Спосіб консервування біомаси заквашувальних культур

Реферат: Винахід належить до біотехнології і стосується способу консервування біомаси заквашувальних культур, що передбачає змішування біомаси з захисним середовищем в два етапи: з рідкою фракцією захисного середовища - розчином 20-25 % сахарози, 1-3 % желатину і 2-5 % сухого знежиреного молока у співвідношенні 1:(2-3), та сухою фракцією - кристалічною лактозою, яку додають до отриманої суспензії у кількості 20-40 %. UA 112353 C2 (12) UA 112353 C2 UA 112353 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до біотехнології і стосується виробництва сухих заквашувальних культур для ферментованих молочних та м'ясних продуктів. Відомо спосіб отримання сухої біомаси заквашувальних мікроорганізмів, який базується на застосуванні ліофільного сушіння [Нежута А.А., Токарик Э.Ф., Самойленко А.Я. и др. Теоретические и практические основы технологи сублимационного высушивания биопрепаратов. - Курск, 2002. - 211 с.]. Цей спосіб для захисту клітин мікроорганізмів від згубної дії заморожування та сублімації передбачає застосування спеціальних захисних середовищ, які повинні забезпечити не тільки високий ступінь виживання клітин, а швидку їх реактивацію зі збереженням метаболічної активності. Захисні середовища, які застосовують у виробництві заквашувальних культур підбираються з урахуванням біологічних особливостей мікрофлори, що входить до їх складу, та містять різноманітні вуглеводи, знежирене молоко, желатин, натрій цитриновокислий, мінеральні солі тощо, Найуживанішим захисним середовищем є сахарозожелатозне середовище [Патент України № 51006, 7 C12N 1/20, А23С 9/12; Патент України № 98914, С2,]. Такі захисні середовища зберігають 70-97 % мікрофлори, проте вони не здатні забезпечити належну розчинність готової заквашувальної культури, що особливо важливо для заквашувальних препаратів прямого внесення. Існує спосіб отримання сухої ліофілізованої біомаси лакто- і біфідобактерій [Патент Російської Федерації № 2272837 C12N 1/20, А61К 35/74 А23С 9/12], що передбачає використання захисного середовища, яке містить знежирене молоко та нативний дріжджовий автолізат у співвідношенні 1:(0,5-1,0). Захисне середовище додається у кількості 20-40 % від об'єму бактеріальної суспензії. Недоліком згаданого захисного середовища є невисокий рівень виживання клітин бактерій 50-60 % та необхідність приготування нативного дріжджового автолізату, що істотно ускладнює технологічний процес. Відомо спосіб отримання комплексного препарату молочнокислих [Патент Російської Федерації № 22067114, А61К 35/74], за яким біомасу змішують зі захисним середовищем наступного складу (мас. %): сахароза 25-30, желатин 2-3, сухе знежирене молоко 3-5, глутамат натрію - 5-1 та здійснюють сушіння у дві стадії. На першій стадії проводять контактно-сорбційне зневоднення цільового продукту охолодженим до мінус 8-10 °С оксидом алюмінію, на другій досушування у замкнутому об'ємі за температури 0-5 °С упродовж 18-20 год. Недоліком цього способу є низький рівень захисту життєздатності культур мікроорганізмів та збільшення кількості технологічних операцій, що подовжує виробничий процес та вимагає додаткових матеріальних та людських витрат. Найближчим до способу, що заявляється, є спосіб одержання бактеріального препарату «Лакмік» для виробництва м'ясних продуктів [Патент України № 74726, C12N 1/20, A23L 1/31] прототип. Відповідно до цього способу біомасу лактобацил та мікрококів видів Lactobacillus casei subsp. casei, L. rhamnosus, L. plantarum та Micrococcus varians, отриману після відокремлення від культуральної рідини, змішують зі стерильним захисним середовищем, яке містить 10 % сахарози, 5 % натрію цитриновокислого та 5 % сухого знежиреного молока. Отриману у такий спосіб суспензію заморожують за температури мінус 40±2 °С упродовж 16-18 год. і сушать у сублімаційній сушарці ТГ-50 за таких режимів: температура на початку сушіння - мінус 25±2, у кінці - плюс 30±2 °С. Тривалість сушіння 18-20 год. Зазначені режими дозволяють зберегти 98,2 % лактобацил і 98,7 % мікрококів, а також забезпечити розчинність концентрату на рівні сирого осаду. Основним недоліком цього способу є низька розчинність бактеріального препарату. Основна задача винаходу - розроблення способу підвищення розчинності заквашувальних культур для промислового та домашнього використання. У способі консервування біомаси заквашувальних культур, що заявляється, пропонується отримання високорозчинних заквашувальних культур, суть якого полягає у новому підході до складу та застосування захисного середовища для консервування біомаси заквашувальних препаратів ліофілізацією. Поставлена задача вирішується тим, що у способі консервування біомаси заквашувальних культур застосовується комплексне захисне середовище, яке складається із двох частин - рідкої та сухої фракцій. Рідка фракція - це розчин кріопротекторних речовин у такій кількості: 20-25 % сахарози, 1-3 % желатину і 2-5 % сухого знежиреного молока, суха фракція - кристалічна лактоза, яку додають до суспензії у кількості 20-40 %. Фракції додаються до біомаси заквашувальних культур у два етапи - кожна окремо. Перший етап: відділену від культуральної рідини біомасу асептично змішують з рідкою фракцією захисного середовища у співвідношенні біомаса: захисне середовище як 1:(2-3). Другий етап: до отриманої суспензії додають суху кристалічну лактозу у кількості 20-40 % від кількості суспензії, ретельно перемішують. Змішування на обох етапах ведуть асептично. Операції заморожування та сублімації отриманої 1 UA 112353 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 суміші ведуть за режимів, які вибирають з урахуванням біологічних особливостей мікрофлори заквашувального препарату. Приклад 1. Спосіб консервування біомаси заквашувальних культур Біомасу заквашувальної культури, яка що містить Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii bulgaricus і Lactobacillus acidophilus після культивування відокремили від культуральної рідини центрифугуванням. Перший етап: біомасу змішували, з дотриманням правил асептики, у співвідношенні 1:2 із рідкою фракцією захисного середовища. Рідку фракцію захисного середовища готували з 3 3 окремих стерильних розчинів із розрахунку на 1 дм : 200 г сахарози, розчиненої в 300 см дистильованої води і стерилізованої за 105±1 °С упродовж 15±1 хв; 20 г желатину, 3 стерилізованого 132±1 °С упродовж 2 год. і 50 г сухого знежиреного молока, 500 см водопровідної води, стерилізованої за 121±1 °С упродовж 30±1 хв. Другий етап: до отриманої суспензії додавали суху стерильну кристалічну лактозу 40 % до загальної маси суспензії та ретельно перемішували. Отриману суміш розливали у стерильні кювети шаром не вище 5 мм, заморожували за температури мінус 40±1 С упродовж 16-17 год. і сушили у сублімаційній сушарці ТГ-50 до кінцевої температури 25-30 °С до масової частки вологи не більше 5 %; тривалість сушіння 1719 год. Сухий бактеріальний концентрат в асептичних умовах подрібнювали у порошок та 11 фасували. Одержаний бактеріальний концентрат в 1 г містить 3·10 КУО; індекс розчинності 3 0,30 см сирого осаду. Приклад 2. Спосіб консервування біомаси заквашувальних культур. Виконували приклад 2 аналогічно прикладу 1. За відмінності, використовували біомасу грибкової кефірної закваски, яка містить комплекс молочнокислих, бактерій та дріжджів. Отриману суміш розливали у стерильні кювети шаром не вище 5 мм, заморожували за температури мінус 35±5 С упродовж 14-18 год. і сушили у сублімаційній сушарці ТГ-50 до кінцевої температури 28-32 °С упродовж 16-20 год. до масової частки вологи не більше 5 %. Сухий бактеріальний концентрат в асептичних умовах подрібнювали у порошок та 10 5 фасували. В 1 г сухого бактеріального концентрату міститься 7·10 КУО лактобактерій та 2·10 3 КУО дріжджів; індекс розчинності - 0,35 см сирого осаду. Приклад 3. Спосіб консервування біомаси заквашувальних культур. Виконували приклад 3 аналогічно прикладу 1. За відмінності, використовували біомасу закваски, яка містить комплекс молочнокислих, пропіоновокислих та біфідобактерій. Сухий бактеріальний концентрат в асептичних умовах подрібнювали у порошок та 11 фасували. В 1 г сухого бактеріального концентрату міститься (КУО): біфідобактерій 2·10 , 10 9 3 молочнокислих бактерій 5·10 та 1·10 пропіоновокислих бактерій; індекс розчинності - 0,40 см сирого осаду. Порівняльна характеристика біомаси заквашувальних культур, отриманих за прототипом та способом, що заявляється подана у таблиці. Таким чином, застосування запропонованого способу консервування біомаси заквашувальних культур забезпечує високий рівень виживання мікроорганізмів різних таксономічних груп - в межах 98-99 % від кількості в сирій біомасі і істотно, у 4,5-6,0 разів, підвищує розчинність готового препарату не залежно від складу мікрофлори. Таблиця Порівняльна характеристика біомаси заквашувальних культур, отриманих за прототипом та способом, що заявляється Показник Ступінь виживання мікроорганізмів, % - лактобактерій - біфідобактерій - пропіонокислих - мікрококів - дріжджів Індекс розчинності 3 концентрату, см сирого осаду Прототип Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 98 99 98 99 78 98 99 98 1,80 0,30 0,35 0,40 45 2 UA 112353 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Спосіб консервування біомаси заквашувальних культур, що передбачає змішування біомаси з захисним середовищем, до складу якого входять сахароза і сухе знежирене молоко, який відрізняється тим, що біомасу заквашувальних культур змішують з захисним середовищем в два етапи: на першому етапі до біомаси додають рідку фракцію захисного середовища, яка містить 20-25 % сахарози, 1-3 % желатину і 2-5 % сухого знежиреного молока, у співвідношенні 1:(2-3), на другому етапі до отриманої суспензії додають суху фракцію, яка є кристалічною лактозою, у кількості 20-40 %. 10 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3