RU2803654C1 - Способ обогащения молока витамином группы в методом ферментации лактобактериями - Google Patents
Способ обогащения молока витамином группы в методом ферментации лактобактериями Download PDFInfo
- Publication number
- RU2803654C1 RU2803654C1 RU2022131144A RU2022131144A RU2803654C1 RU 2803654 C1 RU2803654 C1 RU 2803654C1 RU 2022131144 A RU2022131144 A RU 2022131144A RU 2022131144 A RU2022131144 A RU 2022131144A RU 2803654 C1 RU2803654 C1 RU 2803654C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vitamins
- milk
- vitamin
- fermentation
- content
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в молочной промышленности. Способ обогащения молока витамином группы B – никотиновой кислотой заключается в его ферментации лактобактериями Lactobacillus acidophilus B-2213 или Lactobacillus salivarius B-2214 при дозе вносимого инокулята 5-15% объемных в течение 6-24 часов при температуре 30-40°С. Изобретение позволяет повысить содержание никотиновой кислоты в ферментированном молоке и получить функциональный продукт без внесения дополнительных компонентов. 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в пищевой промышленности для получения ферментированных молочных продуктов с повышенным содержанием микронутриентов - водорастворимых витаминов группы B, обогащение которыми происходит в процессе его естественной ферментации молочнокислыми бактериями in situ.
Витамины группы B - это важные эссенциальные нутриенты, принимающие участие во многих метаболических и регуляторных процессах, протекающих во всех формах клеточной жизни. К водорастворимым витаминам группы B относятся: B1 (тиамин), B2 (рибофлавин), B3 (пантотеновая кислота), B5 (никотиновая кислота), B6 (пиридоксин) и B9 (фолиевая кислота). Они не синтезируются организмом млекопитающих, от чего их поступление в значительной мере зависит от питательности рациона. Рекомендованная суточная норма потребления водорастворимых витаминов группы B с пищей для человека во многом зависит от возраста и исчисляется в мг или мкг. В связи с крайне низкой токсичностью верхний допустимый уровень потребления для витаминов группы B не установлен (Коденцова В. М. Градации уровней потребления витаминов: возможные риски при чрезмерном потреблении // Вопросы питания. 2014. Т. 83. №. 3. С. 41-51). Среди населения Российской Федерации признаки дефицита витаминов группы B и/или недостаточное потребление обнаруживаются и достаточно широко распространены в популяции (Коденцова В. М. и др. Витаминная обеспеченность взрослого населения Российской Федерации: 1987-2017 гг // Вопросы питания. 2018. Т. 87. №. 4. С. 62-68).
Одним из недавно установленных источников витаминов группы B являются микроорганизмы, населяющие желудочно-кишечный тракт (Peterson C. T. et al. B vitamins and their role in immune regulation and cancer // Nutrients. 2020. V. 12(11): 3380). Важным преимуществом микробных витаминов перед пищевыми добавками является их выработка и всасывание в толстом кишечнике, где они могут выполнять различные важные функции и действовать как питательные вещества для хозяина и микробиоты, регуляторы активности популяций иммунных клеток, медиаторы эффективности лекарственных средств, протекторы выживания или приспособленности определенных бактерий, супрессоры колонизации патогенными бактериями (Uebanso T. et al. Functional roles of B vitamins in the gut and gut microbiome // Molecular nutrition & food research. 2020. Vol. 64(18): 2000426). Использование же синтетических витаминов, например фолиевой кислоты, может иметь некоторые неблагоприятные последствия для здоровья человека, такие как маскировка симптомов дефицита витамина B12 и, возможно, возникновение определенных видов рака (Cavalcanti de Albuquerque M. A. et al. Supplementation with fruit and okara soybean by-products and amaranth flour increases the folate production by starter and probiotic cultures // International Journal of Food Microbiology. 2016. Vol. 236. pp. 26-32). Кроме того, синтетические витамины требуют больше времени для метаболизма человеком, чем витамины в их натуральной форме (Cavalcanti de Albuquerque M.A., Moreno de LeBlanc A.D., LeBlanc J.G., & Bedani R. Lactic Acid Bacteria: A Functional Approach (1st ed.). CRC Press. 2020).
Естественными представителями микробиоты кишечника являются бактерии различных видов родов Bifidobacterium и Lactobacillus, которые находят широкое применение в качестве пробиотиков. В настоящее время показано, что некоторые штаммы лакто- и бифидобактерий могут продуцировать семь из восьми витаминов группы B (Uebanso T. et al. Functional roles of B vitamins in the gut and gut microbiome // Molecular nutrition & food research. 2020. Vol. 64(18): 2000426). Применение витаминпродуцирующих лактобактерий, особенно штаммов, синтезирующих рибофлавин и фолиевую кислоту, может применяться в качестве дополнительного лечения у пациентов, страдающих широким спектром воспалительных заболеваний, таких как колит, мукозит и даже рак толстой кишки (LeBlanc J. G. et al. Application of vitamin-producing lactic acid bacteria to treat intestinal inflammatory diseases // Applied microbiology and biotechnology. 2020. Vol. 104 (8). pp. 3331-3337). Биологическая активность витаминов, продуцируемых молочнокислыми бактериями, доказана на животных моделях реверсией дефицита витаминов (Carrizo S. L. et al. Quinoa pasta fermented with lactic acid bacteria prevents nutritional deficiencies in mice // Food Research International. 2020. Vol. 127: 108735).
Витаминпродуцирующие штаммы лактобактерий могут быть использованы для обогащения молока водорастворимыми витаминами группы B. Традиционным способом обогащения пищевых продуктов микронутриентами является добавление химически синтезированных витаминов. Создание ферментированных продуктов с использованием витаминпродуцирующих штаммов лактобактерий является многообещающим подходом. Благодаря разумному выбору видов и штаммов микроорганизмов, а также условий их культивирования, повышение концентрации витаминов может происходить в процессе естественной ферментации in situ, что повышает привлекательность продукта для потребителя из-за дополнительных функциональных свойств и снижает производственные затраты. Для потребителей же увеличение потребления витаминов будет происходить в рамках их обычной диеты с привычным набором продуктов без образования нежелательных побочных эффектов.
Количество водорастворимых витаминов группы B, синтезируемых молочнокислыми бактериями, обычно сильно колеблется и зависит не только от вида или штамма лактобактерий, но также от условий культивирования (Capozzi V. et al. Lactic acid bacteria producing B-group vitamins: a great potential for functional cereals products // Applied Microbiology and Biotechnology. 2012. Vol. 96(6). pp. 1383-1394).
Известен способ производства ферментированного молока путем ферментации симбиотической культуры бифидобактерий и дрожжей (патент CN 103859024), где в качестве сырья используют сырое молоко с добавлением 2-6 % обезжиренного молока, 6-12 % сахарозы, 1-3% глюкозы, 0,01-0,05% витамина C. Основным недостатком изобретения является низкое содержание витаминов группы B в конечном продукте: содержание витамина В1 составляло 4-8 частей на миллион (ppm), содержание витамина B2 - 35-50 частей на миллион (ppm) с необходимостью введения в состав дополнительных компонентов, что повышает производственные затраты.
Известен способ производства кислого молока с высоким содержанием витамина B2 для снижения уровня холестерина (патент CN1596678), где в качестве заквасочных культур используются штаммы Lactobacillus helveticus JCM1004 и Lactococcus lactis subsp. ATCC 15577; Streptococcus thermophilus и/или Bacillus bulgaricus. Основным недостатком способа является использование культур, которые в процессе ферментации молока накапливают только витамин B2 в количестве 0,75-1,10 мкг/мл.
Наиболее близким к заявляемому способу является патент CN111789161 (Preparation method and application of fermented milk rich in vitamin B) (прототип), в котором ферментированное молоко, обогащенное витаминами группы B, получают путем сквашивания смешанной культурой Lactobacillus plantarum Bama06 и Streptococcus thermophilus grx11 в соотношении 2:1 (об./об.) смеси коровьего молока с соевым молоком с добавлением 3,0-5,0 % конопляного масла и 0,1%-0,3% мальтита в течение 8-16 ч при 37°С. Содержание витаминов В2, В5, В6 и фолиевой кислоты в перемешанных кисломолочных продуктах составляло 3,23 мг/л, 8,12 мг/л, 3,01 мг/л и 0,78 мг/л, соответственно. Недостатком изобретения является необходимость введения в состав дополнительных компонентов, таких как соевое молоко, конопляное масло и мальтит, противопоказанием к употреблению которых может быть индивидуальная непереносимость и развитие аллергий. Также в патенте не показано, каким было начальное содержание витаминов группы B в смеси до ферментации.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение содержания витаминов группы B в молоке в процессе естественной ферментации с использованием витаминпродуцирующих молочнокислых бактерий и получение функциональных продуктов без внесения дополнительных компонентов. Польза данных продуктов для здоровья будет усиливаться как за счет обогащения ферментированного молока естественными формами витаминов, так и за счет высокого содержания витаминпродуцирующих лактобактерий, которые могут продуцировать витамины не только в молоке, но, потенциально, и в кишечнике.
Поставленная задача решается путем разработки способа обогащения молока витаминами группы В методом ферментации молока штаммами лактобактерий Lactobacillus acidophilus B-2213 или Lactobacillus salivarius B-2214 при дозе инокулируемой посевной культуры 5 - 20 % объемных в течение 6 - 24 ч при температуре 30-40°С.
Технический результат настоящего изобретения заключается в получении продукта, в котором повышенное содержание витаминов группы B достигается в результате его естественной ферментации штаммом L. acidophilus B-2213 до конечного содержания витаминов группы B: B5 - 31,450 мкг/л, B6 - 0,806 мкг/л, B3 - 4,734 мкг/л или штаммом L. salivarius B-2214 до конечного содержания витаминов B5 - 20,76 и Bс - 12,506 мкг/л.
Достижение технического результата подтверждается примерами.
Пример 1.
Стерильное обезжиренное молоко инокулируют посевной культурой штамма лактобактерий Lactobacillus acidophilus B-2213, которую получают путем центрифугирования ночных культур, выращенных в среде MRS, при 5000 об/мин в течение 5 мин с восстановлением объема стерильным физиологическим раствором, в интервале варьирования дозировки инокулята от 5 до 15 % об., продолжительности ферментации от 6 ч до 24 ч при температуре от 30 до 40°С. Условия эксперимента и результаты оценки накопления витаминов методом капиллярного электрофореза на системе Капель®-105М (Люмэкс, Санкт-Петербург) представлены в таблице 1.
| Таблица 1. Условия варьирования и количественное содержание витаминов группы B в ферментированном и не ферментированном молоке | ||||||
| № | Доза, %об | Продолжительность, ч | Температура, °C | Концентрация B5, мкг/л | Концентрация B6, мкг/л | Концентрация B3, мкг/л |
| 1 | 5 | 6 | 30 | 21,910 | н/о* | н/о |
| 2 | 15 | 6 | 30 | 2,283 | н/о | н/о |
| 3 | 5 | 24 | 30 | 9,801 | н/о | н/о |
| 4 | 15 | 24 | 30 | 18,680 | н/о | н/о |
| 5 | 5 | 6 | 40 | 1,975 | н/о | н/о |
| 6 | 15 | 6 | 40 | 3,865 | н/о | н/о |
| 7 | 5 | 24 | 40 | 16,020 | н/о | н/о |
| 8 | 15 | 24 | 40 | 18,790 | н/о | н/о |
| 9 | 10 | 15 | 35 | 31,450 | 0,806 | 4,734 |
| Не ферментированное молоко | н/о | н/о | н/о | |||
*-не обнаружено.
Штамм Lactobacillus acidophilus B-2213 выделяет и накапливает никотиновую кислоту (таблица 1). При продолжительности ферментации 15 ч, дозировке посевной культуры 10 % и температуре ферментации 35°С также определяются витамины B6 и B3.
При снижении показателей ниже установленных интервалов варьирования витамины группы B в ферментированном молоке не обнаруживаются. Увеличение выбранных показателей и интервалов варьирования приводит к отсутствию роста или снижению концентраций витаминов и численности жизнеспособных клеток штамма L. acidophilus B-2213.
Пример 2.
Стерильное обезжиренное молоко инокулируют посевной культурой штамма лактобактерий Lactobacillus salivarius B-2214, которую получают путем центрифугирования ночных культур, выращенных в среде MRS, при 5000 об/мин в течение 5 мин с восстановлением объема стерильным физиологическим раствором, в интервале варьирования дозировки инокулята от 5 до 15 % об., продолжительности ферментации от 6 ч до 24 ч при температуре от 30 до 40°С. Условия эксперимента и результаты оценки накопления витаминов методом капиллярного электрофореза на системе Капель®-105М (Люмэкс, Санкт-Петербург) представлены в таблице 2.
| Таблица 2. Условия варьирования и количественное содержание витаминов группы B в ферментированном и не ферментированном молоке | |||||
| № | Доза, %об | Продолжительность, ч | Температура, °C | Концентрация B5, мкг/л | Концентрация Bс, мкг/л |
| 1 | 5 | 6 | 30 | 12,56 | н/о* |
| 2 | 15 | 6 | 30 | 12,61 | н/о |
| 3 | 5 | 24 | 30 | 13,43 | н/о |
| 4 | 15 | 24 | 30 | 13,52 | н/о |
| 5 | 5 | 6 | 40 | 14,26 | 5,667 |
| 6 | 15 | 6 | 40 | 14,28 | 8,029 |
| 7 | 5 | 24 | 40 | 16,87 | 7,033 |
| 8 | 15 | 24 | 40 | 15,98 | 6,904 |
| 9 | 10 | 15 | 35 | 20,76 | 12,506 |
| Не ферментированное молоко | н/о | н/о | |||
*-не обнаружено.
Штамм Lactobacillus salivarius B-2214 выделяет и накапливает никотиновую и фолиевую кислоту (таблица 2).
При снижении показателей ниже установленных интервалов варьирования витамины группы B в ферментированном молоке не обнаруживаются. Увеличение выбранных показателей и интервалов варьирования приводит к отсутствию роста или снижению концентраций витаминов, а также численности жизнеспособных клеток штамма L. salivarius B-2214.
Таким образом, штаммы L. acidophilus B-2213 и L. salivarius B-2214 могут быть использованы для обогащения молока водорастворимыми витаминами группы B в процессе его естественной ферментации.
Claims (1)
- Способ обогащения молока витамином группы B – никотиновой кислотой, заключающийся в его ферментации лактобактериями Lactobacillus acidophilus B-2213 или Lactobacillus salivarius B-2214 при дозе вносимого инокулята 5-15% объемных в течение 6-24 часов при температуре 30-40°С.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2803654C1 true RU2803654C1 (ru) | 2023-09-19 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2064268C1 (ru) * | 1993-03-02 | 1996-07-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Экспериментальный центр" | Напиток, способствующий адаптации организма к неблагоприятным условиям (варианты) и бактериальная закваска |
| RU2452187C2 (ru) * | 2010-08-27 | 2012-06-10 | Марина Владимировна Лазько | Кисломолочный газированный продукт "астраханский кумыс" (варианты) |
| CN111789161A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-10-20 | 扬州大学 | 一种富含维生素b发酵乳的制作方法及其应用 |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2064268C1 (ru) * | 1993-03-02 | 1996-07-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Экспериментальный центр" | Напиток, способствующий адаптации организма к неблагоприятным условиям (варианты) и бактериальная закваска |
| RU2452187C2 (ru) * | 2010-08-27 | 2012-06-10 | Марина Владимировна Лазько | Кисломолочный газированный продукт "астраханский кумыс" (варианты) |
| CN111789161A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-10-20 | 扬州大学 | 一种富含维生素b发酵乳的制作方法及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KHROMOVA N.Y. et al. The Combination of In Vitro Assessment of Stress Tolerance Ability, Autoaggregation, and Vitamin B-Producing Ability for New Probiotic Strain Introduction, Microorganisms, Vol.10, N 2, pp.470. * |
| ГОРБАТОВА К.К. и др. Биохимия молока и молочных продуктов, Санкт-Петербург, ГИОРД, 2010, С.67-71. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Beheshtipour et al. | Supplementation of Spirulina platensis and Chlorella vulgaris algae into probiotic fermented milks | |
| Beheshtipour et al. | Effects of Chlorella vulgaris and Arthrospira platensis addition on viability of probiotic bacteria in yogurt and its biochemical properties | |
| Patel et al. | Biosynthesis of vitamins and enzymes in fermented foods by lactic acid bacteria and related genera-A promising approach | |
| Guldas et al. | Influence of Spirulina platensis powder on the microflora of yoghurt and acidophilus milk | |
| CN111728111A (zh) | 一种缓解焦虑或抑郁的益生菌组合物及其应用 | |
| de Caire et al. | Effect of Spirulina platensis biomass on the growth of lactic acid bacteria in milk | |
| CN100455203C (zh) | 包含至少两种能定居在胃肠道中以及具有肠存活特性,肠结合特性,感染保护特性和纤维发酵特性的乳酸菌株的益生菌组合物 | |
| CA2811390C (en) | Method of production of fermented, pro-healthy, cereal beverages | |
| CN115340965A (zh) | 一株副干酪乳酪杆菌pc724及其应用 | |
| CN116814481B (zh) | 一株源自酸马奶的益生副干酪乳酪杆菌pc646及其人工智能筛选方法 | |
| CN112042766A (zh) | 一种壳寡糖益生菌牦牛乳多肽配方奶粉及其制备方法 | |
| Xanthopoulos et al. | Use of a selected multi-strain potential probiotic culture for the manufacture of set-type yogurt from caprine milk | |
| CN116676225A (zh) | 一株具有安神助眠功效的鼠李糖乳杆菌lr-28菌株、发酵产物、嘉眠菌群组合剂及应用 | |
| CN111635875A (zh) | 一种长双歧杆菌cz70及其制备活菌型黑莓果浆的方法 | |
| Rakib et al. | Starter cultures used in the production of probiotic dairy products and their potential applications: A Review | |
| KR101702206B1 (ko) | 유산균발효액을 함유하는 두유푸딩 및 그 제조방법 | |
| RU2803654C1 (ru) | Способ обогащения молока витамином группы в методом ферментации лактобактериями | |
| CN110982731A (zh) | 一株具有益生特性的太空诱变植物乳杆菌st20-71及其应用 | |
| CN116671569A (zh) | 一种活性益生菌抗氧化软糖及其制备方法 | |
| CA2811389A1 (en) | Method of production of fermented, pro-healthy fruit beverages | |
| US10960033B2 (en) | Compositions and methods for increasing or maintaining Faecalibacterium prausnitzii populations | |
| TWI799153B (zh) | 新穎乳酸菌株、及含有新穎乳酸菌株之組成物 | |
| Amjad et al. | Improving the probiotics viability and quality characteristics of yoghurt enriched with barley bran | |
| WO2017047776A1 (ja) | 血中トリプトファン濃度上昇抑制剤 | |
| Kurmindla et al. | Vitamin B12 enriched milk based nutraceutical production using Propionibacterium freudenreichii |