стимулятор роста молочнокислых бактерий в молоке

Формула изобретения

Стимулятор роста молочнокислых бактерий Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus salivarius subsp.thermophilus в молоке, состоящий из минеральных солей MnSO₄:FeSO₄:ZnSO ₄:KJ:CuSO₄, отличающийся тем, что вносимая смесь минеральных солей имеет следующее процентное соотношение: 3,1:12,5:62,5:15,6:6,3 соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биотехнологии и может применяться в молочной промышленности при производстве бактериальных заквасок и кисломолочных продуктов.

При промышленном использовании микроорганизмов необходимо постоянно разрабатывать приемы интенсификации их роста и размножения. К способам регуляции роста относятся различные стимуляторы.

Известно применение дрожжевого, кукурузного экстрактов, других органических соединений [Банникова Л.А., Королева Н.С., Семенихина В.Ф. Микробиологические основы молочного производства. - М.: Агропромиздат, 1987. - 400 с.; Патент РФ № 2233875, 2000]. Водный экстракт из листьев амаранта вносится в молоко в качестве стимулятора для выращивания штамма культуры Lactobacillus acidophilus NK-1 [Патент РФ № 2233322, 2001].

Недостатком в стимулирующем эффекте соединений и веществ является отсутствие стабильного состава, который определяет результаты при промышленном производстве.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ культивирования молочнокислых микроорганизмов, предусматривающий использование раствора отдельных солей: ZnSO ₄ в концентрации 5 мг/л; KJ 1,25 мг/л; FeSO₄ - 1 мг/л; CuSO₄ - 5 мг/л; MnSO₄ - 0,25 мг/л (Патент РФ № 2316585, 2008].

Недостатком применения минеральных солей в отдельности является то, что они имеют различный стимулирующий эффект, что при использовании многоштаммовых и многовидовых заквасок может давать различный эффект при промышленном производстве.

Цель изобретения - разработка способа развития молочнокислых микроорганизмов в молоке с применением в качестве стимулятора роста смеси минеральных солей, обладающих стабильным положительным результатом при промышленном производстве и позволяющих сократить количество вносимой при производстве кисломолочных продуктов закваски.

Технический результат изобретения заключается в повышении репродуктивных свойств молочнокислых бактерий при выращивании в молоке.

Сущность изобретения состоит в том, что в качестве предлагаемых стимуляторов для молочнокислых бактерий использована смесь минеральных солей, содержащих марганец, железо, цинк, калий, медь.

Одна из важнейших причин стимулирующего эффекта ионов марганца связана с нуклеиновыми кислотами, которые входят в состав многих соединений, повышающих ферментативную активность. Ионы железа необходимы для синтеза железопорфириновых ферментов. Ионы цинка стимулируют синтез клеточного белка за счет интенсивного включения азота в синтетические реакции усиливают процессы деления. Ионы калия и меди способствуют утилизации глюкозы для роста и размножения микроорганизмов.

Штаммы мезофильных молочнокислых культур Lactococcus lactis subsp. lactis 378, Lactobacillus acidophilus 5 e, Lactobacillus bulgaricus 245, Streptococcus salivarius subsp. thermophilus 124, получены из коллекции музея чистых культур микроорганизмов Вологодской государственной молочнохозяйственной академии им. Н.В.Верещагина.

Микроорганизмы культивируют в пастеризованном молоке, в которое добавляют смесь минеральных солей, при этом доза каждой соли в общей комбинации различна и составляет от 0,2 до 4,5 мг/дм ³.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1

Для реализации предлагаемого способа используют обезжиренное молоко, подвергнутое пастеризации при температуре (87±2)°С с выдержкой (10-15) мин, охлаждают до (28-30)°С и используют как питательную среду для культивирования мезофильных молочнокислых бактерий.

Штамм Lactococcus lactis subsp. lactis засевают в пастеризованное молоко в количествах 1 и 3% от объема обезжиренного молока.

Минеральные соли вносятся в молоко в виде смеси, содержащей 3,1% MnSO ₄, 12,5% FeSO₄, 15,6% KJ, 62,5% ZnSO₄ и 6,3% CuSO₄ в количестве 7,2 мг/дм³, предварительно растворенную в дистиллированной воде и подвергнутую кипячению. Заквашенную смесь перемешивают и сквашивают при температуре (28-30)°С до образования сгустка при значении рН (5,3-5,4). Контрольные варианты не содержат добавки смеси минеральных солей, при этом количество вносимой закваски составляет 1 и 3%.

Определение КОЕ проводят методом посева образцов на питательную среду Lee.

Штамм Lactobacillus plantarum культивируют по указанному выше способу. Количество КОЕ определяют на питательной среде MRS.

Технологическую оценку влияния минеральных солей проводили по продолжительности сквашивания и количеству молочнокислых бактерий.

Данные приведены в таблице 1.

Полученные результаты свидетельствуют, что смесь минеральных солей обладает стимулирующим действием на рост мезофильных молочнокислых микроорганизмов в молоке, что позволяет уменьшить количество вносимых заквасочных микроорганизмов в 3 раза, при этом содержание минеральных солей в смеси составляет мг/дм³: ZnSO₄ - (4,5±0,5); KJ - (1,2±0,1); FeSO₄ - (0,9±0,1); CuSO₄ - (0,45±0,05); MnSO₄ - (0,20±0,05).

Пример 2

Для реализации предлагаемого способа используют штаммы термофильных молочнокислых бактерий.

Для выращивания клеток штамм Lactobacillus acidophilus 5 е вносят в пастеризованное молоко в количестве 1 и 3% от массы молока, вводят минеральную смесь по способу, указанному в примере 1. Культивирование осуществляют при температуре (38-40)°С до образования сгустка. Контрольные варианты не содержат добавки смеси минеральных солей, при этом количество вносимой закваски составляет 1 и 3%.

Культуру Lactobacillus bulgaricus 245 культивируют в смеси пастеризованного молока и смеси минеральных солей при параметрах, принятых для выращивания Lactobacillus acidophilus 5 е. Количество КОЕ определяют по данным посева на питательную среду MRS.

Культуру Streptococcus salivarius subsp. thermophilus выращивают в смеси пастеризованного молока и смеси микроэлементов при 40°С до образования сгустка. Количество КОЕ определяют на среде гидролизатно-молочной агар.

Результаты действия добавки смеси минеральных солей в молоко для выращивания термофильных молочнокислых бактерий приведены в таблице 2.

Полученные результаты свидетельствуют, что смесь минеральных солей обладает стимулирующим действием на рост термофильных молочнокислых микроорганизмов в молоке, что позволяет уменьшить количество вносимых заквасочных микроорганизмов в 3 раза, при этом содержание минеральных солей в смеси составляет мг/дм³: ZnSO₄ - (4,5±0,5); KJ - (1,2±0,1); FeSO₄ - (0,9±0,1); CuSO₄ - (0,45±0,05); MnSO₄ - (0,20±0,05).

Таблица 1
Влияние смеси минеральных солей на рост мезофильных молочнокислых микроорганизмов
Исследуемые штаммы культур молочнокислых бактерий	Сокращение времени сквашивания в сравнении с контролем, %	Изменение количества бактерий в сравнении с контролем, ln КОЕ/см 3
Внесено закваски, %
1	3	1	3
Lactococcus lactis subsp. lactis 378	3,2	24,8	+0,41	+2,52
Lactobacillus plantarum 132-5	5,6	14,8	+0,23	+2,35

Таблица 2
Влияние смеси минеральных солей на рост термофильных молочнокислых микроорганизмов
Исследуемые штаммы культур молочнокислых бактерий	Сокращение времени сквашивания в сравнении с контролем, %	Изменение количества бактерий в сравнении с контролем, ln КОЕ/см 3
Внесено закваски, %
11	3	1	3
Lactobacillus acidophilus 5 е	3,2	10,5	+0,12	+1,98
Lactobacillus bulgaricus 245	3,5	10,4	+0,22	+2,1
Streptococcus salivarius subsp. thermophilus 124	3,4	24	+0,21	+1,95

Источники информации, принятые во внимание

1. Банникова Л.Л., Королева Н.С., Семенихина В.Ф. Микробиологические основы молочного производства. - М.: Агропромиздат, 1987. - 400 с.

2. Патент РФ № 2233875, 2000.

3. Патент РФ № 2233322, 2001.

4. Патент РФ № 2316585, 2008.