PL228552B1 - Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p - Google Patents

Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p

Info

Publication number
PL228552B1
PL228552B1 PL415113A PL41511315A PL228552B1 PL 228552 B1 PL228552 B1 PL 228552B1 PL 415113 A PL415113 A PL 415113A PL 41511315 A PL41511315 A PL 41511315A PL 228552 B1 PL228552 B1 PL 228552B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
bacteria
kkp
biomass
lactobacillus plantarum
drying
Prior art date
Application number
PL415113A
Other languages
English (en)
Other versions
PL415113A1 (pl
Inventor
Antoni Miecznikowski
Katarzyna Działoszyńska
Krystyna Zielińska
Original Assignee
Inst Biotechnologii Przemyslu Rolno Spozywczego Im Prof Waclawa Dabrowskiego
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Biotechnologii Przemyslu Rolno Spozywczego Im Prof Waclawa Dabrowskiego filed Critical Inst Biotechnologii Przemyslu Rolno Spozywczego Im Prof Waclawa Dabrowskiego
Priority to PL415113A priority Critical patent/PL228552B1/pl
Publication of PL415113A1 publication Critical patent/PL415113A1/pl
Publication of PL228552B1 publication Critical patent/PL228552B1/pl

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Fodder In General (AREA)

Description

RZECZPOSPOLITA
POLSKA
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12)OPIS PATENTOWY (i9)PL (n)228552 (13) B1 (51) IntCI.
(21) Numer zgłoszenia: 415113 C12N 1/20 (2006.01)
C12N 1/04 (2006.01) C12R 1/25 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 03.12.2015
Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p (73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
05.06.2017 BUP 12/17 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.04.2018 WUP 04/18
CM m
m co
CM
CM
Ω.
INSTYTUT BIOTECHNOLOGII PRZEMYSŁU
ROLNO-SPOŻYWCZEGO
IM. PROF. WACŁAWA DĄBROWSKIEGO,
Warszawa, PL (72) Twórca(y) wynalazku:
ANTONI MIECZNIKOWSKI, Warszawa, PL KATARZYNA DZIAŁOSZYŃSKA, Skwierzyna, PL
KRYSTYNA ZIELIŃSKA, Warszawa, PL (74) Pełnomocnik:
rzecz, pat. Zbigniew Liszkowski
PL 228 552 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p, przeznaczonego do kiszenia pasz i produktów spożywczych oraz otrzymywania probiotyków dla zwierząt.
Możliwość zastosowania w przemyśle kultur bakterii fermentacji mlekowej uzależniona jest od pożądanych cech użytkowych, którymi charakteryzują się drobnoustroje, ale też od skutecznego utrwalania kultur metodami zapewniającymi wysoką przeżywalność procesu utrwalania i długotrwałego przechowywania bez utraty aktywności biologicznej. Bakterie fermentacji mlekowej znajdują od dawna szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i paszowym, stąd też istnieje bardzo wiele metod utrwalania złożonych kultur bakteryjnych bądź poszczególnych szczepów bakterii. Opracowywane metody muszą sprostać wymogom przewidywanych praktycznych zastosowań, co determinuje różnorodność opracowanych metod. Od dawna wiadomo również, że bakterie fermentacji mlekowej charakteryzują się ogromną różnorodnością cech szczepowych, co przekłada się w istotny sposób na ich odporność na odwodnienie (kserostabilność), a zatem przeżywalność procesu dehydratacji. Ogromne zróżnicowanie cech szczepowych bakterii fermentacji mlekowej oraz potrzeba otrzymywania utrwalonych kultur o jak najwyższej aktywności biologicznej prowadzi do konieczności indywidualnego opracowywania metod dehydratacji poszczególnych szczepów bakterii.
Wyizolowany i scharakteryzowany w Instytucie Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego szczep Lactobacillus plantarum K, zdeponowany w Kolekcji Kultur Przemysłowych IBPRS pod numerem KKP 593/p, stał się przedmiotem wynalazku PL 179838. Szczep ten znalazł szerokie zastosowanie w preparatach bakteryjnych do kiszenia pasz oraz preparatach probiotycznych dla zwierząt (PL 208392, PL 210287, PL 212635). W zastosowaniach przemysłowych wykorzystywany jest on pod postacią granulowanych preparatów, otrzymywanych przy wykorzystaniu techniki suszenia fluidyzacyjnego.
Z opisu patentowego PL 214654 znany jest sposób wytwarzania granulowanego preparatu bakterii fermentacji mlekowej polegający na tym, że wodną zawiesinę biomasy bakterii fermentacji mlekowej, korzystnie z rodzaju Lactobacillus species, o zawartości suchej masy od 20 do 25%, ewentualnie z dodatkiem gumy ksantanowej w stosunku wagowym 1:0,001:0,002, rozpyla się w obrębie złoża fluidalnego, utworzonego z uprzednio wysuszonego, granulowanego nośnika sacharydowego, przy zastosowaniu inżektora wyposażonego w dyszę o średnicy 1,5:1,8 mm, pod ciśnieniem 0,2 MPa, przy wydatku objętościowym około 80:100 ml/min, w temperaturze 30:35°C, a maksymalna szybkość suszenia preparatu nie przekracza wartości od 3,8 · 105 kg/m2 · s do 4,2 · 105 kg/m2 · s. W efekcie tak prowadzonego procesu uzyskiwano przeżywalność komórek bakterii w czasie suszenia fluidyzacyjnego do 65:80% oraz przeżywalność w czasie 3 miesięcy przechowywania do 70:80%, wyrażaną jako stosunek liczby żywych komórek w preparacie przechowywanym do liczby żywych komórek w preparacie bezpośrednio po suszeniu. Jednak dalsze przechowywanie preparatów bakterii Lactobacillus plantarum K, wykonanych wyżej opisaną metodą, skutkowało znacznym obniżeniem przeżywalności do około 10% po 12 miesiącach przechowywania w temperaturze chłodniczej, co nie jest zadawalające ze względów aplikacyjnych.
W wielu technologiach wytwarzania preparatów bakterii fermentacji mlekowej stosowana jest metoda suszenia sublimacyjnego, która pomimo wysokich kosztów procesu zapewnia również wysoką przeżywalność drobnoustrojów, pod warunkiem indywidualnego doboru parametrów prowadzenia procesu, w tym nośników i substancji ochronnych (krioprotektantów).
Znany jest skład oraz sposób wytwarzania szczepionki do fermentacji zakwasów piekarskich zastrzeżony patentem PL 176077, w którym szczepionka o określonym składzie poddawana jest namnożeniu według specyficznej procedury, a następnie surowa kultura utrwalana jest metodą liofilizacji do osiągnięcia zawartości suchej masy na poziomie 7%, bez wydzielania bakterii z podłoża hodowlanego. Z opisu patentowego PL 215973 znany jest, również, sposób otrzymywania preparatu bakteryjnego oraz medium liofilizacyjne, w którym medium liofilizacyjne bakterii z gatunku Lactobacillus rhamnosus, zawierające dwucukier oraz wodę, charakteryzuje się tym, że zawiera, ponadto, 3% spiruliny, zaś dwucukier stanowi sacharoza lub laktoza, przy czym ilość jednego z nich nie przekracza 15 w/v, zaś łączna ilość nie przekracza 20% w/v, i przy czym, zawartość wody wynosi do 100%. Uzyskana maksymalna przeżywalność bakterii w procesie liofilizacji prowadzonym według tego wynalazku wynosiła 87,5%. Z kolei, z opisu patentowego PL 159645 znane są kultury bakteryjne w tabletkach, zwłaszcza kultury kefirowe, jogurtowe, zsiadłego mleka, zawierające liofilizat bakteryjny, skrobię ziemniaczaną, talk, które składają się z liofilizatu bakteryjnego w ilości 6-12% wag., skrobi ziemniaczanej w ilości 40-48% wag.,
PL 228 552 B1 laktozy granulowanej w ilości 38-46% wag. i talku w ilości 4-8%. Ponadto, z opisu patentowego PL 159903 znany sposób otrzymywania preparatu z bakterii Lactobacillus acidophilus 573 zawierającego żywe, oporne na antybiotyki pałeczki kwasu mlekowego, w którym, po upływie odpowiedniego czasu inkubacji, zawiesiny hodowlane poszczególnych mutantów łączy się w założonych proporcjach, następnie odwirowuje się komórki bakteryjne i zawiesza je w nośniku zawierającym 8% mleka „instant i 6% sacharozy, rozlewa do ampułek i liofilizuje.
Celem wynalazku jest sposób wytwarzania utrwalonej dehydratacyjnie kultury szczepu bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum K KKP 593/p, który charakteryzowałby się przeżywalnością bakterii w czasie liofilizacji w zakresie od 95,0 do 99,3% oraz przeżywalnością od 85,0 do 90,0% w czasie 12 miesięcy przechowywania w warunkach chłodniczych.
Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p według wynalazku polega na tym, że wodną zawiesinę biomasy bakterii doprowadza się do zawartości suchej masy od 14% do 16% poprzez dodatek soli fizjologicznej, miesza się z glicerolem jako krioprotektantem, dodanym w ilości 20% w stosunku do zawartości suchej masy w biomasie, a następnie dodaje się odtłuszczone, granulowane mleko w proszku w stosunku do biomasy jak 0,75:1, przy czym 0,75 stanowi ilość mleka w stosunku do nierozcieńczonej solą fizjologiczną ilości biomasy. Następnie, całość dokładnie miesza się i zamraża. W końcowym etapie, półprodukt poddaje się procesowi liofilizacji metodą suszenia sublimacyjnego do uzyskania produktu o zawartości suchej masy powyżej 94-98%.
Stwierdzono, że korzystne jest dla uzyskania jednorodności i trwałości produktu, gdy zamrażanie przed procesem liofilizacji prowadzi się z szybkością w zakresie od 0,3 do 0,5°C/min do temperatury około - 40°C.
W wyniku przeprowadzenia wielu doświadczeń, nieoczekiwanie okazało się, że zmieszanie biomasy bakterii o zawartości suchej masy od 14% do16% najpierw z glicerolem dodanym w ilości 20% w stosunku do zawartości suchej masy w biomasie, a następnie z odtłuszczonym mlekiem w proszku w stosunku do masy biomasy jak 0,75:1, przy zachowaniu parametrów technicznych zamrażania i liofilizacji zgodnych z wynalazkiem, powoduje obniżenie efektu letalnego związanego ze stresem osmotycznym i dehydratacją, i w następstwie podwyższenie przeżywalności komórek bakterii w czasie dehydratacji z 65:80% do od 95,0 do 99,3% oraz podwyższenie przeżywalności w czasie 12 miesięcy przechowywania z około 10% do 85:90%, wyrażanej jako stosunek liczby żywych komórek w preparacie przechowywanym do liczby żywych komórek w preparacie bezpośrednio po suszeniu. Jednocześnie, sposób według wynalazku, eliminując proces nanoszenia biomasy bakterii na wysuszony nośnik, powoduje zwiększenie liczby bakterii w jednostce masy od wartości rzędu 1010 do około 5 · 1011 j.t.k./g.
Sposób według wynalazku ilustruje przykład wykonania nie ograniczając jego zakresu.
P r z y k ł a d
W mieszalniku zmieszano 0,5 kg biomasy bakterii o zawartości 30% suchej masy z 1000 ml soli fizjologicznej (0,8% roztwór wodny NaCI), następnie dodano 30 g glicerolu i dokładnie zmieszano, po czym dodano 375 g mleka w proszku i dokładnie wymieszano. Otrzymaną mieszaninę zamrażano z prędkością 0,45°C/min do temperatury około -40°C, po czym poddano procesowi liofilizacji metodą suszenia sublimacyjnego pod ciśnieniem 0,37 mbar przez 35 h. Otrzymano około 550 g liofilizatu o zawartości 96,54% suchej masy i liczbie bakterii 5,1 · 1011 j.t.k./g (przeżywalność 98%). Po 12 miesiącach przechowywania w warunkach chłodniczych oznaczono liczbę bakterii w preparacie, która wynosiła 4,5 · 1011 j.t.k./g (przeżywalność 87%).
Dla porównania przeprowadzono, równolegle, proces liofilizacji znaną metodą suszenia fluidyzacyjnego granulowanego preparatu bakteryjnego otrzymywanego metodą natryskowego nanoszenia biomasy bakterii w czasie procesu dehydratacji. W mieszalniku zmieszano 0,5 kg biomasy bakterii o zawartości 30% suchej masy, 300 ml wody oraz 0,8 g gumy ksantanowej. Otrzymaną zawiesinę natryskiwano w ciągu 10 minut za pomocą inżektora na 3,6 kg granulowanego, wcześniej wysuszonego nośnika, będącego mieszaniną sacharozy, glukozy, laktozy i skrobi rozpuszczalnej, w trakcie procesu suszenia fluidyzacyjnego prowadzonego w temperaturze 33°C. Następnie, granulat poddawano procesowi pokrywania warstewką ochronną poprzez natryskiwanie 3% roztworu gumy kasantanowej w ciągu 10 min. Całkowity czas suszenia wynosił 25 min. Uzyskano około 3,8 kg preparatu bakteryjnego o liczbie żywych komórek bakterii Lacobacillus plantarum K wynoszącej 2,0 · 1010 j.t.k./g preparatu i zawartości suchej masy 95,36%. Przeżywalność komórek bakterii w tym procesie suszenia wynosiła 76%.
Po 12 miesiącach przechowywania w warunkach chłodniczych oznaczono liczbę bakterii w preparacie, która wynosiła 1,96 · 109 j.t.k./g (przeżywalność 9,8%).
PL 228 552 B1
Porównanie parametrów preparatów uzyskanych według przykładu przedstawiono w tabeli.
Metoda liofilizacji Końcowa liczba bakterii, j.t.k./g Przeżywalność procesu dehydratacji, % Przeżywalność w trakcie przechowywania przez 12 miesięcy w warunkach chłodniczych, %
Suszenie sublimacyjne 5,1* 1011 98 87,5
Suszenie fluidyzacyjne 2,0* 1010 76 9,8
Zastrzeżenia patentowe

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p do kiszenia pasz i produktów spożywczych oraz otrzymywania probiotyków dla zwierząt, polegający na liofilizacji biomasy bakterii o określonej zawartości suchej masy połączonej w odpowiednich proporcjach z krioprotektantem i nośnikiem, znamienny tym, że wodną zawiesinę biomasy bakterii Lactobacillus plantarum K KKP 593/p doprowadzoną do zawartości suchej masy od 14 do 16% przez dodatek soli fizjologicznej, miesza się, najpierw, z glicerolem jako krioprotektantem dodanym w ilości 20% wagowych w stosunku do suchej masy bakterii, a następnie, miesza się z nośnikiem - granulowanym, odtłuszczonym mlekiem w proszku w stosunku wagowym 1:0,75, przy czym 0,75 stanowi ilość mleka w stosunku do nierozcieńczonej solą fizjologiczną ilości biomasy, a otrzymany półprodukt zamraża się i podaje procesowi liofilizacji metodą suszenia sublimacyjnego do zawartości suchej masy w zakresie 94-98%.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces zamrażania preparatu przed liofilizacją prowadzi się z szybkością w zakresie 0,3 do 0,5°C/min do temperatury około -40°C.
Departament Wydawnictw UPRP
PL415113A 2015-12-03 2015-12-03 Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p PL228552B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL415113A PL228552B1 (pl) 2015-12-03 2015-12-03 Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL415113A PL228552B1 (pl) 2015-12-03 2015-12-03 Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL415113A1 PL415113A1 (pl) 2017-06-05
PL228552B1 true PL228552B1 (pl) 2018-04-30

Family

ID=58793817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL415113A PL228552B1 (pl) 2015-12-03 2015-12-03 Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL228552B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL415113A1 (pl) 2017-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Santivarangkna et al. Alternative drying processes for the industrial preservation of lactic acid starter cultures
Morgan et al. Preservation of micro-organisms by drying; a review
Foerst et al. Storage stability of vacuum-dried probiotic bacterium Lactobacillus paracasei F19
Jofré et al. Impact of different cryoprotectants on the survival of freeze-dried Lactobacillus rhamnosus and Lactobacillus casei/paracasei during long-term storage
KR102429539B1 (ko) 구연산염을 포함하는 유산균 동결 보호용 조성물
EP2787843B2 (en) Process for the preparation of freeze dried micro-organism composition
EP1408760A2 (en) Consumable product containing probiotics
AU2002256620A1 (en) Consumable product containing probiotics
KR20160051902A (ko) 유산균이 포집되어 있는 알지네이트 비드 및 동결보호제로서 콩가루를 포함하는 생존율이 증진된 유산균 조성물, 및 이의 제조방법 및 용도
EA039591B1 (ru) Способ получения осушенных микробных клеток
Goderska et al. Influence of microencapsulation and spray drying on the viability of Lactobacillus and Bifidobacterium strains
Ferreira et al. Tracking Amazonian cheese microbial diversity: Development of an original, sustainable, and robust starter by freeze drying/spray drying
US20190053527A1 (en) Method for preparing a probiotic powder using a two-in-one whey-containing nutrient medium
Serna-Cock et al. Effects of fermentation substrates and conservation methods on the viability and antimicrobial activity of Weissella confusa and its metabolites
Gujvinska et al. Biotechnology production of medium for cultivation and lyophilization of lactic acid bacteria
KR101665888B1 (ko) 동결보호제로서 찹쌀풀을 이용하는 생존율이 증진된 식품 발효용 미생물 첨가제 조성물 및 이의 제조방법
PL228552B1 (pl) Sposób wytwarzania liofilizowanego preparatu bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum K KKP 593/p
Urbański et al. Influence of whey on viability of Lactobacillus gasseri during freeze-drying process
Lim et al. Changes in the viability of lactic acid bacteria during storage of freeze-dried yogurt snacks
Guergoletto et al. Dried probiotics for use in functional food applications
KR102813140B1 (ko) 프로바이오틱 균주인 락토바실러스 류테리 sy308 균주 및 이를 포함하는 사료 첨가제
US20210040436A1 (en) Process for lyophilizing a microorganism
Bazaraa et al. Mutagenesis and Protoplast Fusion for Enhanced Bacteriocins Production: Bacteriocins enhanced production
RU2802073C1 (ru) Кормовая добавка с пробиотической активностью для рыб
KR102801716B1 (ko) 항균활성을 갖는 락토바실러스 루테리 lbr_c1 균주 및 락토바실러스 아시도필루스 lba_c5 균주의 사균체 및 이의 제조방법