RU2544052C2 - Method for production of bacterial concentrate of probiotic microorganisms consortium - Google Patents
Method for production of bacterial concentrate of probiotic microorganisms consortium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2544052C2 RU2544052C2 RU2013132696/10A RU2013132696A RU2544052C2 RU 2544052 C2 RU2544052 C2 RU 2544052C2 RU 2013132696/10 A RU2013132696/10 A RU 2013132696/10A RU 2013132696 A RU2013132696 A RU 2013132696A RU 2544052 C2 RU2544052 C2 RU 2544052C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inoculum
- cremoris
- sodium selenite
- medium
- microorganisms
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в качестве закваски прямого внесения для приготовления пробиотической сметаны.The invention relates to biotechnology and can be used as a direct starter culture for the preparation of probiotic sour cream.
Известен способ производства бактериального концентрата, включающий приготовление питательной среды, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята, наращивание биомассы, отделение биомассы от культуральной жидкости, смешивание с защитной средой, розлив, укупорку, замораживание, сушку и хранение (см. ТУ 9229-001-48774768-02).A known method for the production of bacterial concentrate, including the preparation of a nutrient medium, sterilization, cooling, inoculum, biomass, separation of biomass from the culture fluid, mixing with a protective medium, bottling, capping, freezing, drying and storage (see TU 9229-001-48774768 -02).
Недостатком данного способа является низкая биохимическая активность концентрата и трудоемкость его приготовления в производственных условиях.The disadvantage of this method is the low biochemical activity of the concentrate and the complexity of its preparation in a production environment.
Наиболее близким способом к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ производства бактериального концентрата, включающий приготовление питательной среды, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята, наращивание биомассы, отделение биомассы от культуральной жидкости, смешивание с защитной средой, розлив, укупорку, замораживание, хранение (см. RU №2372782, А23С 9/12, 20.11.2009 г.).The closest way to the claimed invention in terms of features is a method for the production of a bacterial concentrate, including preparation of a nutrient medium, sterilization, cooling, inoculum application, biomass growth, separation of biomass from the culture fluid, mixing with a protective medium, filling, capping, freezing, storage (see . RU No. 2372782,
Однако недостатком данного способа является то, что при использовании данного концентрата не формируются характерные для сметаны органолептические и структурно-механические свойства и она обладает кратковременным сроком хранения.However, the disadvantage of this method is that when using this concentrate, the organoleptic and structural-mechanical properties characteristic of sour cream are not formed and it has a short shelf life.
Задачей изобретения является повышение потребительских, реологических свойств и хранимоспособности готового продукта.The objective of the invention is to increase consumer, rheological properties and storage capacity of the finished product.
Кроме того, создание консорциума пробиотических микроорганизмов из специально подобранных культур пробиотических микроорганизмов позволит повысить биохимические и функциональные свойства концентратов.In addition, the creation of a consortium of probiotic microorganisms from specially selected cultures of probiotic microorganisms will increase the biochemical and functional properties of concentrates.
Технический результат, обеспечиваемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в повышении органолептических свойств, экзо-полисахаридного потенциала и снижении гидролитических и окислительных процессов при хранении продукта.The technical result provided by the implementation of the present invention is to increase the organoleptic properties, exo-polysaccharide potential and reduce hydrolytic and oxidative processes during storage of the product.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе приготовления бактериального концентрата консорциума пробиотических микроорганизмов, включающем приготовление питательной среды, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята, наращивание биомассы, отделение биомассы от культуральной жидкости, смешивание с защитной средой, розлив, укупорку, замораживание, хранение, согласно изобретению в питательную среду дополнительно вводят селенит натрия в количестве 30-50 мкг/мл, а в качестве инокулята используют комбинированную закваску на основе Bifidobacterium bifidum 83, Lactococcus lactis subspecies cremoris 244 Propionibacterium freudenreichii subspecies shermanii AC-2503, взятых в соотношении 40:30:30.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the method for preparing a bacterial concentrate of a consortium of probiotic microorganisms, including the preparation of a nutrient medium, sterilization, cooling, inoculum, biomass, separation of biomass from the culture fluid, mixing with a protective medium, bottling, capping, freezing , storage, according to the invention, sodium selenite in an amount of 30-50 μg / ml is additionally introduced into the nutrient medium, and as an inoculum The user on the basis of a combined starter Bifidobacterium bifidum August 3, Lactococcus lactis subspecies cremoris April 24 Propionibacterium freudenreichii subspecies shermanii AC-2503 in the ratio 40:30:30.
Отличительными признаками заявляемого способа является оптимизация питательной среды за счет внесения селенита натрия, а также использование специально подобранных штаммов пробиотических микроорганизмов, выбор их оптимального соотношения и условий культивирования пробиотических микроорганизмов, при котором отмечены высокие органолептические, реологические свойства, снижение окислительных процессов и стабильность продукта в процессе хранения.Distinctive features of the proposed method is the optimization of the nutrient medium by introducing sodium selenite, as well as the use of specially selected strains of probiotic microorganisms, the choice of their optimal ratio and cultivation conditions of probiotic microorganisms, in which high organoleptic, rheological properties, a decrease in oxidative processes and product stability in the process are noted storage.
Для осуществления заявляемого способа были проведены экспериментальные исследования, в ходе которых были подобраны доза селенита натрия, заквасочные культуры пробиотических микроорганизмов и их оптимальное соотношение.To implement the proposed method, experimental studies were conducted, during which the dose of sodium selenite, starter cultures of probiotic microorganisms and their optimal ratio were selected.
Отбор штаммов по производственно-ценным свойствам - важный аспект разработки пробиотического продукта. Основу заквасок для классической сметаны составляют молочнокислые бактерии Lactococcus lactis subspecies lactis и Lactococcus lactis subspecies Cremoris. Многолетний опыт по подбору микрофлоры заквасок показывает, что лучше всего сочетаются штаммы, имеющие близкую активность кислотообразования. Поэтому в качестве основы закваски для пробиотического продукта наряду с бифидобактериями выбраны молочнокислые бактерии вида Lactococcus lactis subspecies Cremoris, так как этот вид микроорганизмов, активно развиваясь в молоке, формирует плотный сметано-образный сгусток и, являясь менее активным кислотобразователем, характеризуется низким постокислительным потенциалом.The selection of strains for production-valuable properties is an important aspect of the development of a probiotic product. The basis of the starter cultures for classic sour cream is the lactic acid bacteria Lactococcus lactis subspecies lactis and Lactococcus lactis subspecies Cremoris. Years of experience in the selection of microflora of starter cultures show that the strains that have similar activity of acid formation are best combined. Therefore, along with bifidobacteria, lactic acid bacteria of the species Lactococcus lactis subspecies Cremoris were chosen as the basis of the starter culture for the probiotic product, since this type of microorganism, actively developing in milk, forms a dense sour cream-like clot and, being a less active acid-forming agent, is characterized by a low post-oxidative potential.
Совместное культивирование бифидобактерий с молочнокислыми бактериями имеет ряд преимуществ. Молочнокислые бактерии связывают растворенный в молоке кислород и тем самым создают условия, благоприятные для роста бифидобактерий. Протеолитически активные штаммы лактобактерий расщепляют казеин с образованием бифидогенных факторов: пептидов и аминокислот.Co-cultivation of bifidobacteria with lactic acid bacteria has several advantages. Lactic acid bacteria bind oxygen dissolved in milk and thereby create conditions favorable for the growth of bifidobacteria. Proteolytically active strains of lactobacilli break down casein with the formation of bifidogenic factors: peptides and amino acids.
С целью повышения функциональных свойств и улучшения консистенции разрабатываемого продукта в состав комбинированной закваски целесообразно ввести пропионовокислые бактерии.In order to increase the functional properties and improve the consistency of the developed product, it is advisable to introduce propionic acid bacteria into the composition of the combined starter culture.
Консистенция один из определяющих показателей качества сметаны. Структурно-механические свойства кисломолочных сгустков обусловлены коллоидным состоянием мицелл казеинаткальцийфосфатного комплекса, денатурацией сывороточных белков, дисперсностью и физическим состоянием жировой эмульсии, синтезом естественных стабилизаторов микроорганизмами закваски.Consistency is one of the determining indicators of the quality of sour cream. The structural and mechanical properties of sour milk clots are due to the colloidal state of casein-calcium phosphate complex micelles, the denaturation of whey proteins, the dispersion and physical state of the fat emulsion, and the synthesis of natural stabilizers by starter microorganisms.
Накапливаемые в процессе сквашивания полисахариды соединяются с белками молока, образуя углеводно-белковые комплексы, повышая гидрофильность сгустка, и оказывают положительное влияние на консистенцию сметаны. Поэтому при отборе культур для комбинированной закваски необходимо изучить степень продуцирования полисахаридов исследуемыми штаммами. Результаты представлены в таблице 1.The polysaccharides accumulated during fermentation combine with milk proteins, forming carbohydrate-protein complexes, increasing the hydrophilicity of the clot, and have a positive effect on the consistency of sour cream. Therefore, when selecting cultures for combined starter culture, it is necessary to study the degree of polysaccharide production by the studied strains. The results are presented in table 1.
Как видно из представленных данных наиболее большую способность к продуцированию экзополисахаридов обнаружили штаммы Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii AC-2503, Bifidobacterium bifidum 83 и Lactococcus lactis subspecies cremoris 244.As can be seen from the data presented, the strains of Propionibacterium freudenreichii subsp found the greatest ability to produce exopolysaccharides. shermanii AC-2503, Bifidobacterium bifidum 8 3 and Lactococcus lactis subspecies cremoris 24 4 .
Согласно современным представлениям роль естественных стабилизаторов выполняют экзополисахариды, плотность и влагоудерживающая способность сгустков, а значит консистенция продукта в определенной степени обусловлена способностью бактерий закваски вырабатывать экзополисахариды. Микробные полисахариды представлены широким спектром полимеров, самых различных по составу, строению, типу связей.According to modern concepts, the role of natural stabilizers is played by exopolysaccharides, density and water-holding ability of clots, which means the consistency of the product is to a certain extent determined by the ability of the starter bacteria to produce exopolysaccharides. Microbial polysaccharides are represented by a wide range of polymers, the most diverse in composition, structure, type of bonds.
Для получения готовых продуктов с заданными показателями качества необходимо использовать стартовые культуры со стабильным комплексом характеристик.To obtain finished products with specified quality indicators, it is necessary to use starter cultures with a stable set of characteristics.
На начальном этапе исследований был изучен биотехнологический потенциал разных штаммов Lactococcus lactis subspecies Cremoris. Результаты представлены в таблице 2.At the initial stage of research, the biotechnological potential of various strains of Lactococcus lactis subspecies Cremoris was studied. The results are presented in table 2.
Из данных таблицы 2 видно, что штаммы L. Cremoris обладают выраженной биохимической активностью. Закваски характеризуются хорошими органолептическими показателями. Выявлена устойчивость исследуемых культур к различным концентрациям желчи, хлорида натрия и фенолу. Изучаемые штаммы относятся к высокоадгезивным, максимальную способность к адгезивному процессу проявил штамм L.cremoris 244, который обладает и наиболее высоким экзополисахаридным потенциалом.From the data of table 2 shows that the strains of L. Cremoris have a pronounced biochemical activity. Ferments are characterized by good organoleptic characteristics. The resistance of the studied cultures to various concentrations of bile, sodium chloride and phenol was revealed. The studied strains are highly adhesive; the strain L. cremoris 24 4 , which also has the highest exopolysaccharide potential, showed the maximum ability for the adhesive process.
В следующей серии опытов был изучен биотехнологический потенциал бифидобактерий и пропионовокислых бактерий. Результаты представлены в таблицах 3 и 4.In the next series of experiments, the biotechnological potential of bifidobacteria and propionic acid bacteria was studied. The results are presented in tables 3 and 4.
Из данных таблицы 3 следует, что все штаммы пропионовокислых бактерий обладают высокой биохимической активностью, о чем свидетельствует быстрая ферментация молока и максимальное количество жизнеспособных клеток 109-10 кое/см3. Исследуемые культуры проявили устойчивость к высокой концентрации желчи, хлорида натрия и развивались в среде с низким значением рН, что указывает на высокую выживаемость данных культур в желудочно-кишечном тракте человека. Следует отметить, что наиболее высоким биотехнологическим потенциалом обладает Р. shermanii AC-2503.From the data of table 3 it follows that all strains of propionic acid bacteria have high biochemical activity, as evidenced by the rapid fermentation of milk and the maximum number of
Биотехнологический потенциал бифидобактерий представлен в таблице 4.The biotechnological potential of bifidobacteria is presented in table 4.
Анализ полученных результатов показал, что изученные штаммы бифидобактерий обладают достаточно высокой биохимической активностью, о чем свидетельствует быстрая ферментация молока и значительное количество жизнеспособных клеток в заквасках - 109 кое/см3. Закваски на основе активизированных культур бифидобактерий характеризуются хорошими органолептическими показателями. Отмечено,что штамм В. bifidum 83 при сквашивании образует более плотный сгусток в сравнении с В. longum DK-100.An analysis of the results showed that the studied strains of bifidobacteria have a fairly high biochemical activity, as evidenced by the rapid fermentation of milk and a significant number of viable cells in the starter cultures - 10 9 cfu / cm 3 . Ferments based on activated cultures of bifidobacteria are characterized by good organoleptic characteristics. It was noted that
На основании проведенных исследований для создания консорциума пробиотических микроорганизмов были выбраны штаммы Bifidobacterium bifidum 83, Lactococcus lactis subspecies cremoris 244 и Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii AC-2503, обладающие высоким экзополисахаридным и биотехнологическим потенциалом.Based on the studies, strains of Bifidobacterium bifidum 8 3 , Lactococcus lactis subspecies cremoris 24 4 and Propionibacterium freudenreichii subsp were selected to create a consortium of probiotic microorganisms. shermanii AC-2503 with high exopolysaccharide and biotechnological potential.
При создании консорциума бифидо-, лакто- и пропионовокислых бактерий необходимо подобрать такие оптимальные параметры культивирования, при которых будет наблюдаться взаимное стимулирование, сбалансированный рост и стабильное равновесие выбранных культур, а также сохранение производственно-ценных свойств каждого представителя микробной ассоциации.When creating a consortium of bifidobacteria, lacto- and propionic acid bacteria, it is necessary to select the optimal cultivation parameters at which mutual stimulation, balanced growth and stable equilibrium of the selected cultures, as well as preservation of the production-valuable properties of each representative of the microbial association, are observed.
Сложность составления консорциума заквасочных культур в данном случае заключается в том, что культуры, составляющие конструкцию закваски, нуждаются в различных температурных оптимумах и обладают неодинаковым темпом размножения. Учитывая различные оптимальные температуры развития L. cremoris 244 - 25-27°С, пропионовокислых бактерий - 30°С, бифидобактерий - 36-38°С, необходимо было подобрать условия для совместного культивирования данных микроорганизмов в симбиотической закваске.The difficulty in compiling a consortium of starter cultures in this case lies in the fact that the cultures that make up the starter culture need different temperature optima and have an uneven reproduction rate. Considering the various optimal development temperatures of L. cremoris 24 4 - 25-27 ° С, propionic acid bacteria - 30 ° С, bifidobacteria - 36-38 ° С, it was necessary to select the conditions for the joint cultivation of these microorganisms in a symbiotic sourdough.
При выборе штаммов учитывали стабильность технологических и функциональных свойств, таких как органолептические свойства, способность к накоплению биомассы, способность к образованию вязких сгустков посредством синтеза экзополисахаридов, а также соответствие критериям, предъявляемым к пробиотическим микроорганизмам.When choosing strains, the stability of technological and functional properties, such as organoleptic properties, the ability to accumulate biomass, the ability to form viscous clots through the synthesis of exopolysaccharides, and also the compliance with the criteria for probiotic microorganisms, were taken into account.
Культуры L. cremoris, бифидобактерий и пропионовокислых бактерий культивировали при 30°С, 35°C, 37°С (см. фиг.1).Cultures of L. cremoris, bifidobacteria and propionic acid bacteria were cultured at 30 ° C, 35 ° C, 37 ° C (see figure 1).
Как видно из фиг.1 при промежуточной температуре 35°C значения удельных скоростей роста изучаемых микроорганизмов приближаются, следовательно, при такой температуре будет наблюдаться равномерное развитие подобранных штаммов в ассоциации.As can be seen from figure 1 at an intermediate temperature of 35 ° C, the values of the specific growth rates of the studied microorganisms approach, therefore, at this temperature there will be a uniform development of the selected strains in the association.
Оптимальное соотношение микроорганизмов в консорциуме выбирали с учетом сбалансированного роста культур и органолептических показателей сгустков. Полученные результаты отражены в таблице 5.The optimal ratio of microorganisms in the consortium was chosen taking into account the balanced growth of cultures and organoleptic indicators of clots. The results are shown in table 5.
Данные таблицы 5 свидетельствуют, что сбалансированный рост всех микроорганизмов наблюдается при соотношении В.Bifidum 83 : L.Cremoris 244 : P.Shermanii AC-2503, равном 40:30:30. При этом сгусток характеризуется однородной в меру вязкой консистенцией и высокими органолептическими показателями. О хорошей сочетаемости и прочных симбиотических отношениях свидетельствует высокая плотность популяций культур, которая гарантирует стабильность микробного консорциума.The data in table 5 indicate that a balanced growth of all microorganisms is observed with a ratio of B. Bifidum 8 3 : L. Cremoris 244: P. Shermanii AC-2503, equal to 40:30:30. In this case, the clot is characterized by a moderately viscous consistency and high organoleptic characteristics. Good compatibility and strong symbiotic relationships are evidenced by the high density of crop populations, which guarantees the stability of the microbial consortium.
Подобранные условия культивирования консорциума пробиотических микроорганизмов обеспечивают высокую биохимическую активность и хорошие органолептические показатели комбинированной закваски.The selected cultivation conditions for a consortium of probiotic microorganisms provide high biochemical activity and good organoleptic characteristics of the combined starter culture.
Закваски являются основополагающим фактором качества в производстве сметаны. Именно закваски придают продукту большинство характерных особенностей - вязкость, структуру сгустка, консистенцию, аромат, а также определяют стабильность качественных показателей при хранении.Sourdough is a fundamental quality factor in the production of sour cream. It is the starter cultures that give the product the most characteristic features - viscosity, clot structure, texture, flavor, and also determine the stability of quality indicators during storage.
Структура и консистенция кисломолочных продуктов в значительной степени зависят от способности заквасочных культур продуцировать внеклеточные полисахариды.The structure and consistency of fermented milk products largely depend on the ability of starter cultures to produce extracellular polysaccharides.
Согласно литературным данным, синтез и качественный состав экзометаболитов бактерий зависят от условий культивирования. Известно, что при культивировании Bifidobacterium longum В379М и Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii штамм KM 186 на питательной среде с добавлением селенита натрия повышается вязкость культуральной жидкости и увеличивается концентрация экзополисахаридов (RU №2333655, A23C 9/12, A23L 1/304, C12N 1/18, 20.09.2008 г.). Что касается лактококков, то такая информация в литературе отсутствует. Кроме того, установлено, что синтез биологически активных веществ зависит от видовой и штаммовой принадлежности.According to published data, the synthesis and qualitative composition of bacterial exometabolites depend on cultivation conditions. It is known that during the cultivation of Bifidobacterium longum B379M and Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii strain KM 186 on a nutrient medium with the addition of sodium selenite increases the viscosity of the culture fluid and increases the concentration of exopolysaccharides (RU No. 23333655,
Поэтому на следующем этапе было изучено влияние различных доз селенита натрия на биосинтез экзополисахаридов (ЭПС) пробиотическими микроорганизмами. Результаты исследований представлены на фиг.2.Therefore, at the next stage, the effect of various doses of sodium selenite on the biosynthesis of exopolysaccharides (EPS) by probiotic microorganisms was studied. The research results are presented in figure 2.
Как видно из данных, представленных на фиг.2, добавление селенита натрия в питательную среду стимулирует синтез экзополисахаридов. Наибольший прирост экзополисахаридов наблюдается в интервале концентраций селенита натрия от 30 до 50 мкг/мл. Дальнейшее увеличение концентрации селенита более 50 мкг/мл не приводит к значительному повышению экзополисахаридов. Интересным является тот факт, что повышение концентрации селенита натрия в питательной среде не приводит к задержке роста микроорганизмов, и количество жизнеспособных клеток в конце культивирования составляет (1010-1011) кое/см3. Это свидетельствует о высокой устойчивости микроорганизмов к селениту натрия. Устойчивость к селену бактерий может быть обусловлена наличием ассоциированных с клетками полисахаридов, препятствующих проникновению селена в клетки, которые затем высвобождаются в среду. Из литературных источников известно о защитных биологических функциях ЭПС микроорганизмов, которые играют главную защитную роль, поскольку действуют гораздо быстрее по сравнению с индуцибельными системами защиты.As can be seen from the data presented in figure 2, the addition of sodium selenite to the nutrient medium stimulates the synthesis of exopolysaccharides. The greatest increase in exopolysaccharides is observed in the range of sodium selenite concentrations from 30 to 50 μg / ml. A further increase in selenite concentration of more than 50 μg / ml does not lead to a significant increase in exopolysaccharides. An interesting fact is that an increase in the concentration of sodium selenite in the nutrient medium does not inhibit the growth of microorganisms, and the number of viable cells at the end of cultivation is (10 10 -10 11 ) cfu / cm 3 . This indicates a high resistance of microorganisms to sodium selenite. Resistance to bacteria selenium may be due to the presence of polysaccharides associated with cells that prevent the entry of selenium into cells, which are then released into the medium. From the literature it is known about the protective biological functions of the EPS of microorganisms, which play a major protective role, since they act much faster compared to inducible defense systems.
В результате проведенных исследований выбрана оптимальная доза селенита натрия 30-50 мкг/мл, обеспечивающая высокое количество экзополисахаридов и активный рост микроорганизмов.As a result of the studies, the optimal dose of sodium selenite of 30-50 μg / ml was selected, which ensures a high amount of exopolysaccharides and active growth of microorganisms.
В дальнейших исследованиях изучали рост биомассы и синтез ЭПС при совместном культивировании В. Bifidum 83, L. Cremoris 244, и Р. Shermanii AC-2503, взятых в соотношении 40:30:30 на питательной среде с добавлением селенита натрия в количестве 30 мкг/мл. Результаты исследований представлены на фиг.3 и 4.Further studies examined the growth of biomass and the synthesis of EPS during co-cultivation of
Как видно из данных, представленных на фиг.3, синтез экзополисахаридов культурами комбинированной закваски начинается на ранних стадиях роста и продолжается в течение всего периода культивирования. Максимальное количество экзополисахаридов отмечено в стационарной фазе роста и составляет 39,6 мкг/мл.As can be seen from the data presented in figure 3, the synthesis of exopolysaccharides by cultures of combined starter culture begins in the early stages of growth and continues throughout the cultivation period. The maximum amount of exopolysaccharides was observed in the stationary phase of growth and amounts to 39.6 μg / ml.
При совместном культивировании культур В. Bifidum 83, L.Cremoris 244 и Р. Shermanii AC-2503 на питательной среде с селенитом натрия отмечен сбалансированный рост микроорганизмов и количество жизнеспособных клеток через 20 часов культивирования составляет (1010-1011) кое/см3 (фиг.4).When co-culturing cultures of
Следует отметить, что экзополисахариды играют важную роль в формировании симбиотических систем. Так, данные, имеющиеся в литературе,свидетельствуют о том, что узнавание и первичные контакты симбионтов происходят благодаря взаимодействию полисахаридов клеточной поверхности бактерий, которые обеспечивают высокую адаптационную, физиологическую устойчивость клеток микроорганизмов.It should be noted that exopolysaccharides play an important role in the formation of symbiotic systems. Thus, the data available in the literature indicate that the recognition and primary contacts of symbionts occur due to the interaction of polysaccharides of the bacterial cell surface, which provide high adaptive, physiological resistance of microorganism cells.
При исследовании морфологии микроорганизмов при различных концентрациях селенита натрия было отмечено, что с увеличением селенита натрия наблюдается скопление клеток (когезия). Такая же динамика характерна и при культивировании консорциума микроорганизмов (фиг.5).When studying the morphology of microorganisms at various concentrations of sodium selenite, it was noted that with an increase in sodium selenite, an accumulation of cells (cohesion) is observed. The same dynamics is characteristic during cultivation of a consortium of microorganisms (figure 5).
Данные, представленные на фиг.5, свидетельствуют, что при совместном культивировании микроорганизмов на среде с селенитом натрия образуются микроколонии, что обеспечивает высокую выживаемость при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды. Вероятно, в условиях межклеточных контактов посредством агрегации клетки поддерживают свою жизнедеятельность.The data presented in Fig. 5 indicate that, when microorganisms are co-cultured in an environment with sodium selenite, microcolonies are formed, which ensures high survival when exposed to adverse environmental factors. Probably, in the conditions of intercellular contacts, by means of aggregation, the cells maintain their vital activity.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что введение в состав питательной среды селенита натрия позволяет повысить синтез экзополисахаридов и усилить симбиотические взаимоотношения между пробиотическими бактериями, что повышает производственно-ценные свойства консорциума.Thus, as a result of the studies, it was found that the introduction of sodium selenite into the nutrient medium allows one to increase the synthesis of exopolysaccharides and strengthen the symbiotic relationships between probiotic bacteria, which increases the production-valuable properties of the consortium.
Для определения дозы внесения замороженного бактериального концентрата при выработке сметаны была проведена серия опытов по исследованию биохимической активности концентрата. В результате установлено, что один флакон, содержащий 5 мл (5 единиц активности) закваски прямого внесения, способен ферментировать 200 кг сливок за (12-14) ч при температуре 35°С. Замороженный бактериальный концентрат был применен для ферментации сливок.To determine the dose of frozen bacterial concentrate during the production of sour cream, a series of experiments was conducted to study the biochemical activity of the concentrate. As a result, it was found that one bottle containing 5 ml (5 activity units) of direct starter culture is capable of fermenting 200 kg of cream in (12-14) hours at a temperature of 35 ° C. Frozen bacterial concentrate was used to ferment cream.
Сметана характеризуется хорошими органолептическими показателями и содержит высокое количество жизнеспособных клеток пробиотических бактерий. Сметана относится к структурированным дисперсным системам. Характерной особенностью сметаны является то, что ее вязкостные свойства претерпевают значительные изменения не только при изменении температуры продукта, но и при изменении градиента скорости сдвига, который имеет место при различных видах механического воздействия на продукт.Sour cream is characterized by good organoleptic characteristics and contains a high number of viable cells of probiotic bacteria. Sour cream refers to structured dispersed systems. A characteristic feature of sour cream is that its viscous properties undergo significant changes not only with a change in the temperature of the product, but also with a change in the shear rate gradient that occurs with various types of mechanical impact on the product.
Исследования эффективной вязкости разрушенной структуры опытного образца сметаны были проведены на ротационном вискозиметре при температуре 20°С. В качестве контрольного образца использовали сметану, ферментированную бактериальным концентратом без добавления селенита натрия. Результаты представлены на фиг.6.Studies of the effective viscosity of the destroyed structure of the experimental sample of sour cream were carried out on a rotational viscometer at a temperature of 20 ° C. Sour cream fermented with a bacterial concentrate without the addition of sodium selenite was used as a control sample. The results are presented in Fig.6.
Как видно из данных фиг.6, вязкость опытного образца сметаны на 15% выше, чем в контрольном образце. При увеличении скорости вращения шпинделя и механического воздействия наблюдается снижение эффективной вязкости. В опытном образце сметаны потери вязкости составляют 60,27, в контрольном - 73,87%.As can be seen from the data of Fig.6, the viscosity of the experimental sample of sour cream is 15% higher than in the control sample. With increasing spindle speed and mechanical stress, a decrease in effective viscosity is observed. In the experimental sample of sour cream, the viscosity loss is 60.27, in the control - 73.87%.
Таким образом, структура опытного образца сметаны более устойчива к механическому воздействию, поэтому консистенция продукта будет в меньшей степени подвержена воздействию технологических факторов.Thus, the structure of the prototype of sour cream is more resistant to mechanical stress, so the consistency of the product will be less affected by technological factors.
Стойкость пищевого продукта при хранении является показателем высокого качества. Сохранение органолептических показателей, биологической и пищевой ценности в течение определенного периода времени обеспечивает функциональную эффективность пробиотического продукта и его конкурентоспособность. При хранении продуктов, содержащих значительное количество жира, происходит изменение липидов с образованием веществ, снижающих пищевую ценность и диетические качества. Это необходимо учитывать при определении сроков годности сметаны.The shelf life of a food product is an indicator of high quality. Preservation of organoleptic characteristics, biological and nutritional value over a certain period of time ensures the functional effectiveness of the probiotic product and its competitiveness. When storing foods containing a significant amount of fat, lipids change with the formation of substances that reduce nutritional value and dietary quality. This must be taken into account when determining the expiration dates of sour cream.
Поэтому в следующей серии опытов были исследованы изменения качественных характеристик сметаны при хранении. Образцы сметаны 15%-ной жирности хранили при температуре (4±2)°С. Как известно, превращение молочного жира в основном происходит в результате ферментативного гидролиза и окисления под действием кислорода воздуха. Для определения интенсивности этих процессов в исследуемых образцах были определены значения кислотного и перекисного числа. Результаты представлены на фиг.7 и 8.Therefore, in the next series of experiments, changes in the quality characteristics of sour cream during storage were investigated. Samples of sour cream of 15% fat were stored at a temperature of (4 ± 2) ° С. As you know, the conversion of milk fat mainly occurs as a result of enzymatic hydrolysis and oxidation under the influence of atmospheric oxygen. To determine the intensity of these processes in the studied samples, the values of acid and peroxide numbers were determined. The results are presented in Fig.7 and 8.
Как видно из данных фиг.7, в контрольном образце отмечена более высокая скорость образования свободных жирных кислот и перекисей. Значения кислотного числа на начальном этапе в образцах различаются незначительно, так как вначале происходит накопление свободных жирных кислот, формирующих вкус и аромат сметаны. Усиление гидролиза с дальнейшим повышением концентрации свободных жирных кислот приводит к окислению освободившихся ненасыщенных жирных кислот кислородом воздуха с образованием кетонов и альдегидов, ухудшающих органолептические показатели продукта.As can be seen from the data of Fig.7, in the control sample noted a higher rate of formation of free fatty acids and peroxides. The values of the acid number at the initial stage in the samples differ slightly, since at first there is an accumulation of free fatty acids that form the taste and aroma of sour cream. Increased hydrolysis with a further increase in the concentration of free fatty acids leads to the oxidation of the liberated unsaturated fatty acids with atmospheric oxygen with the formation of ketones and aldehydes, which worsen the organoleptic characteristics of the product.
Значения перекисного числа в опытном образце ниже, чем в контрольном (см. фиг.8). Это можно объяснить тем, что в опытном образце сметаны сохраняется высокое количество жизнеспособных клеток микроорганизмов закваски, обладающих собственным механизмом антиокислительной защиты посредством синтеза ферментов и антиоксидантными свойствами остаточного количества селена. Комплексное воздействие этих факторов приводит к снижению скорости окислительных процессов в опытном образце сметаны.The peroxide value in the prototype is lower than in the control (see Fig. 8). This can be explained by the fact that in the experimental sample of sour cream, a high number of viable cells of starter microorganisms is preserved, which have their own antioxidant defense mechanism through the synthesis of enzymes and antioxidant properties of the residual amount of selenium. The combined effect of these factors leads to a decrease in the rate of oxidative processes in the experimental sample of sour cream.
Совокупность полученных данных свидетельствует, что сметана, выработанная с использованием бактериального концентрата, обладает хорошими органолептическими, реологическими показателями, высоким экзополисахаридным потенциалом и характеризуется повышенной стойкостью при хранении.The totality of the data obtained indicates that sour cream produced using a bacterial concentrate has good organoleptic, rheological characteristics, high exopolysaccharide potential and is characterized by increased storage stability.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is as follows.
Для приготовления питательной среды молочную сыворотку осветляют, вносят ростовые компоненты и 30-50 мкг/мл селенита натрия, стерилизуют, охлаждают, вносят 5% инокулята консорциума микроорганизмов, состоящего из Bifidobacterium bifidum 83, Lactococcus lactis subspecies cremoris 244, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii AC-2503, взятых в соотношении 40:30:30, наращивают биомассу в течение 20-22 часов в условиях периодического культивирования при однократной нейтрализации среды через 10 часов для поддержания рН на оптимальном уровне раствором углекислого натрия. Затем бактериальную массу отделяют от культуральной жидкости путем центрифугирования. Полученную суспензию клеток смешивают с защитной средой в соотношении 1:1, разливают во флаконы по 5 мл, замораживают при температуре минус 25°С, затем флаконы укупоривают стерильными пробками и закатывают металлическими колпачками. Замороженный концентрат хранят до 8 месяцев при температуре минус 18°С.To prepare a nutrient medium, whey is clarified, growth components are added and 30-50 μg / ml sodium selenite is added, sterilized, cooled, 5% of the inoculum of a microorganism consortium consisting of
Примеры, подтверждающие возможность осуществления изобретения.Examples confirming the possibility of carrying out the invention.
Пример 1. Для приготовления питательной среды молочную сыворотку осветляют, вносят ростовые компоненты и 30 мкг/мл селенита натрия, стерилизуют, охлаждают до 35°С, вносят 3% инокулята консорциума микроорганизмов, состоящего из В. bifidum 83, L.cremoris 244, Р. shermanii AC-2503, взятых в соотношении 40:30:30, наращивают биомассу в течение 20 часов в условиях периодического культивирования при однократной нейтрализации среды через 10 часов для поддержания рН на оптимальном уровне раствором углекислого натрия. Затем бактериальную массу отделяют от культуральной жидкости путем центрифугирования. Полученную суспензию клеток смешивают с защитной средой в соотношении 1:1, разливают во флаконы по 5 мл, замораживают при температуре минус 25°С, затем флаконы укупоривают стерильными пробками и закатывают металлическими колпачками. Замороженный концентрат хранят до 8 месяцев при температуре минус 18°С.Example 1. To prepare a nutrient medium, whey is clarified, growth components are added and 30 μg / ml sodium selenite is sterilized, cooled to 35 ° C, 3% of the inoculum of a consortium of microorganisms consisting of
Пример 2. Для приготовления питательной среды молочную сыворотку осветляют, вносят ростовые компоненты и 50 мкг/мл селенита натрия, стерилизуют, охлаждают до 35°С, вносят 5% инокулята консорциума микроорганизмов, состоящего из В. bifidum 83, L.cremoris 244, P. shermanii AC-2503, взятых в соотношении 40:30:30, наращивают биомассу в течение 22 часов в условиях периодического культивирования при однократной нейтрализации среды через 10 часов для поддержания рН на оптимальном уровне раствором углекислого натрия. Затем бактериальную массу отделяют от культуральной жидкости путем центрифугирования. Полученную суспензию клеток смешивают с защитной средой в соотношении 1:1, разливают во флаконы по 5 мл, замораживают при температуре минус 25°С, затем флаконы укупоривают стерильными пробками и закатывают металлическими колпачками. Замороженный концентрат хранят до 8 месяцев при температуре минус 18°С.Example 2. To prepare a nutrient medium, whey is clarified, growth components are added and 50 μg / ml sodium selenite is sterilized, cooled to 35 ° C, 5% of the inoculum of a consortium of microorganisms consisting of
Пример 3. Для приготовления сметаны сливки нормализуют до массовой доли жира 15%, затем пастеризуют при температуре 95°С с выдержкой 5-10 мин, гомогенизируют при давлении 8-12 МПа, охлаждают до температуры 35°С, заквашивают замороженным бактериальным концентратом из расчета 5 ед. активности (5 см3) на 200 л сливок, перемешивают в течение 10-15 мин и оставляют для сквашивания для образования сгустка кислотностью 55-60°Т. Продолжительность сквашивания составляет 10-12 часов. После сквашивания продукт охлаждают до 15-20°С, перемешивают, упаковывают, направляют на охлаждение и созревание, хранение при t=(4±2)°C не более 10 суток.Example 3. For the preparation of sour cream, the cream is normalized to a mass fraction of fat of 15%, then pasteurized at a temperature of 95 ° C for 5-10 minutes, homogenized at a pressure of 8-12 MPa, cooled to a temperature of 35 ° C, fermented with a frozen bacterial concentrate based 5 units activity (5 cm 3 ) per 200 l of cream, stirred for 10-15 minutes and left to ripen to form a clot with an acidity of 55-60 ° T. Duration of ripening is 10-12 hours. After ripening, the product is cooled to 15-20 ° C, stirred, packaged, sent for cooling and ripening, storage at t = (4 ± 2) ° C for no more than 10 days.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132696/10A RU2544052C2 (en) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Method for production of bacterial concentrate of probiotic microorganisms consortium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013132696/10A RU2544052C2 (en) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Method for production of bacterial concentrate of probiotic microorganisms consortium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013132696A RU2013132696A (en) | 2015-01-20 |
RU2544052C2 true RU2544052C2 (en) | 2015-03-10 |
Family
ID=53280822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013132696/10A RU2544052C2 (en) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Method for production of bacterial concentrate of probiotic microorganisms consortium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2544052C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795965C1 (en) * | 2021-12-15 | 2023-05-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Method for manufacturing encapsulated form of a probiotic food supplement |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2120762C1 (en) * | 1998-02-19 | 1998-10-27 | Анисимова Таисия Ивановна | Method of preparing a liquid or dry bacterial ferment for fermented-milk foodstuffs production |
RU2218795C2 (en) * | 2001-07-31 | 2003-12-20 | Омский государственный аграрный университет | Sour cream production method |
RU2332019C1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-08-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина" | Method of production of cultured milk foods |
RU2333655C2 (en) * | 2006-07-26 | 2008-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Method for obtaining selenium-containing biologically active additive |
RU2372782C1 (en) * | 2008-04-18 | 2009-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Method for production of frozen concentrated leaven based on symbiosis of probiotical bacteria |
-
2013
- 2013-07-15 RU RU2013132696/10A patent/RU2544052C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2120762C1 (en) * | 1998-02-19 | 1998-10-27 | Анисимова Таисия Ивановна | Method of preparing a liquid or dry bacterial ferment for fermented-milk foodstuffs production |
RU2218795C2 (en) * | 2001-07-31 | 2003-12-20 | Омский государственный аграрный университет | Sour cream production method |
RU2333655C2 (en) * | 2006-07-26 | 2008-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Method for obtaining selenium-containing biologically active additive |
RU2332019C1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-08-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина" | Method of production of cultured milk foods |
RU2372782C1 (en) * | 2008-04-18 | 2009-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Method for production of frozen concentrated leaven based on symbiosis of probiotical bacteria |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795965C1 (en) * | 2021-12-15 | 2023-05-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Method for manufacturing encapsulated form of a probiotic food supplement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013132696A (en) | 2015-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Champagne et al. | Challenges in the addition of probiotic cultures to foods | |
CN104146061B (en) | Low-temperature fermented milk as well as raw material composition and preparation method thereof | |
JP6506688B2 (en) | Fermented milk with suppressed acidity rise and method for producing the same | |
CN106061275B (en) | Acidity rises the acidified milk being inhibited by and its manufacturing method | |
Ranadheera et al. | Co-culturing of probiotics influences the microbial and physico-chemical properties but not sensory quality of fermented dairy drink made from goats’ milk | |
JP6317251B2 (en) | Fermented milk with suppressed increase in acidity and method for producing the same | |
Dinkçi et al. | An innovative approach: cow/oat milk based kefir | |
Riazi et al. | Effect of honey and starter culture on growth, acidification, sensory properties and bifidobacteria cell counts in fermented skimmed milk | |
MX2011003858A (en) | Method for obtaining a mixture of probiotics, nutrient prebiotics having synergistic symbiotic action. | |
Pimentel et al. | Health benefits and technological effects of Lacticaseibacillus casei-01: An overview of the scientific literature | |
Pereira et al. | Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium sp. in co-culture improve sensory acceptance of potentially probiotic petit-suisse cheese | |
Moghadam et al. | Optimization of conjugated linoleic acid production by Bifidobacterium animalis subsp. Lactis and its application in fermented milk | |
EA006326B1 (en) | Method for producing a food product, food product and barm for producing said variants (variants) | |
RU2544052C2 (en) | Method for production of bacterial concentrate of probiotic microorganisms consortium | |
Shah et al. | Cultured milk and yogurt | |
RU2608498C2 (en) | Method for production of sour cream butter with probiotic properties | |
Petrova et al. | Traditional Bulgarian dairy products: ethnic foods with health benefits. Microorganisms. 2021; 9 (3): 480 | |
Baglio et al. | The modern yoghurt: introduction to fermentative processes | |
Bakry et al. | Mini-review on functional characteristics of viili and manufacturing process | |
RU2604782C1 (en) | Production method for curd product | |
JP4248993B2 (en) | Method for producing pasteurized fermented milk having stringing viscosity | |
JP3993322B2 (en) | Lactic acid bacteria growth promoter and use thereof | |
RU2548813C1 (en) | Whey beverage production method (versions) | |
RU2185436C2 (en) | Bacterium consortium for fermented-milk foodstuffs preparing | |
JP2019010073A (en) | Thawing method of frozen lactic acid bacterium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170716 |