Разработка бактериального концентрата на основе клеток Lactobacillus acidophilus

Состав микрофлоры кисломолочного продукта определяет его вкусовые качества и играет большую роль в их формировании. Продукты с использованием ацидофильной палочки известны давно и актуальны в современных условиях. Для производства кисломолочных продуктов, в том числе пробиотиков, используются бактериальные закваски и концентраты [3; 8; 11; 14]. Бактериальные концентраты молочнокислых микроорганизмов в настоящее время являются основным элементом технологии производства всех ферментированных молочных продуктов. Для производства различных молочных продуктов используются как монокультуры, так и консорциумы микроорганизмов. Как известно, ацидофильная палочка входит в состав заквасок для производства молочнокислых продуктов, повышая их биологическую ценность [1; 5; 10; 16]. Также культуры ацидофильной палочки в сочетании с культурами термофильного стрептококка широко используются при производстве йогурта, различных видов кисломолочных напитков (простокваши, ряженки). Сквашивание молока при производстве казеина осуществляется бактериальным препаратом, приготовленным на чистых культурах молочнокислых палочек [4; 7; 13; 15].

Бактерии рода Lactobacillus относятся к микроорганизмам, имеющим сложные питательные потребности. Для их активного развития требуется наличие веществ, необходимых для построения бактериальной клетки (нуклеиновых кислот, полисахаридов, аминосахаров и т. д.). Так, для роста большинства молочнокислых палочек необходимы органические формы азота, которые они сами не синтезируют. Многим видам лактобацилл для развития необходимы витамины [2; 12]. Этим объясняется значительное влияние на их рост добавок к питательной среде различных экстрактов (например, дрожжевого, кукурузного), а также других соединений. В целом, питательная среда должна удовлетворять потребностям молочнокислых палочек в источниках энергии, содержать компоненты, необходимые для конструктивного метаболизма [6; 9].

Таким образом, выращивание молочнокислых микроорганизмов и получения их лиофилизированных форм является сложным процессом, на который оказывает влияние большое количество факторов, кроме того, он связан с необходимостью решения ряда научных и технических проблем, частью которых является совершенствование состава питательной среды.

Для исследований использовали лабораторную культуру LactobacillusacidophilusРКМБ. Опытной питательной средой служила сыворотка из цельного молока, обогащённая экстрактом томатного сока. В качестве контроля использовали питательную среду для выращивания молочнокислых микроорганизмов ‒ гидролизованное молоко, приготовленное согласно ГОСТ 10444.11–89. Культивирование объекта осуществляли на лабораторном ферментере «Ока-05К», концентрирование на центрифуге, высушивание в сублимационной установке CHRIST BETA 2‒8 LD plus.

При культивировании и концентрировании микроорганизма Lactobacillusacidophilus посев в чашки Петри проводили согласно ГОСТ 10444.11–89 (пункт 4.2.2), а подсчёт количества выросших колоний ‒ ГОСТ 9225–84 (пункт 4.5.3).

Изучение органолептических, физико-химических и микробиологических показателей высушенной культуры проводили в соответствии с требованиями ТУ 9229–102–04610209–2002 ‒ «Концентраты бактериальные лиофилизированные для ферментированных молочных продуктов» и СаНПиН 2.3.2.1078 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».

Для получения маточной (засевной) культуры Lactobacillusacidophilus 5 % лабораторной закваски (культуры) данного микроорганизма, в стерильном боксе, вносили в питательную среду объёмом 1 л на основе молочной сыворотки. Культивирование осуществляли в течении 18 ч. при температуре 34 °С в термостате.

Далее маточную культуру в количестве 10 % к объему ферментера переносили в предварительно простерилизованную емкость, содержащую молочную сыворотку, обогащённой экстрактом томатного сока и культивировали течении 24 ч, при температуре 34 °С.

Для оценки оптимального варианта питательной среды в период выращивания данного микроорганизма провели опыты по его культивированию с различным составом и оценивали титр выросших микроорганизмов.

Результаты исследований показали, что оптимальной питательной средой для культивирования является питательная среда, которая содержит молочную сыворотку, обогащенная экстрактом томатного сока в количестве 15 % от общего объема среды.

По окончанию процесса выращивания культуральную среду охлаждали до температуры (8±2) °С и направляли на концентрирование. Перед работой части центрифуги (пробирки), соприкасающиеся с культуральной жидкостью, стерилизовали этиловым спиртом. После концентрирования был проведен подсчет титра клеток Lactobacillusacidophilus в изучаемых питательных средах.

Выявлено, что на питательной среде с молочной сывороткой, обогащенной экстрактом томатного сока в количестве 15 % от общего объема, количество живых микроорганизмов после концентрирования оставалось выше, чем в контрольном варианте, где использовали гидролизованное молоко.

Далее биомассу клеток в двух вариантах разливали в стерильные чашки Петри толщиной слоя (5±1) мм и осуществляли замораживание суспензии при температуре

(-60±2) °С в течение (1,5±0,5) ч.

Замороженную бактериальную суспензию помещали в асептических условиях в заранее подготовленную сублимационную сушилку и высушивали в течении 24±1 ч.

Лиофилизированную (сухую) бактериальную культуру в стерильных условиях измельчали в порошок в стерильной ступке, помещали в стерильную емкость и направляли в холодильную камеру, где выдерживают при температуре 5–7 °С до окончания исследований его свойств.

Результаты исследования титра Lactobacillusacidophilus после высушивания на изучаемых питательных средах представлены в таблице 1.

Таблица 1

Состав питательных сред и титр клеток после лиофилизации

Из таблицы 1 видно, что количество жизнеспособных клеток после высушивания было выше в варианте, где основу питательной среды составляла молочная сыворотка, обогащенная экстрактом томатного сока в количестве 15 % от общего объема.

Таким образом, использование питательной среды на основе молочной сыворотки, обогащенной экстрактом томатного сока в количестве 15 % от общего объема среды обладает выраженным ростостимулирующим свойством для Lactobacillusacidophilus и является хорошей основой для максимального сохранения количества жизнеспособных клеток при высушивании культуры и полученный бактериальный концентрат может использоваться для получения молочнокислых продуктов.

Литература:

1.      Жолобова И. С. Влияние натрия гипохлорита на рост и развитие перепелов / И. С. Жолобова, Е. В. Якубенко, Ю. А. Лысенко, А. В. Лунёва // Ветеринария Кубани. - 2013. - № 2. - С. 5-7.

2.      Жолобова И. С. Лечение актиномикоза крупного рогатого скота натрия гипохлоритом / И. С. Жолобова, А. Г. Кощаев, Н. В. Сазонова // Сборник научных трудов Sworld, 2009. - Т. 17. - № 2. - С. 38-39.

3.      Жолобова И. С. Эффективность использования активированных растворов хлоридов при лечении собак с хирургическими заболеваниями / И. С. Жолобова, А. Г. Кощаев, А. В Лунева // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 36. - С. 270-272.

4.      Кощаев А. Г. Особенности технологии получения коагулятов из сока люцерны / А. Г. Кощаев, О. В. Кощаева, С. Н. Николаенко, В. И. Харченко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2014. - № 95. - С. 720-728.

5.      Кощаев А. Г. Технология получения витаминной кормовой добавки из отходов консервной промышленности / А. Г. Кощаев, С. Н. Николаенко, М. С. Чистоусова // Сборник научных трудов Sworld. — Одесса, 2008. — Т. 21. - № 1. - С. 25-27.

6.      Кощаев А. Г. Физиолого-биохимическое обоснование применения бактериальной добавки Бацелл в составе растительных комбикормов на птице / А. Г. Кощаев, С. Н. Николаенко, Г. В. Фисенко, А. В. Саакян // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. - 2009. - Т. 2. - № 2–2. - С. 140-143.

7.      Кузьминова Б. В. Нормализация функции печени у крупного рогатого скота / Б. В. Кузьминова, И. С. Жолобова, А. Г. Зафириди // Ветеринарная патология. - 2006. - № 2. - С. 140-142.

8.      Кузьминова Е. В. Эффективность каротиноидов при токсическом поражении печени / Е. В. Кузьминова, В. С. Соловьев, М. П. Семененко, С. Н. Николаенко // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар, 2009. - № 1. - С. 117.

9.      Марков С. А. Применение электроактивированных растворов хлоридов для обеззараживания кормов / С. А. Марков, С. Б. Хусид, И. С. Жолобова / Сборник научных трудов Sworld, 2009. - Т. 17. - № 2. - С. 40-41.

10.  Петенко А. И. Физиолого-биохимические аспекты подбора сортов тыквы для использования в кормопроизводстве / А. И. Петенко, С. Б. Хусид // Труды Кубанского государственного аграрного университета. − 2013. − Т. 1. - № 44. − С.117−125.

11.  Практика использования электроактивированных водных растворов в агропромышленном комплексе. Плутахин Г. А., Кощаев А. Г., Аидер М. Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ. 2013. № 09. С. 497.

12.  Семененко М. П. Влияние функциональной кормовой добавки на рост и развитие цыплят-бройлеров/ М. П. Семененко, И. С. Жолобова, Т. А. Лымарь // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2013. - № 45. - С. 181-182.

13.  Способ получения витаминной кормовой добавки из зеленых растений: пат. 2266018 Рос.Ферация: A23K1/16, A23K1/14 / А. Г. Кощаев, А. И. Петенко, О. В. Кощаева, С. Н. Николаенко; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет». — заявл. 22.03.2004; опубл. 20.12.2005, бюл. № 35. — 4 с.

14.  Хусид С. Б. Получение функциональной кормовой добавки на основе рисовой мучки и бентонита / С. Б. Хусид, Я. П. Донсков // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. − 2014. − № 101. − С. 655−664.

15.  Хусид С. Б.. Изучение биологически активных соединений в семенах тыквы различных сортов / С. Б. Хусид, А. И. Петенко, И. С. Жолобова, Е. Е. Нестеренко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. − 2014. − № 96. − С. 43−52.

16.  Zholobova I. S. Receiving functional feed additive on the basis of bentonite clays and carotene containing raw materials / I. S. Zholobova., S. B. Khusid., M. P. Semenenko, Ju. A. Lopatina // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2014. - № 96. - С. 117-128.