Спосіб одержання бактеріального препарату прямого внесення “актив” для твердих сичужних сирів з низькою температурою другого нагрівання

1 Спосіб одержання бактеріального препарату прямого внесення для твердих сичужних сирів з низькою температурою другого нагрівання, який передбачає приготування поживного середовища на пдролізатно-молочній основі з додаванням кукурудзяного екстракту, натрію лимоннокислого тризаміщеного та сульфату марганцю, внесення посівного матеріалу, що містить мезофільні молочнокислі бактерії Lactococcus lactis ssp diacetilactis та Lactococcus lactis ssp cremons, культивування бактеріальної композиції, відокремлення біомаси, змішування и з захисним середовищем, заморожування і сушіння, який відрізняється тим, що до складу бактеріального препарату із мезофільних молочнокислих бактерій вводять спеціально відібрані за рівнем кислотоутворення, здатністю до протеолізу та накопичення ароматичних речовин, за антагоністичною активністю та СТІЙКІСТЮ до бактеріофагів штами Lactococcus lactis ssp diacetilactis 1MB B-7061, Lactococcus lactis ssp diacetilactis 1MB B-7062, Lactococcus lactis ssp cremons 1MB B-7064 та Lactococcus lactis ssp lactis 1MB B-7063, а також штам молочнокислої палички Lactobacilhum casei ssp casei 1MB B-7017 у співвідношенні 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 кожного штаму Винахід відноситься до біотехнологм і стосується молочної промисловості, а саме, виробництва твердих сичужних сирів Відомо спосіб виробництва твердого сиру з використанням закваски, яка містить культури L lactis, L cremons та L diacetilactis, що передбачає пастеризацію молока, охолодження його до температури заквашування, сквашування шляхом внесення в молочну основу закваски, а також сичужного ферменту та хлориду кальцію, обробку сирного згустку, формування, самопресування при температурі (25 - 30)°С та визрівання сирної маси (Патент RU № 2013063, А23С 19/14, А23С 19/068, 1994) Недоліком цього способу є використання традиційної виробничої закваски, що потребує додаткових операцій, пов'язаних з и приготуванням Це ускладнює технологічний процес за рахунок створення умов для їх проведення, збільшує термін одержання і собівартість готового продукту, не гарантує стабільності його мікробіологічних показ ників Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб одержання бактеріального концентрату "Буковинський", який застосовується при виготовленні сирів з низькою температурою другого нагрівання (ТУ 10 УССР 49-1-86, Концентрат бактериальный "Буковинский") До складу цього концентрату залучено культури мезофільних молочнокислих бактерій L cremons та L diacetilactis, a технологічний процес включає операції нарощування лактобактерій у середовищі на основі відновленої сухої гуманізуючої добавки, пдролізованої протеолітичним ферментом, з додаванням пдролізованого молока, дріжджового автолізату чи кукурудзяного екстракту, натрію лимоннокислого тризаміщеного та мінеральних солей, відокремлювання бактеріальної маси від культуральної рідини та її змішування із захисним середовищем, яке містить 10% сахарози та 5% натрію лимоннокислого тризаміщеного, у співвідношенні 1 1, заморожування, висушування та подрібнення ВІДПОВІДНО 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що до складу поживного середовища додатково вводять 0,5% лактози, 0,2% натрію оцтовокислого однозаміщеного та 0,05% кислоти аскорбінової та підживлюють його на 5-6 годині культивування азотовмісними компонентами 1,0% знежиреного молока та 2,0% пдролізованого молока о ю ю 55091 сухого бактеріального препарату Недоліком способу є те, що при використанні препарату необхідні етапи попередньої активізації бактеріального концентрату в молоці протягом З годин або приготування пересадкових заквасок Це збільшує можливість контамінації сирної маси сторонньою мікрофлорою та забруднення бактеріофагом в ході технологічного процесу, підвищує трудомісткість виробництва та собівартість продукту Крім того, до складу бактеріального концентрату "Буковинський" входять штами мезофільних молочнокислих бактерій, що мають недостатньо високі енергію кислотоутворення та антагоністичну активність до бактерій групи кишкової палички Вони також, характеризуються незначною здатністю до протеолізу, що позначається на якості продукту Завданням винаходу, що пропонується, є створення способу одержання бактеріального препарату прямого внесення для твердих сичужних сирів з низькою температурою другого нагрівання, в якому забезпечується підвищення чисельності життєздатних клітин молочнокислих бактерій та їх активності, покращення органолептичних властивостей готового продукту Поставлене завдання вирішується тим, що у способі одержання бактеріального препарату прямого внесення для твердих сичужних сирів з низькою температурою другого нагрівання, щопередбачає приготування поживного середовища на пдролізатно-молочній основі з додаванням кукурудзяного екстракту, натрію лимоннокислого тризаміщеного та сульфату марганцю, внесення посівного матеріалу, що містить мезофільні молочнокислі бактерії Lactococcm lactis ssp diacetilactis та Lactococcm lactis ssp cremons, культивування бактеріальної композиції, відокремлення біомаси, змішування її з захисним середовищем, заморожування і сушіння, згідно з винаходом до складу бактеріального препарату із мезофільних молочнокислих бактерій вводять спеціально відібрані за рівнем кислотоутворення, здатністю до протеолізу та накопичення ароматичних речовин, за антагоністичною активністю та СТІЙКІСТЮ до бактеріофагів штами Lactococcus lactis ssp diacetilactis 1MB B-706I, Lactococcus lactis ssp diacetilactis 1MB B-7062, Lactococcm lactis ssp cremons 1 MB B-7064 та Lactococcm lactis ssp lactis 1MB B-7063, а також штам молочнокислої палички Lactohacilhum casei ssp casei 1MB B-7017 у співвідношенні 0,5 0,5 , 0,5 0,5 0,3 кожного штаму ВІДПОВІДНО, до складу поживного середовища додатково вводять 0,5% лактози, 0,2% натрію оцтовокислого однозаміщеного та 0,05% кислоти та підживлюють його на 5 - 6 годині культивування азотовмісними компонентами 1,0% знежиреного молока та 2,0% пдролізованого молока До складу композиції бактеріального препарату, що заявляється, вводять мезофільні лактобактерм Lactococcus lactis ssp diacetilactis 1MB B7061,1MB B-7062, Lactococcus lactis ssp lactis 1MB B-7063 та Lactococcus lactis ssp cremons 1MB B7064, які відібрані за показниками, важливими для вироблення сиру, а саме фагостійкістю, антагоністичними властивостями по відношенню до бакте рій групи кишкової палички, енергією кислотоутворення та лактозозброджуючою активністю, здатністю до протеолізу, накопичення ароматичних речовин та утворення вуглекислого газу, солестійкістю (табл 1) Крім того, до складу бактеріального препарату "Актив" було залучено також молочнокислі палички, які у виробництві сичужного сиру при температурі другого нагрівання мають сприятливі умови для своєї ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ Це дозволяє регулювати процес ферментації на наступних стадіях технологічного процесу одержання продукту Спеціально селекціонований штам молочнокислої палички Lb casei ssp casei 1MB B7017 має не лише значну енергію кислотоутворення та високі протеолітичні властивості, які дозволяють уникнути гіркого присмаку, але й антагоністичну активність до сторонньої мікрофлори, що забезпечує необхідні біохімічні перетвореня у сирній масі при її визріванні та надання продукту високих органолептичних показників При складанні рецептури поживного середовища ураховано потреби у поживних речовинах кожної з культур бактеріального препарату Інтенсифікацію росту молочнокислих бактерій забезпечують гідролізат молока, який містить легкозасвоювані небілкові азотисті сполуки (ВІЛЬНІ амінокислоти та пептиди), кукурудзяний екстракт, аскорбінова кислота, сульфат марганцю, що є факторами росту, та додаткова КІЛЬКІСТЬ лактози Розвитку ароматоутворюючих лактобактерій сприяє натрій лимоннокислий тризаміщений, а молочнокислих паличок - натрій оцтовокислий однозаміщений Крім того, у період активного росту всіх культур (на 5 - 6 годині) передбачено підживлення середовища знежиреним молоком, яке містить нативний білок, та пдролізованим молоком, що є джерелом низькомолекулярних азотовмісних компонентів Такий склад дозволяє отримати значну концентрацію молочнокислих мікроорганізмів у поживному середовищі перед центрифугуванням та, ВІДПОВІДНО, високу їх чисельність у готовому препараті "Актив" Одержану при культивуванні біомасу змішують із захисним середовищем у співвідношенні 1 1, Захисне середовище містить 10% сахарози та 5% тризаміщеного лимоннокислого натрію, що дає змогу отримати добре розчинний у молочній суміші бактеріальний концентрат (індекс розчинності 0,6см3 сирого осаду) Підвищений вміст сухих речовин у суспензії та протекторні властивості компонентів захисного середовища забезпечують високий ступінь виживання лактобактерій (97 - 98%) Препарат має високу здатність до реактивацм, при його застосуванні не потрібна стадія активізації Препарат використовують прямим внесенням у молочну основу при виробництві сирів з низькою температурою другого нагрівання Необхідна доза препарату складає 10г на 1000кг молочної сировини Заквашувальний препарат, що заявляється, забезпечує стабільне протікання технологічного процесу виробництва сиру та можливість отримання якісного продукту Бактеріальний концентрат вносять у молочну суміш без попередньої підготовки Завдяки цьому знижується можливість варіантності від партії до парти, що дозволяє 55091 більш точно контролювати процес ферментування, впливати на вміст вологи у сирі, отримувати більш рівномірний рисунок Крім того, підприємства отримують можливість оперативної адаптації до змін попиту на ринку, оскільки застосування препарату прямого внесення "Актив" полегшує планування виробництва продукції Спосіб здійснюють таким чином Для приготування основи поживного середовища сухе знежирене молоко із розрахунку 30г на 1дм3 розчиняють в невеликій КІЛЬКОСТІ водопровідної води з температурою (43 ± 2)°С, фільтрують, додають гарячу воду до необхідного об'єму, установлюють рН (6,8 ± 0,1) Одержане молоко підігрівають до температури (55 ± 1)°С та вносять протосубтилін ГЗХ (активністю 70од у 1г) в КІЛЬКОСТІ 0,20г на 1дм3 середовища Гідроліз молока проводять при температурі (55 ± 1)°С протягом (2,5 ± 0,5) годин У пдролізоване молоко додають ІНШІ компоненти у таких кількостях кукурудзяного екстракту - 150%, лактози - 0,5%, натрію лимоннокислого тризаміщеного -0,5%, натрію оцтовокислого однозаміщеного - 0,2%, сульфату марганцю 0,016% Поживне середовище стерилізують безпосередньо у ферментері при температурі (121 ± 1)°С протягом (25 ± 1) хвилин та охолоджують до температури (32 ± 1)°С Кислоту аскорбінову у КІЛЬКОСТІ 0,05% готують окремо у вигляді водного розчину, пропущеного через бактеріальні фільтри, та асептичне вносять у поживне середовище при перемішуванні Активну кислотність поживного середовища встановлюють (657 ± 0,1)од рН шляхом введення 25%-ного водного розчину аміаку Інокулят молочнокислих мікроорганізмів нарощують на попередньо підготовленому стерильному поживному середовищі протягом 12 - 14 годин при температурі (ЗО ± 1)°С при таких співвідношеннях між штамами L diacetilactis 7061 L diacetilactis 7062 L lactis 7063 L cremom 7064 iLb casei 7017 - 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3, при цьому КІЛЬКІСТЬ посівного матеріалу складає 1,5 - 2,0% від маси суміші, що заквашується У підготовлене поживне середовище вносять інокулят молочнокислих бактерій у КІЛЬКОСТІ ВІД З до 5% від маси поживного середовища Культивування лактобактерій композиції проводять протягом 5 - 6 годин при температурі (ЗО ± 1)°С, тоді додають стерильні знежирене та пдролізоване молоко із розрахунку 1% та 2% ВІДПОВІДНО ВІД об'єму поживного середовища, після чого продовжують накопичення біомаси ще 6 - 7 годин Процес ведуть з періодичним перемішуванням та контролем стабільного значення активної кислотності поживного середовища на рівні (6,7 ± 0,1)од рН, застосовуючи 25%-ний водний розчин аміаку Після закінчення процесу нарощування охолоджують купьтуральну рідину до температури (12 ± 2)°С, відокремлюють біомасу від поживного середовища Вихід сирої біомаси після центрифугування складає 600 - 650г зі ЮОдм3 поживного середовища Готують захисне середовище, яке містить 10% сахарози та 5% тризаміщеного лимоннокислого натрію змішуванням стерильних водних розчинів цих компонентів Біомасу з'єднують із захисним середовищем у співвідношенні 1 1 Суспензію біомаси із захисним середовищем розливають у стерильні кювети шаром не більше (1 ± 0,5)см, заморожують у морозильній шафі при температурі мінус (40 ± 1)°С протягом (16 ± 2)год, після чого висушують у сублімаційній сушарці протягом (18 ± 2)год при таких режимах початок висушування при температурі мінус (25 ± 2)°С, закінчення - при температурі (ЗО ± 2)°С Вихід сухого препарату складає 420 - 450г зі ЮОдм3 поживного середовища Вологість бакпрепарату становить не більше 5% Сухий препарат подрібнюють у порошок та фасують у стерильні флакони або пакети Стабільність властивостей препарату зберігається тривалий час та визначається температурою зберігання - 6 МІСЯЦІВ при 6 - 8°С і 12 МІСЯЦІВ при мінусі Приклади здійснення способу Приклад L Для приготування 70дм3 виробничого середовища 2 1кг сухого знежиреного молока розчиняють у Юдм підігрітої до температури 45°С водопровідної води, фільтрують, додають гарячу воду до загального об'єму 70дм встановлюють рН6,7 Одержане молоко підігрівають до температури 55°С та вносять 20г протосубтіліну ГЗХ активністю 70од у 1г Гідроліз молока проводять при температурі 55°С протягом 2,5 годин У пдролізоване молоко додають компоненти у таких кількостях кукурудзяного екстракту, розведеного водою у співвідношенні 1 1,-1,4дм 3 лактози - 350г, натрію лимоннокислого тризаміщеного - 350г, натрію оцтовокислого одно заміщеного - 140г, сульфату марганцю - 12г Поживне середовище стерилізують безпосередньо у ферментері при температурі 121 °С протягом 25 хвилин та охолоджують до температури 32°С Кислоту аскорбінову у КІЛЬКОСТІ 35г готують окремо у вигляді водного розчину, пропущеного через бактеріальні фільтри, та асептично вносять у поживне середовище при перемішуванні Активну кислотність поживного середовища встановлюють на рівні 6,7од рН Для приготування інокуляту молочнокислих мікроорганізмів у 4,0дм3 попередньо підготовленого стерильного поживного середовища вносять штами лактобактерій у таких кількостях L diacetilactis 7061 - 13см3, L diacetilactis 7062 - 13см3, L lactis 7063 - 13см3, L cremons 7064 - 13см3, Lb casei 7017 -8см3, нарощування проводять протягом 12 годин при температурі 30°С У підготовлене поживне середовище вносять 4,0дм3 підготовленого інокуляту молочнокислих бактерій Культивування лактобактерій композиції проводять при температурі 30°С з періодичним перемішуванням та нейтралізацією поживного середовища 25%-ним водним розчином аміаку Першу нейтралізацію поживного середовища здійснюють через 3 год до активної кислотності 6,7од рН , а в подальшому - через кожні 2,0 год Після 5,5 годин нарощування вносять 0,7 дмЗ стерильного знежиреного молока та 1,4дм3 пдролізованого молока та продовжують накопичення біомаси ще 6,5 годин Після закінчення процесу нарощування культуральну рідину охолоджують до температури 12°С, відокремлюють біомасу від поживного сере 55091 8 зують при температурі 112°С протягом 15 хвилин Культивування лактобактерій композиції проводять протягом 5 годин при температурі 30°С, після чого вносять асептично приготовлені розчини лактози та глюкози і продовжують накопичення біомаси протягом 4 години Процес ведуть з періодичним перемішуванням Першу нейтралізацію поживного середовища 25%-ним водним розчином аміаку здійснюють через 3 год до активної кислотності 6,5од рН , а в подальшому - через кожні 2,0 год Після закінчення нарощування охолоджують культуральну рідину до температури 13°С Відокремлення біомаси від виробничого середовища проводять на суперцентрифузі, бактеріальну масу із барабану центрифуги виймають в асептичних умовах у стерильну ємність Вихід сирої біомаси складає 850г зі 100дм3 виробничого середовища Приготування захисного середовища, змішування його із біомасою, висушування та подрібнення бактеріального препарату проводять аналогічно прикладу 1 Сухий препарат подрібнюють у порошок та Вихід сухого препарату складає 500г зі ЮОдм3 фасують у стерильні флакони або пакети Стабіпоживного середовища Вологість бакпрепарату льність властивостей препарату зберігається тристановить не більше 5% валий час та визначається температурою зберіПриклад З гання - 6 МІСЯЦІВ при 6 - 8°С і 12 МІСЯЦІВ при мінус Приготування поживного середовища для на18°С рощування бактеріальної маси та культур для інокуляту, внесення посівного матеріалу, відокремПриклад 2 лення біомаси, змішування її із захисним Для приготування основи поживного середосередовищем, висушування та подрібненння превища Зкг сухого знежиреного молока розчиняють у парату ведуть аналогічно прикладу 1 за винятком Юдм 3 підігрітої до температури 42°С водопровідпроцесу культивування бактеріальної маси ної води, фільтрують, додають гарячу воду до загального об'єму 100 дмЗ, встановлюють рН6,7 Нарощування лактобактерій композиції провоОдержане молоко підігрівають до температури дять протягом 15 годин при температурі 30°С без 55°С та вносять 20г протосубтіліну активністю додаткового підживлення середовища азотовміс70од у 1г Гідроліз молока проводять при темпеними компонентами (знежиреним та пдролізоваратурі 55°С протягом 2,5 годин Пдролізоване моним молоком) Процес ведуть з періодичним пелоко стерилізують безпосередньо у ферментері ремішуванням та контролем активної кислотності при температурі 121 °С протягом 20 хвилин, потім культуральної рідини охолоджують до 32°С Вносять при перемішуванні Вихід сирої біомаси складає 480г із 70дм3 поокремо простерилізовані компоненти у вигляді живного середовища, а вихід сухого препарату з водних розчинів 10%-ний дріжджовий екстракт масовою часткою вологи не більше 5% - 320г із 5,0дм3, 50%-ний кукурудзяний екстракт- 5,0дм3, 20 70дм3 поживного середовища 3 %-ний розчин лактози - 5,0дм 40%-ний натрій фоПоказники якості препаратів, отриманих за сфорнокислий однозаміщений - 1,0дм3, 10%-ний прикладами, наведено у табл,2 3 калій фосфорнокислий двозаміщений - 1,0дм Таким чином, бактеріальний препарат "Актив", Активну кислотність ростового середовища встаодержаний за прикладом 1, має високі індекс розновлюють 6,7од рН чинності та реактивацію і значний ступінь виживання лактобактерій, що дозволяє застосовувати Для приготування інокуляту молочнокислих мійого без попередньої активізації прямим внесенкроорганізмів у 4,0дм3 попередньо підготовленого ням у молочну сировину при виробництві сичужностерильного поживного середовища вносять штаго сиру з низькою температурою другого нагріванми лактобактерій у таких кількостях L diaceiilactis ня, а також значні здатності до газоутворення та 7061 - 13см3 L diacetilactis 7062 - 13см3 L Lactis накопичення смакових і ароматичних речовин, що 7063 - 13см3 L cremons 7064 - 13см3 Lb casei 7017 забезпечує вироблення продукту високої якості, - 8см3, нарощування проводять протягом 12 годин Бактеріальні препарати, одержані за прикладами 2 при температурі 30°С та 3, не задовольняли вимогам, які висуваються У підготовлене поживне середовище вносять до культур прямого внесення внаслідок низької 4,0дм3 підготовленого інокуляту молочнокислих чисельності лактобактерій та незадовільної активбактерій ності препаратів при сквашуванні молока Також готують водні розчини 40%-ноі глюкози - 2,5дм3, та 20%-ноі лактози - 5,0дм3, які стерилидовища Вихід сирої біомаси після центрифугування складає 450г із 70дм3 поживного середовища Відокремлену бактеріальну масу асептично змішують у співвідношенні 1 1 зі 450см стерильного захисного середовища з масовою часткою сахарози -10% та натрію лимоннокислого тризаміщеного - 5% Готують 450см захисного середовища змішуванням стерильних 225см3 20%-ного водного розчину сахарози та 225см3 10%-ного водного розчину натрію лимоннокислого тризаміщеного Біомасу з'єднують із захисним середовищем у співвідношенні 1 1 Суспензію розливають у стерильні кювети шаром не більше 1,0см, заморожують у морозильній шафі при температурі мінус 40°С протягом 16 год, після чого висушують у сублімаційній сушарці протягом 18 год при таких режимах початок висушування при температурі мінус 25°С, закінчення - при температурі 30°С Вихід сухого препарату складає 300г із 70дм3 поживного середовища Вологість бакпрепарату становить не більше 5% 55091 10 Таблиця 1 БІОХІМІЧНІ показники ферментованого молока, отриманого при внесенні 3% інокуляту молочнокислих мікроорганізмів Показник Гранична кислотність, Утилізація лактози, % Вміст ациклічних амінокислот, % до контролю Вміст ЦИКЛІЧНИХ амінокислот, % до контролю Вміст діацетилу, мкг /100г Вміст летких органічних кислот, мкекв/ЮОг Накопичення ефірів, мкг/ЮОг (у перерахунку на оцтовоетиловий ефір) Здатність до утворення СО2, CM L lactis s s p diacetilacfis ГМВВ-7061 L lactis ssp L lactis ssp diacetilactis 1MB lactis 1MB BB-7062 7063 L lactis ssp cremons 1MB B-7064 Lb casei ssp, casei IMBB7017 96 85 94 86 176 17,50 16,89 21,27 26,08 1,20 273,32 251,95 251,94 180,95 148,05 144,20 133,04 138,09 108,16 117,14 420 400 300 320 570 388,00 371,18 190,77 186,57 261,90 38,4 21,6 16,8 19,2 28,8 1,8 1,6 1,0 0,8 0,5 Таблиця 2 Порівняльна характеристика бактеріального препарату прямого внесення "Актив", отриманого за прикладами, та бактеріального концентрату "Буковинський" Назва показника Аналог "Буковинський Загальна чисельність лактоба2,0- 10 11 ктерій, КУО/г Чисельність а ром ато утворю ю4,1 -10 1 0 чих лактобактерій, КУО/г КІЛЬКІСТЬ БГКП (коліформи), в 0 1г КІЛЬКІСТЬ дріжджів та плісняв, в 0 1г Активність препарату тривалість сквашування молока (при внесенні 1г на 1л) пру 6,0 30°С, год титрована кислотність через 3 35 год, °Т Наявність вуглекислого газу, 1,0 см Наявність діацетилу та ацетоіну за часом забарвлення луж15 ної проби, хвилин Ступінь виживання лактобактерій, %, загальна .*' ароматоутворюючих Індекс розчинності препарату, 0,8 см сирого осаду Примітка, - показник не визначався Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 5,0- 10 11 2,8- 10 10 1,4- 109 6,0- 10 10 4,0- 109 6,8- 108 0 0 0 0 0 0 6,0 9,5 11,0 37 ЗО 27 1,5 1,0 0,8 10 15 20 97,5 98,7 96,6 97,8 96,5 97,4 0,6 0,6 0,6 11 55091 Підписано до друку 03 04 2003 р 12 Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24