PT92831A

PT92831A - Processo para preparacao de cultura concentrada para conjunto de inoculacao directa na producao de lacticinios

Info

Publication number: PT92831A
Application number: PT92831A
Authority: PT
Inventors: Steven Matt Mathison
Original assignee: Sanofi Sante Animale Sa
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1990-07-31
Also published as: IE894224L; IE62892B1; CA2007571C; DE69002638T2; JPH02261374A; NZ232069A; DK0378478T3; AU4777090A; CA2007571A1; ATE92719T1; US5128260A; EP0378478B1; ES2044455T3; ZA90144B; AU623210B2; DE69002638D1; EP0378478A1

Description

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Este invento relaciona-se com concentrado para cultura em conjunto de cubos de inoculação direc-ta para produção de lacticinios e diz respeito ao processo para produção do mesmo,. A produção de produtos lacticinios fermentados tais como queijo, iogurte, manteiga, leite e produtos semelhantes requer um vasto numero de bactérias ac tivas produtoras de acido láctico. Anteriormente, a introdução "das culturas nas cubas para inoculado directa" , este largo numero de bactérias activas foram geradas fazendo crescer, a bactéria em questão num meio de cultura na instalação fabril.

Este processo foi conhecido como o sistema iniciador da cultura em massa. Contudo, foi necessário uma grande quantidade de equipamento tempo e energia para a iniciação a produção em massa para uso fabril. Devido a isto. foi necessário uma inoculação directa do produto na cuba sob ponto de vista de "uso facil". A concentração tipica de células no 9 10 iniciador em massa e da ordem de 1 x 10 a 1 x 10 colonias formando unidades (CFUs) por grama e a proporção empregue e tipicamente a volta de 0,5 - 1% do iniciador em massa na base p/p De modo a que a inoculação directa da cultura na cuba resulte na instalação fabril, são necessárias concentrações de células muito mais elevadas.

Isto e devido a proporção da inoculação para a inoculação directa na cuba ser normalmente a volta de 0 015 a 0.020% numa base p/p. Isto e aprgxdmadamente 15% a 2% do uso do iniciador em massa, por isso a concentra ção tipica de células deve ser 100 vezes maior para a inoculação directa na cuba comparada com o iniciador em massa, -4- 1

Quando se usa um meio a base de leite para o crescimento de células bacterianas, hâ resíduos sólidos , isto e, caseina intacta que sao recuperados na porção “lama^ do material centrifugado juntamente com as células recuperadas. Embora isto não seja prejudicial para as células , a caseina reduz o potencial de concentração destas células. A ciência anterior menciona o uso de tratamento do enzima para aumentar a concentração (U„S„ Pat. N2 2.838.443).

Num tal processo usam-se enzimas pro-tease para digerir a caseina resultando em unidades peptido mais pequenas que não são recuperadas na lama. Isto e o melhor que se pode fazer antes da inoculação e crescimento da cultura e poderá possivelmente diminuir a capacidade pro-teolitica da cultura desenvolvida.

Também se conhece o uso de iões citrato para ajudar na recuperação das células. Isto usa-se para reduzir a quantidade de caseina recuperada na lama juntamente com as células.

Analogamente. U.S„ Pat. N2 4.115.199

descreve o uso de polifosfato tal como o hexametafosfato de sodio (HMPNa), para recuperar efectivamente concentrações elevadas de células bacterianas com a caseina. Usando este processo podem-se recuperar 98 - 100% das células enquanto 9 9 se atingem concentrações na ordem de 50 x 10 a 200 x 10 CFUs por grama.

Esta patente também menciona o uso si^ multâneo de 1% em peso de citrato de sodio e 4% por peso HPMNa sem obtenção de nenhuma melhoria suplementar pois so 9 9 se recuperam 50 x 10 a 60 x 10 CFUs por grama.. -5- ί

Αο longo da elaboração do presente invento executaram-se ensaios preliminares nos quais se adicionaram 4% de citrato de sodio ao meio de crescimento apos a fermentação para solubilizar as proteínas e ajudar na centrifugação .

Observou-se, que dos resultados obtidos . os melhores resultados na concentração de células na porção lama do material centrifugado foram obtidos quando o meio fermentado continha poucos solidos insolúveis, Isto significava que a caseina foi solubilizada pelo citrato e centrifugar-se-ia no efluente.

Quando a caseina não se solubilizou totalmente, foi concentrada na porção lama juntamente com as células e assim diluindo a concentração de células causando problemas.

Descobriu-se agora quase inesperadamente que a combinação de um sal polifosfato e um sal citrato, quando adicionado ao meio de crescimento a base de leite e em concentrações mais baixas doaque as usadas na ciência anterior, e capaz de solubilizar a caseina e promovendo efectivamente a recuperação e concentração das células bac-terianas do, meio de fermentação.

Parece existir um efeito sinergético entre os sais resultando numa solubilização quase completa de caseina.

De acordo com o invento, o processo de preparação do concentrado de culturas de bactérias para inoculação directa em cuba de quantidades de leite no qual são cultivadas bactérias inofensivas produtoras de acido láctico num meio aquoso incluindo nutrientes de fermentação -6-

para obter uma cultura aquosa fermentada de células de bactérias juntamente com nutrientes residuais incluindo caseina, consistindo em dissolver o meio de cultura, anteriormente a recuperação e concentração das ditas células por centrifugação , numa combinação de 0,05% a 0,20% baseado no peso da cultura em agua alimento solúvel - sal de polifosfato aceita vel seleccionado de classe consistindo de sal tri-polifosfa-to e sal hexametafosfato e de 0,25% a 0,50% baseado no peso da cultura em agua- alimento solúvel - sal citrato aceitável E importante que a combinação sal polif oáf ato/sal citrato dissolva a quantidade maxima de sólidos no meio antes da centrifugação. Para este fim a combinação sal polifosfato/sal citrato pode ser adicionada anteriormente ou apos a fermentação.

De preferência, a combinação toda em questão e adicionada anteriormente a fermentação desde que se tenha observado que baixos niveis de sal polifosfato/sal citrato requerido não interfiram no processo normal de fermentação e não inibam o crescimento da bactéria. Em adição. o sal polifosfato. quando em quantidade suficiente, pode controlar o bacteriofago durante a fermentação - A combinação sal polifosfato/sal citrato usada no processo do invento, quando usada anteriormente a fermentação, fornece, de facto, mais de 90% na redução de solidos usando varias concentrações de sal polifosfato e sal citrato,

Sob tais condições. o crescimento da cultura ainda parece ser ligeiramente aumentado quer na ac-tividade quer na contagem de células Isto pode ser um beneficio adicional do pre-crescimento na solubilização da caseina. -7-

Um sal de hexametafosfato, i,e. mistu ra comercial de sais polifosfato contendo 4 a 22 grupos fosfato por moléculas pode ser citado como sal polifosfato particularmente usado no processo do invento.

Particularmente desejável e o sal hexametafosf ato que contem de 6 a 21 grupos fosfato por molécu la- Tais fosfatos hialinos são por exemplo aqueles vendidos sob marca registada de "HEXAPHOS" e "SODOPHOS" vendidos por FMC Corporation, New York, N,Y. (U.S.A.).

Gerâlmente o sal polifosfato e o sal citrato usado no processo do invento estão na forma do seu sal sodico. Particularmente as concentrações usadas do sal polifosfato são de 0,10 a 0,15 de preferênciaO-10% baseado no peso da cultura

Similarmente, o sal citrato e vantajo samente usado numa concentração de 0,50% baseado no peso da cultura.

Em adição, a combinação sal polif os.-fato/sal citrato e particularmente preferida de 0.10%/0.50%.

Os nutrientes clássicos dos meios para cultura de bactérias podem ser usados por exemplo num meio aquoso contendo proteínas do leite adicionados quer aos so-lidos do leite não gordo secos . quer aos solidos do soro do leite coalhado fresco, ou ambos, carbohidratos fermentáveis tais como glucose ou lactose, estimulantes de crescimento tais como extractos de levedura, sais inorgânicos , tampões . etc.

Usualmente, o meio contem de 4 a 12% de nutrientes. A bactéria produtora de ácido láctico usada no processo de invento e por exemplo aquela usada para preparar queijo, iogurte, soro de leite coalhado, etc».

Entre estas bactérias produtoras de acido láctico podem-se citar as seguintes:

Steptococus lactis subesp.lactis,

Streptococcus lactis subesp, cremoris,

Streptococcus lactis subesp. diacetilactis.

Streptococcus thermophilus,

Lactobacillus delbrueckii suesp. bulgaricus,

Lactobacillus acidophilus,

Lactobacillus helveticus.

Bifidobacterium bifidum.

Lactobacillus casei subesp, casei.

Lactobacillus delbrueckii suesp lactis.

Lactobacillus plantarum,

Lactobacillus delbrueckii subesp. delbrueckii,

Lactobacillus fermentum:

Pediococcus acidilactici,

Leuconostoc mesenteroides subesp, cremoris. (Bergey s Manual of Systematic Bacteriology, vol. 1 - 1984) vol 2 - 1986) -9-

0 passo da centrifugação é geralmente levado a cabo usando o equipamento clássico tal como o empregue para a concentração de células bacterianas.

Usando o processo do invento pode-se obter uma grande recuperação de células, i.e, de 98 a 100% de células. Em adição, a concentração de células será pelo menos de 5 x 10^ a 3 x 10^ CFUs por grama.

Tal como foi estabelecido aqui em cima. e necessário que os solidos de alimento sejam tão baixos quanto possível para obter a cultura concentrada com actividade de cultura aceitavel e elevado numero de células.

Deste modo, foram feitas experiências comparativas usando quer um sal polifosfato, ou. de acordo com o invento, uma combinação de sal: sal citrato,

Para este fim, usou-se um meio nutrien te aquoso o qual contêm 6% de leite desidratado não-gordo (LDNG). 1% de lactose, 1% de extracto de levedura. A este miio HMFS isolado ou combinado com citrato de sódio adicionou-se e deixou-se a reagir por 60 min, a 21,1°C (70°F) para solubilizar a caseína.

Os resultados expressos em percentagem dos solidos residuais no meio envolvido antes da fermentação foram então determinados: -10-

MEIO N* % HMPNa 7. solidos do meio 07. citrato 0.257. citratá 0.507. citrato 1 0r05 0,59 0r28 0,14 2 O »—1 o 0.,54 0,16 0,02 3 0,15 0,29 0,10 0,02 4 0,20 0,24 0,06 0,03

Pode-se concluir deste quadro que a adição do citrato de sodio ao HPMNa resulta numa redução substancial dos solidos residuais ao meio antes da fermentação .

Em testes adicionais comparativos executados usando 0.25^ HPMNa. como descrito na U.S. Pat. NS 4,115-199. mostraram 0,21% de solidos no meio. Similar-mente , quando não estava presente citrato de sodio ou HPMS no meio antes da fermentação, registaram-se 0,82% de solidos , -11-

Em adição, quando estava presente 0.25% ou 0,50% de citrato de sodio no meio pré-fermentado, registaram-se respectivamente 0,38% e 0,31% de solidos.

Tomados conjuntamente, estes resultados mostram que aparece um efeito sinergico entre os compostos em questão que resulta numa quase completa solubiliza-ção da caseína. 0 seguinte exemplo não limitativo ilustra o processo do invento:

EXEMPLO

Preparação de um concentrado de Streptococcus cremoria ou Streptococcus lactis para a produção directa de produtos lac teos em conjunto de cubas I - Meio de crescimento (baseado no peso dò meio) 35.4 kg (79 lbs) leite seco não gordo (6%) 5,9 kg (13 lbs) lactose (1%) 5,9 kg (13 lbs) extracto de levedura (1%) 0.6 kg (1,3 lbs) hexametafosfato de sodio (0,1%) 2.9 kg (6.5 lbs) citrato de sodio ( 0,5%) 544,3 kg (1200 lbs) agua (545,1 1) (144 galões) II - P.rocesso

Num tanque de 150 galões com misturador, (568 1) (35,4 kg leite seco não gordo. 0,6 kg (1,3 lbs) HPMS e 2.9 kg (6,5 lbs) de citrato de sodio foram adicionados, a aproximadamente 21,1°C (70°F) para 136,1 kg (300 lbs)

(136.3 1) (36 galões) de agua. A mistura foi agitada durante 60 minutos e então adicionaram-se 5.9 kg (13 Ibs) de lactose. 5.9 kg (13 lbs) de levedura de cerveja e 408,2 kg (900 lbs) (408.8 1) (108 galões) de agua. O meio foi aquecido a 87,8 - 93,3°C (190~200°F) por 60 minutos, arrefecido a 23,9°C (75°F) e o pH ajustado a pB 6,7. O meio foi então inoculado com 1% por volume de uma estirpe activa ou subcultura de uma estir pe misturada e desenvolvida sob controle de pH 6.00 - 6,15 pH,

Apos ter cessado a ascensão do neutrja lizador NH^OH. e ter parado o crescimento das células i.e. apos 14 -16 horas, o meio foi arrefecido a 12.2°C (54°F) e (§> ΰδ centrifugado usando uma centrifuga ALFA-LAVAÍj GYROSTESTER . Anteriormente. e apos a centrifugação foi feita uma contagem de CFUs por grama conjuntamente com uma determinação de actividade. A actividade foi determinada como se segue;

Um meio formado de leite seco não gordo a 11,5% de solidos aquecido tratado por 30 minutos foi inoculado quer com 1% de, .meio de crescimento pre-centrifuga-do ou 0.1% de lama obtida apos centrifugação. 0 pH final foi então registado 3 horas apos a inoculação a 32°C.

Usando o processo em cima, obtiveram--se culturas bacterianas concentradas tendo as seguintes caracteristicas; -13-

a) Subcultura da estirpe ; Streptococcus lactis estirpe L·^

Actividade CFUs por grama CFUs em II (pH) CFUs em I j.* 5,42 2,7 x 1Q9 44 II** 4.87 1,2 x 1011 Γ I * : anterior a centrifugação (meio de crescimento)] Γ II**; apos centrifugação (lama) 7 b) Subcultura da estirpe : Streptococcus lactis estirpe L,. Actividade CFUs por grama CFUs em II (pH) CFUs em I I 5.50 3.3 x 109 II 4.84 8,0 x 1010 24 I 5,60 3.3 x 109 II 4.93 11 1.2 x 10xx 36

c) Subcultura da estirpe : Streptocfccus lactis estirpe B

Actividade CFUs por grama CFUs em II

(pH) CFUs em I

-14- I 5,62 5,03 8,4

11 21 1,8 χ 10 d) Subcultura misturada da estirpe : Streptococcus cremoris estirpe 116/E8

Actividade CFUs por grama

CFUs em II CFUs em I I 5,30 3,5 χ 109 II 4.70 1,6 mH x 10 46

Claims

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REIVINDICAÇÕES lã. - Processo de preparação de culturas bacterianas concentradas para inoculação directa em tanques de lotes de leite nos quais são cultivadas bactérias produtoras de acido láctico inofensivo num meio aquoso incluindo nutrientes de fermentação para obter uma cultura aquosa fermentada das células da bactéria ligadas com nutrien tes residuais incluindo caseina, pelo que as referidas células são recobertas e concentradas sujeitando a referida cultura a centrifugação enquanto ai se dissolveu antes ou depois da referida fermentação uma combinação de 0,05% a 0,20% baseado no peso de cultura de um sal de polifosfato solúvel em agua e aceitavel como alimento seleccionado da classe consistindo de tripolifosfato, e hexametafosfato contendo de 4 a 22 grupos fosfato por molécula e de 0,25% a 0,5% baseado ço peso da cultura de um sal de citrato aceitavel como alimento e solúvel em agua. 2ã, - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a combinação do sal polifosfato e do sal citrato dissolvida no meio aquoso anteriormente a cultura de bactérias produtoras de acido láctico. 3ã, - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a quantidade de sal poli-fosfatos e de 0,10% a 0,15. -16- * «a

Χ'λ Λ 4ã. - Processo de acordo cora a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a combinação consistir em sal 0.10% de polifosfato e 0,50% de sal citrato. 5â. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2. caracterizado por o sal polifosfato ser um sal hexametafosfato contendo de 6 a 21 grupos fosfato por molécula. 6ã„ - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o sal polifosfato ser hexametaf osf ato de sodio, 7i. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a centrifugação produzir uma célula concentrada de bactéria contendo pelo menos de 5 x 10^ a 3 x 10“*··*· colónias formando unidades por grama. *w " 8ã, - Processo de preparação de culturas bacterianas para inoculação directa em tanques de lotes de leite no qual são cultivadas bactérias produtoras do ácido láctico inofensivo num meio aquoso incluindo nutrientes de fermentação para obter uma cultura aquosa fermentada de células de bactérias ligadas com nutrientes residuais incluin do caseína, pelo que as referidas células são recobertas e concentradas sujeitando a referida cultura a centrifugação enquanto se dissolveu no referido meio aquoso anteriormente a cultura da bactéria produtora de acido láctico, uma combinação de 0.05% a 0.20% baseado no peso de cultura de um sal de polifosfato aceitavel como elemento e solúvel em agua seleccionado da classe consistindo de tripolifosfato e hexa- -17

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metafosfato contendo de 4 a 22 grupos fosfato por molécula e de 0,25% a 0,50% baseado no peso de cultura de um sal de citrato aceitavel como alimento e solúvel em água. 9ã. - Processo de acordo com a reivin dicação 8. caracterizado por a combinação consistir em sal de 0,10% de polifosfato e 0,50% de sal citrato. 10ã. - Processo de acordo com a reivin dicação 8, caracterizado por o sal polifosfato ser hexame-tafosfato de sodio e o sal citrato ser citrato de sódio. Lisboa. 10 de Janeiro de 1990

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