RU2788920C2 - Способ получения бактериального концентрата - Google Patents
Способ получения бактериального концентрата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788920C2 RU2788920C2 RU2021117856A RU2021117856A RU2788920C2 RU 2788920 C2 RU2788920 C2 RU 2788920C2 RU 2021117856 A RU2021117856 A RU 2021117856A RU 2021117856 A RU2021117856 A RU 2021117856A RU 2788920 C2 RU2788920 C2 RU 2788920C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- whey
- medium
- inoculum
- lactobacillus sakei
- bacterial
- Prior art date
Links
- 230000001580 bacterial Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 48
- 241000186612 Lactobacillus sakei Species 0.000 claims abstract description 47
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 38
- 239000005862 Whey Substances 0.000 claims abstract description 38
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 30
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 27
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N D-Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 claims abstract description 9
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 claims abstract description 9
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 210000004080 Milk Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001954 sterilising Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L MgCl2 Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K Tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 12
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K Trisodium citrate Chemical class [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 11
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000011778 trisodium citrate Substances 0.000 claims description 11
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 claims description 7
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 7
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 7
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 claims description 7
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 claims description 6
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 claims description 6
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 claims description 6
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Vitamin C Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 6
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 6
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 6
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019798 tripotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 6
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 claims description 5
- 210000002966 Serum Anatomy 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N β-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 238000007792 addition Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002609 media Substances 0.000 description 65
- 235000008504 concentrate Nutrition 0.000 description 32
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 24
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 23
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N propionic acid Chemical compound CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 12
- 239000001963 growth media Substances 0.000 description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 6
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 6
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 6
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N D-sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 5
- GUBGYTABKSRVRQ-UUNJERMWSA-N Lactose Natural products O([C@@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)O[C@@H]1CO)[C@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](CO)O1 GUBGYTABKSRVRQ-UUNJERMWSA-N 0.000 description 5
- CZMRCDWAGMRECN-GDQSFJPYSA-N Sucrose Natural products O([C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](CO)O1)[C@@]1(CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-GDQSFJPYSA-N 0.000 description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 5
- 235000013332 fish product Nutrition 0.000 description 5
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 5
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 5
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000004083 survival Effects 0.000 description 4
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 3
- 239000006872 mrs medium Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 102200141637 FRG2C C12R Human genes 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 235000013622 meat product Nutrition 0.000 description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L Cobalt(II) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-KCDKBNATSA-N D-(+)-Galactose Natural products OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-KCDKBNATSA-N 0.000 description 1
- 229940110715 ENZYMES FOR TREATMENT OF WOUNDS AND ULCERS Drugs 0.000 description 1
- 229940114721 Enzymes FOR DISORDERS OF THE MUSCULO-SKELETAL SYSTEM Drugs 0.000 description 1
- 229940093738 Enzymes for ALIMENTARY TRACT AND METABOLISM Drugs 0.000 description 1
- 229940093915 Gynecological Organic acids Drugs 0.000 description 1
- 240000006024 Lactobacillus plantarum Species 0.000 description 1
- 229940072205 Lactobacillus plantarum Drugs 0.000 description 1
- 235000013965 Lactobacillus plantarum Nutrition 0.000 description 1
- 241000191996 Pediococcus pentosaceus Species 0.000 description 1
- 241000191973 Staphylococcus xylosus Species 0.000 description 1
- 229940029983 VITAMINS Drugs 0.000 description 1
- 229940021016 Vitamin IV solution additives Drugs 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 229940019336 antithrombotic Enzymes Drugs 0.000 description 1
- 230000036983 biotransformation Effects 0.000 description 1
- 230000001488 breeding Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005138 cryopreservation Methods 0.000 description 1
- 235000014048 cultured milk product Nutrition 0.000 description 1
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic Effects 0.000 description 1
- 150000002337 glycosamines Chemical class 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 229940020899 hematological Enzymes Drugs 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014666 liquid concentrate Nutrition 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic Effects 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229940083249 peripheral vasodilators Enzymes Drugs 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000020183 skimmed milk Nutrition 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229930003231 vitamins Natural products 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N α-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен способ получения бактериального концентрата (варианты). Способ включает приготовление питательной среды на основе осветленной молочной сыворотки с добавлением ростовых компонентов, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята, наращивание клеток, центрифугирование, смешивание с защитной средой, розлив, замораживание, сушку, при этом осветленную молочную сыворотку предварительно гидролизуют ферментным препаратом β-галактозидазы количестве 1,5-2 Ед/см3 сыворотки при 37±1°С в течение 1,5-2 ч или добавляют 5 г/дм3 глюкозы, а в качестве инокулята используют молочнокислые бактерии Lactobacillus sakei ВКПМ В-8896 в количестве 3-5%. Изобретения обеспечивают получение бактериального концентрата бактерий вида Lactobacillus sakei, устойчивых к хлориду натрия и обладающих повышенной биохимической активностью. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности, в частности к микробиологии, и может быть использовано для производства пищевых продуктов, обогащенных молочнокислыми бактериями.
Известен способ приготовления сухой бактериальной закваски пропионовокислых бактерий, которая применяется для производства кисломолочного продукта «Целебный». Способ предусматривает последовательный пересев активизированной культуры пропионовокислых бактерий в стерильное обезжиренное молоко с получением первичной и пересадочной лабораторной закваски, нейтрализацию до рН 6,8-7,0, смешивание с защитной средой, розлив, замораживание, высушивание (см. Хамагаева И.С., Качанина Л.М., Тумурова С.М. Биотехнология заквасок пропионовокислых бактерий. Улан-Удэ, 2006. - 172 с.).
Недостатками известного способа являются недостаточно высокая биохимическая активность и опасность загрязнения посторонней микрофлорой при пересевах.
Известен бактериальный препарат, предназначенный для производства ферментированных мясных изделий и биотрансформации мясного сырья. В его состав входят штаммы Lactobacillus sakei ВКПМ В-8936 (LSK-104), Lactobacillus plantarum ВКПМ В-1616 (22/2), Staphylococcus xylosus ВКПМ В-8945 (SPHYX-45), Pediococcus pentosaceus ВКПМ В-8955 (PDA-55). Известно, что штамм Lactobacillus sakei ВКПМ В-8936 (LSK-104) способен расти на MRS-arape с 2-4% хлорида натрия, наблюдается слабый рост на агаре с содержанием хлорида натрия 6-10%. Готовый бактериальный препарат содержит не менее 109 КОЕ (см. Патент RU №2367685, МПК C12N 1/20, опубл. 20.09.2009 г., Бюл. №26).
Недостатком известного способа являются трудоемкость получения и опасность инфицирования посторонней микрофлорой.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ производства бактериального концентрата пропионовокислых бактерий, предусматривающий приготовление питательной среды, содержащей хлористый кобальт, внесение инокулята, наращивание клеток, отделение бактериальной массы от культуральной среды, смешивание ее с защитной средой, розлив, замораживание и сушку. Бактериальный концентрат применяется для биотехнологической обработки сырья животного происхождения (см. Патент RU №2309982, МПК C12N 1/20, А23С 9/12, C12R 1/15, опубл. 10.11.2007 г., Бюл. №31).
Также наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ производства бактериального концентрата молочнокислых бактерий, в котором в качестве питательной среды используют гидролизованную молочную сыворотку (см. Никифорова А.П., Хазагаева С.Н., Хамагаева И.С. Исследование биохимической активности штамма Lactobacillus sakei LSK-104 // Вестник ВСГУТУ. - №4. -2019. - С. 62-68).
Недостатком известных способов является недостаточная устойчивость применяемых микроорганизмов к высоким концентрациям хлорида натрия.
Технической задачей изобретения является получение замороженного и сухого бактериального концентрата.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении замороженного и сухого бактериального концентрата молочнокислых бактерий с высокой биохимической активностью, устойчивостью к хлориду натрия и количеством бактериальных клеток.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения бактериального концентрата, предусматривающем приготовление питательной среды на основе молочной сыворотки, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята, наращивание клеток, центрифугирование, смешивание с защитной средой, розлив, замораживание, сушку, согласно изобретению в качестве инокулята используют молочнокислые бактерии Lactobacillus sakei LSK-45 в количестве 3-5%, обладающие высокой устойчивостью к хлориду натрия, а осветленную молочную сыворотку предварительно гидролизуют ферментным препаратом β-галактозидазы.
Указанный технический результат достигается также тем, что в способе получения бактериального концентрата, предусматривающем приготовление питательной среды на основе молочной сыворотки, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята, наращивание клеток, центрифугирование, смешивание с защитной средой, розлив, замораживание, сушку, согласно изобретению в качестве инокулята используют молочнокислые бактерии Lactobacillus sakei LSK-45 в количестве 3-5%, обладающие высокой устойчивостью к хлориду натрия, а в осветленную молочную сыворотку добавляют глюкозу в количестве 5 г/дм3.
Отличительными признаками заявляемого изобретения являются:
- новые условия культивирования молочнокислых бактерий, а именно использование в качестве инокулята молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45, устойчивых к хлориду натрия;
- применение в качестве основы питательной среды молочной сыворотки, гидролизованной ферментным препаратом β-галактозидаза, при проведении гидролиза лактозы в молочной сыворотке ферментным препаратом β-галактозидаза штамм Lactobacillus sakei LSK-45, не ферментирующие лактозу, способны накапливать биомассу;
- добавление в питательную среду глюкозы в количестве 5 г/дм3.
Большой научный интерес представляет применение стартовых культур молочнокислых бактерий для производства ферментированных рыбных продуктов. Очень перспективными для использования в составе бактериальных препаратов для производства ферментированных продуктов являются бактерии вида Lactobacillus sakei. Известно, что бактерии этого вида являются частью микрофлоры некоторых ферментированных рыбных продуктов, таких как ракфиск, jeotgal и другие.
При производстве мясных и рыбных продуктов обычно применяется хлорид натрия, который оказывает ингибирующее действие на большинство микроорганизмов.
В связи с этим экспериментальные исследования были направлены на изучение устойчивости бактерий Lactobacillus sakei к хлориду натрия. В качестве объектов исследований были выбраны следующие штаммы молочнокислых бактерий из фонда Национального биоресурсного центра - Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (НБЦ ВКПМ) ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (ГосНИИгенетика):
а) штамм Lactobacillus sakei LSK-45 (регистрационный номер В-8896 в коллекции ВКПМ);
б) штамм Lactobacillus sakei DSM 20017 (регистрационный номер В-10905 в коллекции ВКПМ);
Предлагаемый способ получения бактериального концентрата поясняется рисунками, где на фиг. 1 изображено влияние различных концентраций хлорида натрия на рост штамма Lactobacillus sakei LSK-45; на фиг. 2 - влияние различных концентраций хлорида натрия на рост штамма Lactobacillus sakei DSM 20017; на фиг. 3 - динамика накопления биомассы бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 в процессе культивирования на среде на основе гидролизованной сыворотки; на фиг. 4 - динамика накопления биомассы бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 в процессе культивирования на среде на основе сыворотки с добавлением глюкозы.
Данные о количестве жизнеспособных клеток бактерий и сведения о выживаемости бактерий приведены в таблице 1 и на фиг. 1 и 2.
Данные, представленные на фиг. 1, показывают, что с увеличением концентрации хлорида натрия до 6% динамика роста биомассы практически не отличается. При этом количество жизнеспособных клеток во всех образцах составляет 109 КОЕ/см3 (Таблица 1). Дальнейшее повышение концентрации NaCl до 10% приводит к незначительному замедлению накопления биомассы и снижению плотности клеток в популяции Lactobacillus sakei LSK-45 до 108 КОЕ/см3.
В таблице 2 представлены данные о влиянии различных концентраций хлорида натрия на выживаемость бактерий вида Lactobacillus sakei.
Как видно из таблицы 2, выживаемость клеток Lactobacillus sakei LSK-45 при высоких концентрациях хлорида натрия значительно выше выживаемости клеток Lactobacillus sakei DSM20017 и составляет 91,2% при концентрации хлорида натрия 10%.
Что касается штамма Lactobacillus sakei DSM 20017, то при концентрации хлорида натрия в питательной среде, равной 6%, наблюдается резкое снижение активности наращивания биомассы, и в конце культивирования плотность клеток достигает 107 КОЕ/см3 (Таблица 1). Подобная динамика наблюдается при концентрации хлорида натрия 8%. При концентрации соли до 10% отмечается дальнейшее замедление прироста биомассы, о чем свидетельствует снижение плотности клеток в популяции до 106 КОЕ/см3 (См. фиг. 2). Следует отметить значительную гибель клеток Lactobacillus sakei DSM 20017 при высоких концентрациях хлорида натрия. При концентрациях хлорида натрия 6-8% выживает 72,2% клеток Lactobacillus sakei DSM 20017, а при 10%-66,8%.
Из анализа полученных экспериментальных данных следует, что штамм Lactobacillus sakei LSK-45 характеризуется более высокой стойкостью к солевому стрессу в сравнении с Lactobacillus sakei DSM 20017. В связи с этим, он является перспективным для применения в составе бактериальных препаратов для ферментации рыбы.
Дальнейшие экспериментальные исследования были направлены на создание бактериального концентрата с применением штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45.
Молочная сыворотка широко применяется в качестве основы для питательной среды при производстве бактериальных препаратов. Применение сыворотки для культивирования микроорганизмов обусловлено содержащимися в ней углеводами (моно-, олиго- и аминосахарами), минеральными солями, витаминами, органическими кислотами, ферментами и микроэлементами. Углеводы в сыворотке представлены, в основном, лактозой. Выбранный штамм Lactobacillus sakei LSK-45 не способен сбраживать лактозу. В связи с этим, в качестве питательной среды для наращивания биомассы применяют гидролизованную молочную сыворотку. Результатом гидролиза молочной сыворотки с применением фермента β-галактозидазы является расщепление лактозы до глюкозы и галактозы.
Гидролиз сыворотки проводят с применением ферментного препарата β-галактозидазы в количестве 1,5-2 Ед/см3 сыворотки при температуре (37±1)°С в течение 1,5-2 ч. (см. Патент SU №1686718, МПК А23С 9/12, опубл. 20.02.1996 г.). В качестве инокулята применяют культуру молочнокислых бактерий вида Lactobacillus sakei LSK-45, культивирование которой проводят на полужидкой среде MRS в течение 20±4 ч.
На следующем этапе определяют оптимальную дозу внесения инокулята бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 на питательной среде на основе гидролизованной сыворотки (См. фиг. 3). Установлено, что оптимальный рост наблюдается при внесении 3-5% инокулята. При внесении инокулята в количестве 1% накопление биомассы происходит медленнее, а внесение 10% инокулята не приводит к значительному приросту биомассы бактерий.
Представленные данные свидетельствуют о том, что штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 имеет высокую биохимическую активность и способен расти на питательной среде на основе гидролизованной молочной сыворотки.
На следующем этапе экспериментальных исследований изучают рост бактерий на среде на основе молочной сыворотки с добавлением глюкозы. Глюкозу добавляют в следующих концентрациях: 3 г/дм3, 5 г/дм3, 10 г/дм3, 15 г/дм3. Результаты, отражающие рост бактерий на среде с добавлением глюкозы, представлены на фиг. 4.
В результате анализа полученных данных установлено, что при содержании глюкозы в питательной среде, равном 3 г/дм3, оптическая плотность среды меньше, чем при содержании глюкозы 5 г/дм3, что связано с исчерпанием источника энергии. Дальнейшее увеличение концентрации глюкозы в питательной среде незначительно влияет на динамику накопления биомассы бактерий. Таким образом, оптимальной дозой внесения глюкозы в питательную среду является 5 г/дм3.
На следующем этапе определяют оптимальную дозу внесения инокулята Lactobacillus sakei LSK-45. Результаты представлены в таблице 3.
Установлено, что при внесении инокулята в количестве 1% от объема питательной среды наблюдается более медленное накопление биомассы молочнокислых бактерий. При внесении инокулята в количестве 10% значения оптической плотности среды и количество жизнеспособных клеток практически не отличаются от значений, полученных при внесении 3-5% инокулята. Таким образом, оптимальной дозой внесения инокулята является значение 3-5% от объема питательной среды.
Известно, что жидкий бактериальный концентрат не является стойким при хранении. Снижение количества клеток в жидком концентрате обусловлено кислой реакцией среды, высокой влажностью, отсутствием защитных веществ. Повысить срок хранения бакконцентрата можно с применением криоконсервации и высушивания. В связи с этим, на следующем этапе экспериментальных исследований проводят замораживание бактерий. Перед замораживанием питательную среду центрифугируют, полученную суспензию клеток смешивают с защитной средой в соотношении 1:1. Смесь замораживают при температуре минус 18°С. Установлено, что после замораживания количество клеток бактерий составляет 1⋅1011 КОЕ/см3.
Далее полученный замороженный бактериальный концентрат подвергают сублимационной сушке при следующих технологических режимах: начальная температура сушки составляет минус 18°С, досушивание проводят при температуре 37-38°С. В процессе сушки остаточное давление поддерживают на уровне 0,13-1,3 Па. Продолжительность процесса сушки контролируют по остаточной влажности бактериального препарата.
Таким образом, установлено, что замороженный и сухой бактериальные концентраты молочнокислых бактерий вида Lactobacillus sakei LSK-45 обладают высокой биохимической активностью. Способ позволяет получить бактериальный концентрат, который может применяться при производстве рыбных продуктов.
Качественные характеристики бактериального концентрата приведены в таблице 4.
Предлагаемый способ получения бактериального концентрата молочнокислых бактерий вида Lactobacillus sakei LSK-45 осуществляется следующим образом.
Для получения замороженного и сухого бактериальных концентратов бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 применяют среду, в качестве основы которой служит гидролизованная молочная сыворотка. Гидролиз молочной сыворотки проводят с помощью фермента β-галактозидазы при дозе внесения фермента 1,5-2 Ед/см3 при температуре 37±1°С в течение 1,5-2 ч. Для обеспечения нормального роста микроорганизмов в основу питательной среды вносят ростовые компоненты (Хамагаева И.С., Качанина Л.М., Тумурова С.М. Биотехнология заквасок пропионовокислых бактерий. Улан-Удэ, 2006. - 172 с.). Питательную среду стерилизуют при (121±1)°С с выдержкой 30 минут и охлаждают до температуры (37±2)°С В качестве инокулята используют культуру молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 в количестве 3-5%, культивирование которой проводят на полужидкой среде MRS в течение 20±4 ч. Наращивание клеток бактерий проводят в течение 24 ч. Полученную бактериальную массу охлаждают до (4±2)°С, отделяют от культуральной среды, смешивают с защитной средой, разливают по флаконам, замораживают и высушивают сублимационным методом.
Для получения замороженного и сухого бактериальных концентратов бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 применяют среду с добавлением глюкозы в количестве 5 г/дм3. Для обеспечения нормального роста микроорганизмов в основу питательной среды вносят ростовые компоненты (Хамагаева И.С., Качанина Л.М., Тумурова С.М. Биотехнология заквасок пропионовокислых бактерий. Улан-Удэ, 2006. - 172 с.). Питательную среду стерилизуют при (121±1)°С с выдержкой 30 минут и охлаждают до температуры (37±2)°С В качестве инокулята используют культуру молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 в количестве 3-5%, культивирование которой проводят на полужидкой среде MRS в течение 20±4 ч. Наращивание клеток бактерий проводят в течение 24 ч. Полученную бактериальную массу охлаждают до (4±2)°С, отделяют от культуральной среды, смешивают с защитной средой, разливают по флаконам, замораживают и высушивают сублимационным методом.
При получении замороженного и сухого концентратов применяют защитную среду следующего состава: сахароза - 10%, натрий лимоннокислый - 2%, дистиллированная вода - остальное. Защитную среду стерилизуют при температуре (121±1)°С в течение 30 минут, затем среду охлаждают и хранят до использования.
Примеры, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Пример 1
При получении замороженного бактериального концентрата молочнокислых бактерий используют питательную среду на основе гидролизованной молочной сыворотки. Для приготовления питательной среды творожную сыворотку осветляют, устанавливают рН 6,5, гидролизуют с помощью фермента β-галактозидазы при дозе внесения фермента 1,5-2 Ед/см3 при температуре 37±1°С в течение 1,5-2 ч. Готовят питательную среду следующего состава:
Магний хлористый - 0,3 г,
натрий лимоннокислый трехзамещенный - 1 г,
калий фосфорнокислый однозамещенный - 0,5 г,
аскорбиновая кислота - 0,1 г,
пептон - 5 г,
агар-агар - 1,3 г,
гидролизованная сыворотка до 1 л.
рН среды устанавливают равным 6,78.
Готовую среду стерилизуют при (121±1)°С с выдержкой 30 минут и охлаждают до (37±2)°С. Затем в среду вносят инокулят молочнокислых бактерий (штамм Lactobacillus sakei LSK-45) в количестве 3% и наращивают клетки в течение 24 ч. По окончании процесса бактериальную массу охлаждают до 4°С. Затем отделяют клетки от культуральной среды центрифугированием, добавляют защитную среду в соотношении 1:1. В составе среды используют следующие компоненты:
Сахароза - 10%;
Натрий лимоннокислый трехзамещенный - 2%;
Дистиллированная вода - остальное.
Полученную смесь в стерильных условиях разливают в стеклянные флаконы по 2 мл и замораживают при температуре не менее минус 18°С. Флаконы закрывают стерильными пробками и закатывают металлическими колпачками. Замороженный концентрат хранят до 6 месяцев при температуре не менее минус 12°С.
Пример 2
При получении сухого бактериального концентрата молочнокислых бактерий используют питательную среду на основе гидролизованной молочной сыворотки Для приготовления питательной среды творожную сыворотку осветляют, устанавливают рН 6,5, гидролизуют с помощью фермента β-галактозидазы при дозе внесения фермента 1,5-2 Ед/см3 при температуре 37±1°С в течение 1,5-2 ч. Готовят питательную среду следующего состава:
Магний хлористый - 0,3 г,
натрий лимоннокислый трехзамещенный - 1 г,
калий фосфорнокислый однозамещенный - 0,5 г,
аскорбиновая кислота - 0,1 г,
пептон - 5 г,
агар-агар - 1,3 г,
гидролизованная сыворотка до 1 л.
рН среды устанавливают равным 6,78.
Готовую среду стерилизуют при (121±1)°С с выдержкой 30 минут и охлаждают до (37±2)°С. Затем в среду вносят инокулят молочнокислых бактерий (штамм Lactobacillus sakei LSK-45) в количестве 4% и наращивают клетки в течение 24 ч. По окончании процесса бактериальную массу охлаждают до 4°С. Затем отделяют клетки от культуральной среды центрифугированием, добавляют защитную среду в соотношении 1:1. В составе среды используют следующие компоненты:
Сахароза - 10%;
Натрий лимоннокислый трехзамещенный - 2%;
Дистиллированная вода - остальное.
Полученную смесь в стерильных условиях разливают в стеклянные флаконы по 2 мл и замораживают при температуре минус 18°С и высушивают в сублимационной установке в течение 24 ч. Флаконы с концентратом закрывают стерильными пробками и закатывают металлическими колпачками. Сухой бактериальный концентрат хранят до 12 месяцев при температуре не менее минус 12°С.
Пример 3
При получении замороженного бактериального концентрата молочнокислых бактерий используют питательную среду на основе молочной сыворотки с добавлением глюкозы. Для приготовления питательной среды творожную сыворотку осветляют, устанавливают рН 6,5. Готовят питательную среду следующего состава:
Глюкоза - 5 г,
магний хлористый - 0,3 г,
натрий лимоннокислый трехзамещенный - 1 г,
калий фосфорнокислый однозамещенный - 0,5 г,
аскорбиновая кислота - 0,1 г,
пептон - 5 г,
агар-агар - 1,3 г,
гидролизованная сыворотка до 1 л.
рН среды устанавливают равным 6,78.
Готовую среду стерилизуют при (121±1)°С с выдержкой 30 мин и охлаждают до (37±2)°С. Затем в среду вносят инокулят молочнокислых бактерий (штамм Lactobacillus sakei LSK-45) в количестве 5% и наращивают клетки в течение 32 ч. По окончании процесса бактериальную массу охлаждают до 4°С. Затем отделяют клетки от культуральной среды центрифугированием, добавляют защитную среду в соотношении 1:1. В составе среды используют следующие компоненты:
Сахароза - 10%;
Натрий лимоннокислый трехзамещенный - 2%;
Дистиллированная вода - остальное.
Полученную смесь в стерильных условиях разливают в стеклянные флаконы по 2 мл и замораживают при температуре не более минус 18°С. Флаконы закрывают стерильными пробками и закатывают металлическими колпачками. Замороженный концентрат хранят до 6 месяцев при температуре не менее минус 12°С.
Пример 4
При получении сухого бактериального концентрата молочнокислых бактерий используют питательную среду на основе молочной сыворотки с добавлением глюкозы. Для приготовления питательной среды творожную сыворотку осветляют, устанавливают рН 6,5. Готовят питательную среду следующего состава:
Глюкоза - 5 г,
магний хлористый - 0,3 г,
натрий лимоннокислый трехзамещенный - 1 г,
калий фосфорнокислый однозамещенный - 0,5 г,
аскорбиновая кислота - 0,1 г,
пептон - 5 г,
агар-агар - 1,3 г,
гидролизованная сыворотка до 1 л.
рН среды устанавливают равным 6,78.
Готовую среду стерилизуют при (121±1)°С с выдержкой 30 мин и охлаждают до (37±2)°С. Затем в среду вносят инокулят молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 в количестве 3% и наращивают клетки в течение 32 ч. По окончании процесса бактериальную массу охлаждают до 4°С.
Затем отделяют клетки от культуральной среды центрифугированием, добавляют защитную среду в соотношении 1:1. В составе среды используют следующие компоненты:
Сахароза - 10%;
Натрий лимоннокислый трехзамещенный - 2%;
Дистиллированная вода - остальное.
Полученную смесь в стерильных условиях разливают в стеклянные флаконы по 2 мл и замораживают при температуре минус 18°С и высушивают в сублимационной установке в течение 24 ч. Флаконы с концентратом закрывают стерильными пробками и закатывают металлическими колпачками. Сухой бактериальный концентрат хранят до 12 месяцев при температуре не менее минус 12°С.
Предлагаемое изобретение «Способ получения бактериального концентрата» по сравнению с прототипами (см. Патент RU №2309982, МПК C12N 1/20, А23С 9/12, C12R 1/15, опубл. 10.11.2007 г., Бюл. №31, см. Никифорова А.П., Хазагаева С.Н., Хамагаева И.С. Исследование биохимической активности штамма Lactobacillus sakei LSK-104 // Вестник ВСГУТУ. - №4. - 2019. - С. 62-68) обладает следующими преимуществами:
- повышение биохимической активности и количества бактериальных клеток молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45;
- получение замороженного и сухого бактериального концентрата молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45, обладающего высокой устойчивостью к хлориду натрия;
- возможность применения бактериального концентрата для производства ферментированных рыбных продуктов.
Claims (2)
1. Способ получения бактериального концентрата, предусматривающий приготовление питательной среды на основе осветленной молочной сыворотки, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята, наращивание клеток, центрифугирование, смешивание с защитной средой, розлив, замораживание, сушку, отличающийся тем, что в качестве инокулята используют молочнокислые бактерии Lactobacillus sakei ВКПМ В-8896 в количестве 3-5%, обладающие высокой устойчивостью к хлориду натрия, а осветленную молочную сыворотку предварительно гидролизуют ферментным препаратом β-галактозидазы в количестве 1,5-2 Ед/см3 сыворотки при температуре (37±1)°С в течение 1,5-2 ч и в питательную среду добавляют ростовые компоненты следующего состава: магний хлористый - 0,3 г; натрий лимоннокислый трехзамещенный - 1 г; калий фосфорнокислый однозамещенный - 0,5 г; аскорбиновая кислота - 0,1 г; пептон - 5 г; агар-агар - 1,3 г; гидролизованная сыворотка до 1 л; рН среды устанавливают равным 6,78.
2. Способ получения бактериального концентрата, предусматривающий приготовление питательной среды на основе осветленной молочной сыворотки, стерилизацию, охлаждение, внесение инокулята, наращивание клеток, центрифугирование, смешивание с защитной средой, розлив, замораживание, сушку, отличающийся тем, что в качестве инокулята используют молочнокислые бактерии Lactobacillus sakei ВКПМ В-8896 в количестве 3-5%, обладающие высокой устойчивостью к хлориду натрия, а в осветленную молочную сыворотку добавляют глюкозу в количестве 5 г/дм3 и ростовые компоненты следующего состава: магний хлористый - 0,3 г; натрий лимоннокислый трехзамещенный - 1 г; калий фосфорнокислый однозамещенный - 0,5 г; аскорбиновая кислота - 0,1 г; пептон - 5 г; агар-агар - 1,3 г; гидролизованная сыворотка до 1 л; рН среды устанавливают равным 6,78.
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021117856A RU2021117856A (ru) | 2023-01-16 |
| RU2788920C2 true RU2788920C2 (ru) | 2023-01-25 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309982C2 (ru) * | 2005-06-09 | 2007-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Способ получения бактериального концентрата пропионово-кислых бактерий |
| RU2540022C2 (ru) * | 2013-05-06 | 2015-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Способ получения бактериального концентрата бифидобактерий в жидкой форме |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309982C2 (ru) * | 2005-06-09 | 2007-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Способ получения бактериального концентрата пропионово-кислых бактерий |
| RU2540022C2 (ru) * | 2013-05-06 | 2015-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Способ получения бактериального концентрата бифидобактерий в жидкой форме |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НИКИФОРОВА А.П. и др. "Исследование биохимической активности штамма Lactobacillus sakei LSK-104"; ВЕСТНИК ВСГУТУ, 2019, N 4 (75), с.62-68. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110157645B (zh) | 一种唾液乳杆菌y4及其应用 | |
| US20200205417A1 (en) | Microalgae extract for agricultural use | |
| CN113999793B (zh) | 一株发酵特性良好且具有产香功能的植物乳杆菌及其筛选方法 | |
| CN108330083A (zh) | 一株嗜热链球菌及在生产搅拌型酸奶中的应用 | |
| WO2015063282A1 (en) | Use of algae to increase the viable active biomass of lactic acid bacteria | |
| RU2788920C2 (ru) | Способ получения бактериального концентрата | |
| CN115386515B (zh) | 用于改善犊牦牛抗氧化能力和调节肠道菌群的枯草芽孢杆菌及其应用 | |
| JP2008530995A (ja) | 成長培養基をガス処理することによる凍結乾燥微生物の生存度改変方法 | |
| RU2309982C2 (ru) | Способ получения бактериального концентрата пропионово-кислых бактерий | |
| CN116925953A (zh) | 一种臭鳜鱼的发酵方法及其使用的菌种 | |
| RU2646109C1 (ru) | Способ производства консерванта продуктов питания | |
| JP6261664B2 (ja) | 耐酸性、耐胆汁性及び細胞付着能に優れたラクトバシラス・プランタラムｌｌｐ５１９３を有効成分として含む凍結乾燥物 | |
| CN112725183B (zh) | 一种提高益生菌冷冻干燥存活率的方法 | |
| CN115161216A (zh) | 一种新型生物防腐保鲜剂及其应用 | |
| RU2518282C1 (ru) | Питательная среда для глубинного культивирования туляремийного микроба | |
| CN114591860A (zh) | 一种高载乳酸菌肉用直投式发酵剂及其制备方法和应用 | |
| Hidayat et al. | Molecular identification 16S rRNA gene of active proteolytic lactic acid bacteria (LAB) isolated from kelengkeng (Dimocarpus longan) fruit | |
| RU2213779C2 (ru) | Питательная среда для выделения лактобактерий | |
| CN106689676B (zh) | 废弃羽毛发酵产物在制备黑水虻饲料中的应用 | |
| RU2776653C1 (ru) | Способ получения бактериальной закваски | |
| Krivosheeva et al. | The stimulating effect of exometabolites of the marine microalgae Phaeodactylum tricornutum Bohlin on reproduction of Listeria monocytogenes | |
| JP2008017785A (ja) | 食塩含有食品へのγ−アミノ酪酸の富化方法 | |
| Ramadhan et al. | Isolation and selection of proteolytic lactic acid bacteria from colostrum of dairy cattle | |
| WO2014001103A1 (de) | Methode zur herstellung eines eiweisspräparats mit hohem b-vitamingehalt | |
| US20220389476A1 (en) | Animal product-free culture of streptococcus bacteria |