Спосіб одержання бактеріального препарату прямого внесення для сметани

Спосіб одержання бактеріального препарату прямого внесення для сметани, який передбачає приготування ростового середовища на основі гідролізату знежиреного молока з додаванням нативного молока та стимуляторів росту, внесення Винахід відноситься до біотехнології і може бути використаний у молочній промисловості при виробництві кисломолочних продуктів. Відомо спосіб одержання ліофілізованого бактеріального концентрату мезофільних молочнокислих стрептококів для виробництва кисломолочних продуктів, який дозволяє підвищити вихід та активність концентрату завдяки використанню у складі ростового середовища 0,5-0,8% амінокислотно-вітамінного комплексу АМІВІТ, а у складі захисного середовища - хлориду натрію, желатину, фітину та апілака (Ас. СРСР № 1159949, C12N1/04, А23С9/12, 1982). Недоліком цього способу можна вважати високу собівартість компонентів, необхідних для одержання концентрату, та складність приготування ростового та захисного середовищ. Відомо також спосіб одержання закваски "Истринская" для сметани, сиру кисломолочного, молочних напоїв та молочнобілкових концентратів (Патент RU № 2052940, А23С9/12, 1996). Спосіб передбачає вивільнення мезофільних та ароматоутворюючих стрептококів природного симбіозу кефірних грибків від термофільних та мезофільних молочнокислих паличок, стрептобактерій, оцтовокислих бактерій та дріжджів шляхом послідовного інкубування грибкового зливу у молоці. Передбачено 3-6 етапів терміном від 16 до 18 годин з різною температурою на кожному етапі. Спо посівного матеріалу, культивування, відокремлення біомаси, змішування її з захисним середовищем, заморожування і сушіння, який відрізняється тим, що у живильне середовище додатково вносять нативне молоко, кукурудзяний екстракт та лактозу, внесення посівного матеріалу проводять у 2 етапи спочатку вносять мезофільні лактококи, а через 6-7 годин культивування термофільні стрептококи, що забезпечує чисельне співвідношення при культивуванні між кислото- та ароматоутворюючими групами мезофільних лактококів і термофільними стрептококами 4,0 : 3,5 . 2,5, біомасу змішують із захисним середовищем, яке містить 22% сухої речовини, у співвідношенні сіб забезпечує одержання закваски з високою стійкістю до антибіотиків та інших інгібуючих речовин і гарантованими властивостями щодо згортання молока. Але у цьому способі трудомістка багатостадійна процедура одержання закваски. Існує спосіб одержання бактеріального концентрату для сквашування молока при виробництві маргарину. Для інокулювання ростового середовища використовують в'язкі штами мезофільних стрептококів з підвищеною здатністю до утворення діацетилу В момент заквашування та в стадії активного росту клітин до ростового середовища вносять спиртовий екстракт соняшникового лушпиння у кількості 0,3-0,5%. Захисним середовищем є 16% водний розчин сухого знежиреного молока з двозаміщеним фосфорнокислим натрієм (1%). При цьому співвідношення біомаси та захисного середовища встановлюють 1:3-1:5. Спосіб дозволяє одержувати сухий концентрат з титром клітин 5 1 0 і 1 КУО/г (Ас. СРСР № 1510350*. C12N1/20, А23С9/12,1987). Недоліком цього способу є висока енергоємність технології цього процесу. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб виробництва бактеріального концентрату "Дніпрянський-2" для сметани та кисломолочних напоїв (Концентрат бактериальный сухой "Днепрянский-2", ТУ У 46.39.088-96) - прототип. ДО до < 39535 ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО способу в ростове середовище на основі освітленої сироватки, те містить пдролізоване молоко (5%), цитрат натрію (1%) сірчанокислий марганець (0,016%) та солі фосфорної кислоти, вносять інокулят молочнокислих та оцтовокислих бактерій Накопичення біомаси проводять 12-14 год при температурі 30°С, біомасу відокремлюють від культуральної рідини і змішують із захисним середовищем у співвідношенні 1 1 Захисне середовище готується на пдролізованому молоці і містить сахаоозу (10%), цитрат натрію (1%) та гліцерин (2%) Суспензію заморожують та ліофільно висушують Однак застосування одержаного за відомим способом концентрату передабчає його активізацію та приготування пересадкових заквасок Багатостадійнють процесу вироблення продукту підвищує вірогідність його вторинної контамінаци, а наявність оцтовокислих бактерій у складі мікрофлори концентрату призводить до погіршення якості готового продукту за рахунок перекисання та надвірного слизоутворєння, особливо у літній період Завданням винаходу, що пропонується, є забезпечення високого рівня реактивацн бактеріального препарату для сметани, більш тривалого термину зберігання люфілізоеаного препарату та інтенсифікації технологічного процесу виробництва сметани при його використанні Це досягається тим, що, згідно з винаходом, одержання бактеріального препарату передбачає приготування живильного середовища, внесення постного матеріалу, що містить мезофільні та термофільні штами лактобактерій, культивування, відокремлення біомаси, змішування й з захисним середовищем, заморожування і сушіння При цьому як живильне середовище застосовують пдролізоване протосубтіліном відновлене знежирене молоко з додаванням нативного молока, кукурудзяного ехстракту, лактози та стимуляторів росту, а як посівний матеріал використовують відібрані за здатністю до кислотоутворення, ароматоутворення та синтезу в'язких полімерів ш т ами мезофільних лактококів і термофільних стрептококів, які вносять у 2 етапи Це забезпечує необхідне чисельне співвідношення при культивуванні між кислото- та ароматутворюючими групами мезофільиих лактококів і термофільними стрептококами 4 0 3.5 2,5 Як захисне середовище використовують водний розчин сахарози (16%) і тризаміщеного лимоннокислого натрію (6%) Змішування бюмаем із захисним середовищем ведуть у співвідношенні 1,0(1,5-2,0) До складу мікрофлори препарату введено культури мезофільних молочнокислих бактерій Lactococcus lactss ssp lact»s штам 1103, Lactococcus lactis ssp cremons штам 1218, які характеризуються високою активністю згортання молока та помірним кислетоутвореннчм, Lactococcus iactis ssp diacetiiact's штам 1313 з високим рівнем ароматоутворвнья та сполучення в'язкого штаму Streptococcus saiivanus ssp thermopMus 1220 та невязкого штаму Streptococcus sa!ivanus ssp thermopfrius 2136 що утворюють при розвитку в молоці гомогенний згусток щільної, в'язкої консистенці"» Забезпечення високої якості цільового продукту досягається певним співвідношенням чи сельності у бактеріальному препараті кислотоутворюючих мезофільних лактококів (не більше 40%), ароматоутворюючих бактерій (у межах 35%) та термофільних стрептококів (не менше, ніж 25% від загальної КІЛЬКОСТІ КЛІТИН) Ростове середовище для накопичення бактеріальної маси складене з урахуванням живильних потреб кожного з компонентів бактеріального препарату інтенсифікації розвитку молочнокислих бактерій сприяють гідролізат молока, який містить легко засвоювані небілкові азотисті сполуки, кукурудзяний екстракт що є фактором росту, додаткова КІЛЬКІСТЬ лактози та мікроелементи магній та марганець Розвиток термофільних стрептококів стимулюється наявністю у ростовому середовищі нативного молочного білка, а ароматутворюючих лактококів - цитрату натрія Внесення посівного матеріалу у 2 етапи спочатку мезофільні лактококи, а через 6-7 годин культивування термофільні стрептококи, - дозволяє одержати клітини всіх видів бактерій, що знаходяться у логарифмічній фаз! росту і мають найвищий рівень фізюлого-бюхімічних процесів Це сприяє більш швидкій реактивацн лактобактерій після висушування Одержана при культивуванні бактеріальна масз змішується із захисним середовищем, що містить збільшену КІЛЬКІСТЬ сухо» речовини (22%), у співвідношенні 1,0(1,5-2 0) При цьому підвищується здатність молочнокислих бактерій до виживання під час сублімаційного сушіння - КІЛЬКІСТЬ життєздатних клітин в бактеріальному препараті після реактивацн складає 97-99% від початкового. Сухий препарат вироблений за запропонованим способом, відрізняється підвищеною здатністю до зберігання Спосіб здійснюється таким чином Для приготування ростового середовища сухе знежирене молоко в КІЛЬКОСТІ 30 г на 1 дм 3 розчиняють у водопровідній воді встановлюють активну кислотність (6 8±0 2) од рН, підігрівають до температури 55°С вносять 0,02% ферментного препарату протосубтілін ТЗХ та видержують при цій іемпературі 2,5-3 0 години До гідролізату молок© додають кукурудзяний екстракт (0,25%), цитрат натрію (0,5%), ерчанокислий магній (0,05%) та сірчанокислий марганець (0,02%) Стерилізують середовище при температурі (121і2)°С протягом (30,0±1 0) хвилин Активна кислотність ростового середовища після стерилізації повинна бути (6,7±0,2) од рН Середовище охолоджують до (34,0±0 5)°С та вносять 1% стерильного знежиреного молока Культури молочнокислих мікроорганізмів готують окремо кожний штам в 10% стерильному знежиреному молоці з посівною дозою кожного 0,5% Нарощування ведуть при температурі 30°С для мезофілів та 37°С для термофілів до утворення згустка, після чого використовують для інокулювання ростового середовища Спочатку вносять інокулят мезофільних молочнокислих бактерій у КІЛЬКОСТІ 3% при співвідношенні між штамами шт 1218 шт 1103 шт 1 3 1 3 - 2 0,5 0,5 Культивують мікроорганізми протягом 6-7 год при температурі 34°С потім вносять інокулят термофільних стрептококів у кількості 2% (СПІВВІД 39535 ношення між штамами 1:1). Одночасно до ростового середовища додають 2% лактози. Продовжують культивування протягом 6,5-7,0 годич. Накопичення біомаси проводять з періодичною або безпосередньою нейтралізацією культурального середовища 25% розчином аміаку до активної кислотності (6,5+0,2) од. рН. При періодичній нейтралізації перше розкислення проводять через 3 години, потім через кожні 1,52,0 години. Наприкінці культивування між кислото- та ароматутворюючими лактококами і термофільними сгрептококами встановлюється співвідношення 4,0:3,5:2,5. Після закінчення процесу культуральну рідину охолоджують до температури (12±2)°С. Біомасу відокремлюють від культуральної рідини на суперцентрифузі та змішують із захисним середовищем у співвідношенні 1,0(1,5-2,0). Захисним середовищем є водний розчин, який містить 16% сахарози та 6% цитрату натрію. Суспензію клітин розливають в стерильні кювети шаром 5-7 мм, заморожують в морозильній шафі при температурі мінус (35±5)°С протягом 14-18 годин, а потім висушують у сублімаційній сушарці з початковою температурою процесу мінус (25±2)°С та кінцевою - плюс (30±2)°С протягом 16-20 годин. Вихід біомаси - (2,0±0,2) кг, а сухого препарату - (1,2±0,1) кг з кожних 100 л культурального середовища Сухий концентрат подрібнюють у порошок та фасують у флакони або пакети. В 1 г ліофілізованого препарату міститься більше, ніж 1.Q-101' КУО молочнокислих бактерій. Препарат має високу здатність до реактивації, при його використанні не потрібна стадія активізації'. Стабільність властивостей концентрату зберігається тривалий час та визначається температурою зберігання - 6 місяців при 6-8°С і 12 місяців при мінус 18°С. Приклади здійснення способу. Приклад 1. Для приготування основи ростового середовища 3 кг сухого знежиреного молока розчиняють у 100 л підігрітої до температури 40°С водопровідної води. 20 г протосубтіліна ГЗХ завчасно активізують у 1 л водопровідної води ЗО хвилин при 25°С, потім вносять у підігріте до температури 55°С відновлене молоко Гідроліз ведуть протягом З годин. У 100 л пдролізованого молока вносять (кг) цитрат натрію - 1, кукурудзяний екстракт 0,25, магній сірчанокислий - 0,05 та марганець сірчанокислий - 0,02. Середовище стерилізують при температурі 121 °С протягом 0,5 години, потім охолоджують до 34°С. Вносять 1% стерильного відновленого знежиреного молока. Активну кислотність ростового середовища встановлюють 6.7 од. рН. Культури молочнокислих мікроорганізмів готують окремо кожний штам на -10% стерильному знежиреному молоці з посівною дозою кожного 0,5%. Нарощування ведуть при температурі 30°С для мезофілів та 37°С для термофілів до утворення згустка, після чого використовують для інокулювання ростового середовища В ростове середовище вносять інокулят мезофільних лактококів у кількості 3% від маси ростового середовища з об'ємною часткою для кожної культури. шт 1218 :шт. 1103 :шт 1313-2.0,5:0,5 Культивування мікроорганізмів проводять протягом 6 год при температурі 34°С з періодичною нейтралізацією культурально» рідини 25% розчину аміаку до активної кислотності 6,5 од. рН. Першу нейтралізацію проводять через 3 години, далі - через кожні 1,5-2,0 години. Через 6 годин культивування вносять по 1% інокупяту кожного з штамів термофільних стрептококів. Одночасно разом з термофілами до ростового середовища додають 2% лактози. Перед центрифугуванням чисельне співвідношення між кислото- та ароматутворюючими лактококами і термофільними стрептококами у культуральній рідині складає 4,0.3,5 2,5. Після закінчення процесу культивування рідину охолоджують до температури 12°С, біомасу відокремлюють від культуральної рідини на суперцентрифузі і змішують із стерильним захисним середовищем у співвідношенні 1:2 по масі. 1 л захисного середовища містить 160 г сахарози та 60 г цитрату натрію, решта - вода. Одержану суспензію розливають у стерильн! кювети шаром у 6-7 см, заморожують при температурі мінус 35°С протягом 14 годин та висушують у сублімаційній сушарці з початковою температурою процесу мінус 25°С та кінцевою плюс 30°С протягом 20 годин. Вихід біомаси становить 2,1 кг, а сухого препарату - 1,2 и Чисельність лактобактерій у 1 г сухого препарату складає 1,210 11 КУО молочнокислих бактерій Препарат не потребує активізації. Сухий концентрат подрібнюють у порошок та фасують у флакони або пакети. При внесенні препарату у кількості 1 г у 1 л стерилізованого молока термін сквашування дорівнює 7 годин. Титрована кислотність через 3 години дорівнює 30°Т. Препарат у кількості 1 г згортує 1000 л молока за 13,5 годіш, а 5 г препарату - за 12 годин. При цьому кислотність згуотка становить 72Т. Продукт має щільний, в'язкий згусток, приємний сметанний аромат та смак. Приклад 2. Спосіб здійснюють аналогічно прикладу 1 за винятком того, що інокулят термофільних стрептококів вносять разом з інокулятом мезофільних лактококів. При цьому через 13 годин культивування співвідношення між кислото- та ароматутворюючими лактококами і термофільними стрептококами становить 5,2:2,9:1,9. Зменшення відносної чисельності ароматоутворюючих та термофільних лактобактерій відбивається на якості кінцевого продукту погіршуються органолептичні показники та консистенція сметани. Зі 100 л ростового середовища одержують 1,7 кг біомаси, після висушування - 0,95 кг препарату. Чисельність лактобактерій у 1 г сухого препарату складає 1,0 10 1 1 КУО молочнокислих бактерій. Препарат не потребує активізації перед використанням. 39535 Препарат згортає молоко за 7 годин при внесенні його у кількості 1 г у 1 л стерилізованого молока, титрована кислотність через 3 години дорівнює 32°Т. Приклад 3. Спосіб здійснюють аналогічно прикладу 1, але у складі ростового середовища відсутні нативне молоко та лактоза, але міститься підвищена кількість кукурудзяного екстракту (2%). Інокулят вносять у ростове середовище одностадійно в кількості 5%. Співвідношення між кислото- та ароматутворюючими лактококами і термофільними стрептококами через 13 годин культивування складає 4.8:3,6:1,6. Вихід біомаси становить 1,2 кг, а сухого препарату - 0,75 кг. В 1 г ліофілізованого препарату міститься 9-Ю10 КУО молочнокислих бактерій. При використанні препарат потребує активізації впродовж 2,0-2,5 годин. 1 г препарату згортає молоко за 8 годин при внесенні його у 1 л стерилізованого молока, при цьому титрована кислотність через 3 години дорівнює 25°Т. Порівняльна характеристика бактеріальних препаратів, виготовлених за відомим та заявленим способами, подана у таблиці 1. Характеристика продуктів, що одержані з використанням відомого та заявленого препарату, представлена у таблиці 2. Продукт, одержаний з використанням запропонованого препарату, має щільну, в'язку консистенцію, згусток рівний, блискучий, смак ароматний, сметанний. Кислотність продукту нижча, а рівень ароматичних сполук (діацетилу) вищий, ніж при використанні бакконцентрату "Дніпрянський". Таким чином, винахід дозволяє одержати ліофілізований бактеріальний препарат молочнокислих бактерій для сметани, який здатний до швидкої реактивації та подовженого терміну зберігання. Таблиця 1 Характеристика бактеріальних препаратів, які вироблені за запропонованим та відомим способами За відомим За За За За Показники способом запропонованим Прикладом Прикладом прикладом способом 1 2 3 Загальна чисельність молочнокислих бактерій, КУО/г 1.0x1011 1.1хЮ11 1.2хЮ11 1.0x1011 9.0x1010 Активність: Кислотність через 3 год. (1 г/л), °Т Термін сквашування мо35 ЗО ЗО 32 25 лока (1 г/л), год. Термін зберігання, міс. 7 7 7 • 8 6 6-8°С 6 18°С 3 6 6 6 — Необхідність стадії акти12 12 12 12 візації при виготовленні Потрібна. Не потрібна Не потрібна Не потрібна Потрібна, продукту 3-3.5 год. 2.0-2.5 год. Таблиця 2 Характеристика продукту (сметана, 20% жирн.), виробленого з використанням заявленого препарату прямого внесення та відомого "Дніпрянський-2" Показники 3 використанням відомого _ 3 використанням заявленого Мопокозгортуюча активність при внесенні концентрату (год.) — 1 г в 1000 л 13,5 — 1 г в 2000 л 15.0 — 5 г в 1000 л 12,0 Кислотність згустка при сквашуванні, *Т 85 ±5 70 ±5 Гранична кислотність, ^Т 90±5 102±5 Ступінь ароматоутворення за лужною пробою, хв. 12 15 Органолептика Згусток в'язкий, тягучий, смак чис- Згусток плотний, смак приємний, ароматний, сметанний тий, кисломолочний Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03