFU na ml lub g substratu, tak jak co najmniej 10⁵ CFU na ml lub g substratu, w tym co najmniej 10⁶ CFU na ml lub g substratu, tak jak co najmniej 10⁷ CFU na ml lub g substratu, np. co najmniej 10⁸ CFU na ml lub g substratu, w tym co najmniej 109 cfu na ml lub g substratu.

Wynalazek jest dalej zilustrowany za pomocą poniższy nieograniczających przykładów i rysunków, na których:

Figura 1 przedstawia aktywność ciekłej formy handlowej kultury starterowej oznaczonej R-604 (Chr. Hansen A/S, Horsholm, Dania) zawierającej szczepy mezofilne Lactococcus lactis, z suplementowaniem mrówczanem Na i/lub IMP i bez takiego suplementowania, podczas przechowywania w temperaturze 0°C przez 0 do 6 tygodni.

Figura 2 przedstawia aktywność ciekłej handlowej kultury starterowej oznaczonej R-603 (Chr. Hansen A/S, Horsholm, Dania) zawierającej szczepy mezofilne Lactococcus lactis, z suplementowaniem mrówczanem Na i/lub IMP i bez takiego suplementowania, podczas przechowywania w temperaturze 0°C przez 0 do 6 tygodni.

Figura 3 przedstawia aktywność ciekłej formy handlowej kultury starterowej oznaczonej TH-4 (Chr. Hansen A/S, Horsholm, Dania) zawierającej ciepłolubny szczep Streptococcus thermophilus, z suplementowaniem mrówczanem Na i/lub IMP i bez takiego suplementowania, podczas przechowywania w temperaturze 0°C przez 0 do 6 tygodni.

Figura 4 przedstawia aktywność ciekłej handlowej kultury starterowej oznaczonej TH-3 zawierającej ciepłolubny szczep Streptococcus thermophilus, suplementowanych różnymi związkami podczas przechowywania w temperaturze -20°C przez okres do 16 tygodni.

Figura 5 przedstawia aktywność wytwarzania kwasu ciekłych kultur starterowych TH-3, YY62, CHN19 i R-604 suplementowanych różnymi związkami podczas przechowywania w temperaturze -20°C przez okres do 16 tygodni.

PRZYKŁAD 1

Badanie stabilizującego wpływu mrówczanu Na na trwałość ciekłych koncentratów kultury starterowej bakterii mlekowych podczas przechowywania

Badano stabilizujący wpływ mrówczanu Na, IMP i środków krioochronnych na trwałość ciekłych koncentratów kultury starterowej bakterii mlekowych podczas przechowywania

1.1 Szczepy bakteryjne, pożywki i metody

W przykładzie użyto następujących ciekłych koncentratów szczepów bakterii mlekowych: handlowe kultury R-604 i R-603, zawierające mezofilne szczepy Lactococcus lactis i kulturę TH-4, zawierającą ciepłolubny szczep Streptococcus thermophilus.

Ciekłe koncentraty kultur starterowych suplementowano następującymi związkami:

3% mrówczanu Na

3% inozynianu (IMP)

PL 200 502 B1

3% środków krioochronnych

Preparaty koncentratów kultur przechowywano w temperaturze 0,5 i 10°C. Koncentraty kultur starterowych bez suplementu, stosowane jako odniesienie, przechowywano w temperaturze -50°C.

Każdego tygodnia próbkami preparatów koncentratów kultur starterowych szczepiono pasteryzowane mleko odtłuszczane lub rekonstytuowane mleko odtłuszczane (RMS), zawierające 9,5% suchej masy, poddane obróbce cieplnej w 135°C przez 8 sekund i +99°C przez 30 minut, i zaszczepione mleko odtłuszczone i RSM inkubowano w warunkach temperatury odpowiednich dla umożliwienia zakwaszenia materiału surowca. W odpowiednich punktach czasu pobierano próbki i mierzono aktywność zakwaszającą w sposób opisany przez Foldager (1994). Ponadto dla każdej próbki po namnażaniu oznaczano liczbę komórek zdolnych do życia (CFU).

1.2 Wyniki

W zastosowanych warunkach eksperymentalnych dodanie środków krioochronnych do koncentratu kultury przed przechowywaniem nie miało wpływu na trwałość podczas przechowywania, to jest na aktywność metaboliczną szczepów (dane nie przedstawione). W tabeli 1.1 zestawiono trwałość podczas przechowywania preparatów ciekłych koncentratów kultur starterowych.

T a b e l a 1.1

Ogólne działanie stabilizujące mrówczanu Na i/lub IMP na ciekłe koncentraty kultur starterowych podczas przechowywania

Kultura	Temperatura	Trwałość
R-604	0°C	5 do 6 tygodni
5°C	około 3 tygodnie
10°C	około 1 tydzień
R-603	0°C	5 do 6 tygodni
5°C	około 3 tygodnie
10°C	poniżej 1 tygodnia
TH-4	0°C	około 3 tygodnie
5°C	około 3 tygodnie

Wyniki pomiarów aktywności podczas przechowywania w temperaturze 0°C zestawiono na Fig. 1, i 3, odpowiednio dla preparatów koncentratów kultur starterowych R-604, R-603 i TH-4. Aktywność zamrożonych kultur odniesienia zdefiniowano jako 1000 jednostek/kg. Pierwotna aktywność wytwarzania kwasu preparatów koncentratów kultur wynosi powyżej 1000 jednostek/kg, przypuszczalnie z powodu stymulującego aktywność wpływu mrówczanu Na i IMP na kultury drobnoustrojów.

Wyniki przedstawione na Fig. 1 pokazują wyraźnie, że szczepy R-604 były zdolne do zachowywania swojej pierwotnej aktywności wytwarzania kwasu podczas przechowywania w temperaturze 0°C przez 5 do 6 tygodni. Podobnie, nastąpił jedynie niewielki spadek pierwotnej aktywności wytwarzania kwasu przez szczepy kultury R-603 podczas przechowywania w temperaturze 0°C przez 5 do 6 tygodni. Figura 3 pokazuje, że szczepy kultury TH-4 mogą być przechowywane w temperaturze 0°C przez tygodnie bez utraty swojej pierwotnej aktywności wytwarzania kwasu. Po 6 tygodniach przechowywania ubytek aktywności wytwarzania kwasu wynosi tylko około 10%.

1.4 Wnioski

Przykład ten pokazuje, że mrówczan Na i/lub IMP mają wpływ na trwałość ciekłych koncentratów kultur starterowych bakterii mlekowych podczas ich przechowywania, ponieważ dodanie związków do koncentratów powoduje zachowanie przez kultury starterowe ich pierwotnej aktywności wytwarzania kwasu przez około 5 do 6 tygodni przechowywania w temperaturze 0°C.

PRZYKŁAD 2

Wpływ przechowywania stabilizowanej ciekłej mezofilnej kultury starterowej na jej aktywność w procesie wytwarzania sera w skali przemysłowej.

Wpływ przechowywania na aktywność ciekłej kultury starterowej badano w próbie wytwarzania sera w skali przemysłowej.

PL 200 502 B1

1. Szczepy bakteryjne, pożywki i metody

W eksperymencie tym zastosowano następujące koncentraty kultur starterowych szczepów bakterii mlekowych: handlowa zamrażana kultura starterowa F-DVS 604p2104250 i ciekła kultura starterowa R-604, zawierająca mezofilne szczepy Lactococcus lactis. Ciekła kultura starterowa pochodziła z tego samej produkcji na wielką skalę co zamrożona kultura starterowa.

Ciekły koncentrat kultury starterowej suplementowano 6% 50% roztworu mrówczanu sodu i przechowywano w temperaturze 0°C przez 4 tygodnie.

Próby z serem prowadzono w Malpass, Wielka Brytania, w 1000 litrowych kadziach serowarskich. Ser produkowano zgodnie z recepturą dla sera czedar (patrz tabela 2.1). Jako kontrolę zastosowano zamrożoną kulturę starterowa F-DVS 604. Próby prowadzono podwójnie.

Z każdej kadzi serowarskiej wytworzono 4 sery po około 20 kg, które po 24 godzinach umieszczono w przechowalni w temperaturze 8°C lub 10°C. Po 24 godzinach przechowywania pobrano próbki i poddano analizom chemicznym, to jest pomiarowi pH sera oraz zawartości w serze wody, tłuszczu i soli.

T a b e l a 2.1

Parametry wytwarzania sera i wyniki badań

		Kadź 1 F-DYS 604	Kadź 2 Ciekła kultura 604
1	2	3	4
Parametr	Receptura standardowa	Rzeczywista	Rzeczywista
Powtórzenie nr		I	II	I	II
Temperatura mleka	32°C	29,5	31,5	29,9	31,0
pH mleka		6,64	6,64	6,64	6,64
Objętość mleka	1000 l	804 kg	806 kg	806 kg	797 kg
Dodana kultura starterowa	R-604	F-VDS604	F-VDS604	ciekła 604	ciekła 604
Ilość dodanej kultury starterowej	150 g	140 g	140 g	140 g	140 g
Czas dojrzewania	40 min	30 min	30 min	30 min	30 min
Podpuszczka		Chymax 190, 145 g	Chymax ultra, 39 g	Chymax 190, 145 g	Chymax ultra, 39 g
Czas dodania podpuszczki		11:50	10:30	12:20	10:00
Czas krzepnięcia	40 min	48 min	40 min	45 min	40 min
Czas krojenia skrzepu		12:38	11:10	13:05	10:40
Początek dogrzewania		12:50	11:20	13:18	10:50
Temperatura dogrzewania	40,5	40,7	40,3	41,0	40,8
Czas dogrzewania	45 min	45 min	40 min	45 min	35 min
Czas osadzenia ziarna		14:00	12:40	14:30	12:10
Czas od podpuszczki do osadzenia	2 h 15 min	2 h 10 min	2 h 10 min	2 h 10 min	2 h 10 min
Odciek serwatki, TA%		0,1	0,11	0,1	0,11
Ugniatanie, czas		15:50	14:30	16:15	14:00

PL 200 502 B1 cd. tabeli 2.1

1	2	3	4
Ugniatanie TA%	0,45	0,43	0,41	0,46	0,45
Czas od podpuszczki do ugniatania	3 h 50 min	4 h 00 min	4 h 00 min	3 h 55 min	4 h 00 min
Skład sera 24-godzinnego		Tłuszcz: 33% Woda: 36,03% Sól: 2,4% pH: 5,57	Tłuszcz: 33% Woda: 36,7% Sól: 2,2% pH: 5,54	Tłuszcz: 34% Woda: 37,27% Sól: 1,5% pH: 5,38	Tłuszcz: 34% Woda: 35,99% Sól: 2,4% pH: 5,5

2.2 Wyniki

Parametry próby serowej i jej wyniki przedstawiono poniżej w Tabeli 2.1. Jak widać, aktywność ciekłej kultury starterowej była równie dobra lub nawet nieco lepsza w porównaniu z zamrożoną handlową kulturą starterową F-VDS 604. Lepsze wyniki zakwaszania otrzymano stosując kulturę ciekłą, mimo tego że kultury ciekłe były lekko rozcieńczone mrówczanem sodu i w konsekwencji zawierały odpowiednio mniej komórek w porównaniu z kontrolną kulturą starterową.

Dla obu kultur starterowych czas od dodania podpuszczki do ugniatania wynosił około 4 godziny, jednakże ciekła kultura starterową miała nieco wyższą kwasowość przy ugniataniu. Składy wytworzonych serów podano w Tabeli 2.1.

2.3. Wnioski

Ta próba przemysłowa pokazała, że dodanie mrówczanu sodu do ciekłego koncentratu kultury starterowej ma wpływ na trwałość kultury podczas przechowywania, ponieważ dodanie związku do ciekłego koncentratu kultury powoduje zachowanie przez kulturę starterową jej pierwotnej aktywności wytwarzania kwasu przez około 4 tygodnie przy przechowywaniu w temperaturze 0°C. Ciekła kultura starterową wykazuje taką samą aktywność po przechowywaniu co handlowa, zamrożona kultura starterową, jest zatem bardzo użyteczna w przemyśle serowarskim.

PRZYKŁAD 3

Wpływ przechowywania stabilizowanej ciekłej ciepłolubnej kultury starterowej na jej aktywność w procesie wytwarzania sera na skalę przemysłową

Celem tej próby było porównanie aktywności ciekłej ciepłolubnej kultury starterowej DVS TH-4, którą przechowywano przez 4-5 tygodni przed testowaniem, z zamrożoną DVS TH-4 z tej samej partii fermentacyjnej (partia 2108513). Próbę prowadzono na serze do pizzy włoskiej w mleczarni Ambrosi S.p.A., Castenedolo, Włochy.

3.1. Szczepy bakteryjne, pożywki i metody

W eksperymencie tym zastosowano następujące koncentraty kultur starterowych szczepów bakterii mlekowych: handlowa zamrożona kultura starterowa F-VDS TH-4, zawierająca ciepłolubne szczepy Strepotococcus thermophilus i ciekła kultura starterowa DVS TH-4. Ciekła kultura starterowa pochodziła z tej samej produkcji w wielkiej skali (partia 2108513) co zamrożona kultura starterowa.

Koncentrat ciekłej kultury starterowej suplementowano 6% 50% roztworu mrówczanu sodu i przechowywano w temperaturze 0°C przez 4-5 tygodni.

Koncentratem kultur starterowych zaszczepiono mleko, mające następujące parametry:

Zawartość tłuszczu: 3,20

Zawartość białka: 3,16

Laktoza: 4,74 pH mleka świeżego: 6,50

Przed dodaniem kultury starterowej i podpuszczki obniżono pH mleka za pomocą kwasu cytrynowego. Dawka kwasu cytrynowego wynosiła około 2,3 kg na 5000 litrów. Kwas cytrynowy rozcieńczono w zimnej wodzie i następnie dodano do mleka. pH przed dodaniem podpuszczki wynosiło 6,15 do 6,20.

Próbę serową przeprowadzono w kadziach serowarskich o pojemności 5000 litrów, stosując do zaszczepienia 500 g kultury starterowej. Kadzią serowarską była kadź CMT o pojemności 5000 litrów z mieszaniem i cięciem poziomym. Do cięcia i mieszania zastosowano struny ze stali nierdzewnej.

Zastosowano recepturę do produkcji sera mozzarella do pizzy włoskiej (tabela 3.1). Jako kontrolę zastosowano mrożoną kulturę starterową F-DVS TH-4 (partia 2108513).

PL 200 502 B1

Bloki serowe na ser mozarella (po 1 kg każdy) solono solanką do zawartości soli 1,5% i następnie pakowano próżniowo.

T a b e l a 3.1

Receptura do produkcji sera mozzarella do pizzy włoskiej

Czas napełniania	30 min
Temperatura mleka	36-37°C
Kwas cytrynowy	2,3 kg/5000 litrów
Zaszczepienie kulturą	rozpoczęcie napełniania, 500 g/5000 litrów
Czas podpuszczkowania	15 min
Cięcie/mieszanie	45 min
Odciekanie	15 min
Masa serowa	pH 6,10
Odciek całkowity	pH 5,5-5,7
uplastycznienie przy pH	pH 5,20
temperatura przy uplastycznieniu	80-85°C
temperatura ziarna serowego	53-55°C
od zaszczepienia do uplastycznienia	2 do 3 godzin

3.2 Wyniki

Tabela 3.2 pokazuje fermentację zamrożonej i ciekłej formy handlowej kultury starterowej oznaczonej TH-4 (Chr. Hansen A/S, Horsholm, Dania) zawierającej ciepłolubny szczep Streptococcus thermophilus. Jak opisano powyżej, ciekła kultura starterowa była suplementowana mrówczanem sodu podczas przechowywania w temperaturze 0°C przez 4-5 tygodni. Z każdej kadzi pobierano próbki i poddawano analizom chemicznym w celu oznaczenia zawartości tłuszczu, białka i laktozy w serze.

T a b e l a 3.2 Wyniki próby serowej

	Ciekła TH-4 (500 ml), kadź 14	TH-4 DVS (500 g), kadź 15 (kontrola)	Ciekła TH-4 (500 ml), kadź 16
	PH	Czas (min)	PH	Czas (min)	PH	Czas (min)
Napełnianie	6,20	0	6,20	0	6,20	0
Kultura	6,20	5	6,20	5	6,20	5
Podpuszczka	6,15	35	6,18	35	6,20	35
Cięcie	6,15	50	6,15	50	6,15	55
Odciek	6,10	95	6,05	90	6,00	100
Masa serowa	5,95	110	6,00	105	5,86	115
PH	5,65	150	5,90	115	5,78	130
PH	5,53	160	5,70	135	5,63	135
PH	5,35	175	5,56	150	5,45	150
PH	5,26	190	5,38	165
Wyciskanie	5,20	195	Ochłodzenie	Ochłodzenie
Skład serwatki	Tłuszcz 0,36 Białko 1,08 Laktoza 5,08	Tłuszcz 0,40 Białko 1,10 Laktoza 4,98	Tłuszcz 0,44 Białko 1,02 Laktoza 5,08

PL 200 502 B1

Kadzie nr 15 i 16 ochłodzono przez dodanie zimnej wody do masy serowej. Z powodu braku zdolności do wyciskania musiały być wyciskane następnego dnia.

Jak wynika z tabeli 3.2, aktywność ciekłej kultury starterowej w porównaniu z handlową zamrożoną kulturą starterowa F-DVS TH-4 była równie dobra lub nawet nieco lepsza.

3.3 Wniossi

Ta przemysłowa próba pokazuje, że dodatek mrówczanu sodu do ciekłego koncentratu kultury starterowej wywiera wpływ na trwałość kultury podczas przechowywania, ponieważ dodanie związku do ciekłego koncentratu kultury powoduje to, że kultura zachowuje swoją pierwotną aktywność wytwarzania kwasu przez około 4-5 tygodni przy przechowywaniu w temperaturze 0°C. Ciekła kultura starterowa wykazuje taką samą aktywność po przechowywaniu co handlowa zamrażana kultura starterowa. PRZYKŁAD 4

Badanie stabilizującego działania różnych związków na trwałość ciekłych koncentratów kultur starterowych bakterii mlekowych podczas przechowywania

Celem tego badania było otrzymanie ciekłej bakteryjnej kultury starterowej, zachowującej swoją pierwotną aktywność wytwarzania kwasu po przechowywaniu przez co najmniej 3 miesiące. W celu przedłużenia trwałości temperatura przechowywania w tym badaniu wynosiła -20°C.

Badano stabilizujące działanie glicerolu, sacharozy, azotu, kwasu askorbinowego i Tween®80 na trwałość ciekłego koncentratu kultur starterowych bakterii kwasu mlekowego podczas przechowywania.

4.1 Sszczepbbkteryjnei metood

4.1.1 Sszczepbbkteryjne

W badaniu tym użyto ciekłych koncentratów kultur handlowych szczepów bakterii mlekowych: kultura TH-3, zawierająca ciepłolubne S. thermophilus, kultura R-604, zawierająca mezofilne L. Lactis i kultura CH-N19, będącą kulturą mieszaną szczepów mezofilnych, kultura YY62, zawierająca mieszaninę 2 różnych szczepów L. Lactis spp lactis (14,4 i 42%), L. lactis spp cremoris (21%), Leuconostoc (7,4%) i S. thermophilus (14,4%).

4.1.2 Rootwooydd przzehowywaaia

W celu stabilizacji komórek podczas przechowywania testowano szereg związków w różnych kombinacjach, pokazanych w tabeli 4.1, stosując kultury TH-3 (Fig. 4) i CH-N19. W poniższych eksperymentach z kulturami R-604 i YY62 użyto tylko roztwór wykazujący największy efekt stabilizujący, nazwany F4 (Fig. 5). Roztwory przechowywano w temperaturze -20°C.

T a b e l a 4.1

Stosowane roztwory do przechowywania (F1-4). Podano stężenia w/v dodawanych związków

Roztwory	F1	F2	F3	F4
Mrówczan Na 2%	+	+	+	+
glicerol 35%	+	+	+	+
sacharoza 12%				+
N2 przestrzeń górna	+	+		+
kwas askorbinowy 0,1%	+		+	+
Tween®80 0,8%	+	+	+	+
trehaloza 1M
grindox 1%
TH-3 konc. 52%	+	+	+	+
woda do 100%	+	+	+	+

4.1.3 Metood

Szczepienie i test aktywności

Butelki 100 i 200 ml rekonstytuowanego mleka odtłuszczonego (RSM), zawierającego 9,5% suchej masy, poddanego obróbce cieplnej w 135°C przez 8 sekund i +99°C przez 30 min przygotowano dzień wcześniej i przechowywano przed użyciem w temperaturze 5°C. Roztwory ciekłych kultur starterowych

PL 200 502 B1

TH-3 (przechowywane w -20°C) i zamrożone kultury starterowe TH-3 (przechowywane w -50°C) przechowywano przed zaszczepieniem w temperaturze 5°C.

Mleko zaszczepiono 0,01% roztworów do przechowywania F1 do F4. Szczepienie prowadzono w temperaturze 5°C, po czym butle umieszczono w ogrzanej łaźni wodnej w temperaturze 37°C z kalibrowanymi elektrodami do pomiaru pH, przyłączonymi do rejestratora danych. Pomiary pH kontynuowano przez co najmniej 16 godzin, a pH po 4 godzinach inkubacji użyto do porównania próbek i do obliczenia aktywności wytwarzania kwasu (w jednostkach/kg) próbek. pH próbek porównano z pH zamrożonych peletek, których aktywność zdefiniowano jako 1000 jednostek (jako odniesienie).

4.3 Wyniki i i cli omówienie

Figury 4 i 5 pokazują wyraźnie, że dodatek związków takich jak glicerol, sacharoza, azot, Tween®80 i kwas askorbinowy, ma wpływ na trwałość kultury podczas przechowywania, ponieważ dodatek związków do ciekłych koncentratów kultury powoduje zachowanie przez kultury starterowe ich pierwotnej aktywności wytwarzania kwasu przez około 2-3 miesiące przy przechowywaniu w temperaturze -20°C. Ciekłe kultury TH-3 i R-604 były zdolne do zachowywania swojej pierwotnej aktywności wytwarzania kwasu przez około 3 miesiące, a ciekłe kultury YY62 przez około 2 miesiące. Analiza próbek YY62 metodą chromatografii gazowej i wysoko sprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) wykazała, że podczas fermentacji wytwarzają się wszystkie istotne składniki, takie jak acetaldehyd, α-acetomleczan, diacetyl, acetoina i butanodiol (danych nie przedstawiono), co pokazuje, że aktywność metaboliczna ogólnie jest nietknięta.

ODNOŚNIK:

Foldager, L. 1994. Determination of acidification activity in F-DVS by the LF metod. Analytical Procedure Q-Ap-039.dk, Chr. Hansen A/S

Claims (13)

1. Ciekła kultura starterowa, zawarta w opakowaniu odpowiednim do dystrybucji kultury starterowej do miejsca jej stosowania, znamienna tym, że zawiera co najmniej jeden związek, który ma działanie stabilizujące aktywność metaboliczną kultury starterowej, wybraną z grupy składającej się z aktywności usuwania tlenu, aktywności wytwarzania kwasu i aktywności wytwarzania metabolitu, w ilości umożliwiającej zachowanie przez kulturę starterowa co najmniej 50% jej pierwotnej aktywności metabolicznej podczas przechowywania kultury starterowej w stanie ciekłym w temperaturze -20°C lub wyższej przez 1 tydzień lub dłużej, który to związek jest wybrany z grupy składającej się z kwasu mrówkowego, mrówczanu, IMP i związku zaangażowanego w biosyntezę kwasów nukleinowych i pochodnych takich związków.

2. Kultura według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera mrówczan w ilości poniżej 10% wagowych.

3. Kultura według zastrz. 1 albo2, znamiennn tym, że dodatkowo zawiera związekwywierający działanie stabilizujące aktywność metaboliczną, wybrany z grupy składającej się z alkoholu cukrowego, w tym glicerolu; węglowodanów, w tym kwasu askorbinowego; disacharydów, w tym sacharozy i trehalozy; witamin; przeciwutleniaczy; gazów obojętnych i surfaktantów, w tym polisorbatów.

4. Kultura według zastrz. 1, znamienna tym, że ma postać koncentratu kultury starterowej.

5. Ku Hura według 1, znamienna tym, że zawiera co najjurniej 10⁸ CFU organizmówkul· tury starterowej.

6. Kultura według zastrz. 1, znamienna tym, że organizm kultury starterowej jest wybrany z grupy składającej się z Bifidobacterium spp., Brevibacterium spp., Propionibacterium spp., Lactococcus spp., w tym Lactococcus lactis subsp. lactis i Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactobacillus spp., w tym Lactobacillus acidophilus, Streptococcus spp., Enterococcus spp., Pediococcus spp., Leuconostoc spp., Onescoccus spp. i grzybów, w tym Penicillium spp., Cryptococcus spp. i Saccharomyces spp.

7. Sposób uzyskiwania ssabHzowaneJ ciekłej starterowejj t^r^, że dodanie do koncentratu kultury co najmniej jednego związku, który ma działanie stabilizujące aktywność metaboliczną kultury starterowej, wybraną z grupy składającej się z aktywności usuwania tlenu, aktywności wytwarzania kwasu i aktywności wytwarzania metabolitu, w ilości umożliwiającej zachowanie przez kulturę starterową co najmniej 50% swojej pierwotnej aktywności metabolicznej podczas przechowywania kultury starterowej w stanie ciekłym w temperaturze -20°C lub wyższej przez 1 tydzień lub dłużej, i pakowanie tak wytworzonej kultury starterowej w opakowania handlowe do dystrybucji

PL 200 502 B1 kultury do miejsca jej stosowania, przy czym związek wywierający działanie stabilizujące aktywność metaboliczną jest wybrany z grupy składającej się z kwasu mrówkowego, mrówczanu, IMP i związku zaangażowanego w biosyntezę kwasów nukleinowych i pochodnych takich związków.

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny t^r^, że ciekła kultura starterowa zawiera w ilości poniżej 10% wagowych.

9. Sposób według zas^z. 7 albo 8, znamienny tym, ze obejmuje dodatkowo dodanie co najmniej jednego związku wywierającego działanie stabilizujące aktywność metaboliczną, wybranego z grupy składającej się z alkoholu cukrowego, w tym glicerolu; węglowodanów, w tym kwasu askorbinowego; disacharydów, w tym sacharozy i trehalozy; witamin; przeciwutleniaczy; gazów obojętnych i surfaktantów, w tym polisorbatów.

10. Sposób wedługzassrz. 7, znamienny tym, ze kultur'astarterΌwa dossarczanajess w possacc koncentratu kultury.

11. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że organizm kuttury starterowej jest wybrany z grupy składającej się z Bifidobacterium spp., Brevibacterium spp., Propionibacterium spp., Lactococcus spp., w tym Lactococcus lactis subsp. lactis i Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactobacillus spp., w tym Lactobacillus acidophilus, Streptococcus spp., Enterococcus spp., Pediococcus spp., Leuconostoc spp., Onescoccus spp. i grzybów, w tym Penicillium spp., Cryptococcus spp. i Saccharomyces spp.

12. Sposób wytwarzania produktów mleczarskich, znamienny tym, że obejmuje szczepienie materiału mleczarskiego kulturą określoną w zastrz. 1-6 i inkubowanie szczepionego materiału w warunkach pozwalających na to, by kultura stała się aktywna metabolicznie.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że produktem mleczarskim jest ser.