СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО КИСЛОМОЛОЧНОГО ПРОДУКТА Российский патент 1994 года по МПК A23C9/12 A23C9/127 

Изобретение относится к биотехнологии, молочной и медицинской промышленности, касается приготовления бактерийных препаратов и продуктов диетического и лечебного питания.

Лечебно-профилактический кисломолочный продукт на основе штаммов зубиотиков бифидобактерий и лактобацилл предназначен для питания различных контингентов лиц с целью повышения иммунорезистентности организма человека и профилактики желудочно-кишечных заболеваний.

Препараты и продукты, содержащие в качестве действующего начала бифидобактерии, способствуют нормализации микрофлоры кишечника людей, страдающих дисбактериозом, противодействуют размножению патогенной микрофлоры в пищеварительном тракте, оказывают благоприятное воздействие на состояние здоровья потребителей.

Известен способ получения кисломолочного продукта, согласно которому готовят закваску, состоящую на 80-90% из штаммов бифидобактерий и 10-20% из мезофильных стрептококков или термофильных бактерий, заквашивают ее молоко при 41-44^оС и сквашивают в течение 3-5 ч до рН 4,9-5,0, охлаждают [1].

Однако в указанном продукте содержится не более 50% бифидобактерий, сохраняющих жизнеспособность при рН желудочного сока, при пониженных концентрациях желчных солей, в присутствии антибиотиков.

Известен способ приготовления кисломолочного бифидумбактерина, предусматривающий приготовление закваски из штаммов бифидобактерий Bifidobacterium longum B379М или Bifidobacterium bifidum 791 путем заквашивания гидролизатно-молочной среды или молока с кукурузным экстрактом посевной культурой бифидобактерий, внесение полученной закваски в термически обработанное и охлажденное до 37-38^оС молоко из расчета 3-5 об.%, перемешивания смеси, розлива ее в стерильные флаконы или бутыли, сквашивания ее в течение 18-20 ч.

В 1 мл продукта должно содержаться не менее 10⁸ живых бифидобактерий.

Недостатком способа является большая продолжительность приготовления продукта, невозможность контроля готовности, микробиологического качества каждой порции в партии продукта, значительный разброс гигиенических и органолептических свойств готового продукта, значительный риск контаминации сырья вследствие розлива в тару сырья: несквашенного молока и закваски перед процессом сквашивания.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности к заявляемому является способ получения кисломолочного бифидумбактерина, предусматривающий приготовление питательной среды для накопления биомассы бифидобактерий B. longum B379М, или B.bifidum 791, или B.bifidum ЛВА-3, подготовку культуры бифидобактерий 1-2 генерации и получение закваски бифидобактерий 3-й генерации, подготовку исходного молока, стерилизацию его, охлаждение до 37±0,5^оС, заквашивание, сквашивание в анаэробных условиях при перемешивании, охлаждение продукта до 10^оС и розлив [3].

Недостатком способа является накопление биомассы штамма-пробиотика в закваске и продукте в концентрации менее 10⁹ КОЕ/мл, а также значительные сенеретические (большое выделение сыворотки) свойства готового продукта.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей способа, обеспечивающего приготовление наряду с кисломолочным бифидумбактерином и кисломолочного лактобактерина (продукта на основе лактобацилл), интенсификация процесса сквашивания, повышение биологической активности целевого продукта и выхода жизнеспособных бифидобактерий.

Поставленная задача решается путем оптимизации режимов и параметров ведения процесса заквашивания молока, осуществляемого в ферментерах. Установлено, что подачу закваски в ферментер следует осуществлять под давлением 0,3 ати, создаваемым избыточным давлением в системе газообеспечения и пониженным давлением в 0,5-1,0 ати внутри ферментера.

Заквашенную смесь необходимо перемешивать в течение 10-15 мин углекислым газом со скоростью его подачи 3-5 л/мин и давлением 0,3 ати и перемешиванием мешалкой в течение 10-15 мин со скоростью 40-60 об./мин.

Проведение процесса в указанных режимах и параметрах позволяет сократить продолжительность сквашивания до 6-8 ч в случае производства кисломолочного бифидумбактерина и до 3-4 ч в случае производства кисломолочного лактобактерина.

На продолжительность сквашивания влияет также и оптимизация количественного соотношения ингредиентов используемой среды для накопления биомассы бифидобактерий 1-2 генерации "Бактофетом" (снижение концентрации основы "Гидрофет-0" в среде до 16,0±0,5 г/л и лактозы в среде до 5,0±0,5 г/л).

К преимуществам способа следует отнести и более большой температурный диапазон заквашивания молока - 35-40^оС, что не требует строгой контролируемости данного параметра, а в совокупности с указанными условиями ведения процесса обеспечивает повышение жизнеспособности бактерий и концентрацию биомассы штамма-пробиотика в продукте не менее 10⁹ КОЕ/мл, что в 10 раз превышает выход биомассы известного способа, снижение себестоимости производства за счет уменьшения расхода ингредиентов в питательной среде - "Гидрофета-0" в 1,27 раза, лактозы в 2 раза.

Способ осуществляется следующим образом.

Подготавливаются закваски, молоко, которое сквашивается в культиваторах в асептических анаэробных условиях и стерильно разливается в тару.

Для приготовления заквасок применяют специальную питательную среду "Бактофет" на основе "Гидролизата мышечной ткани плодов коров ферментативного сухого Гидрофета-0 (ВФС 42-317-ВФ-92) следующего состава: 16,0±0,5 г сухого Гидрофета-0 или его концентрата, 3,5±0,5 г хлористого натрия, 5,0±0,5 г лактозы, агар-агара 0,75±0,05 г и дистиллированной воды до 1 л; или гидролизатно-молочную среду следующего состава: к 0,5 л гидролизата обезжиренного молока добавляют 2,0±0,1 г пептона, 3,5±0,5 г хлористого натрия, 10,0±0,5 г лактозы, 0,15±0,05 г солянокислого цистеина, агар-агара 0,75±0,05 г и дистиллированной воды до 1 л. Приготовленную питательную среду разливают в стерильные флаконы или специальные заквасочники емкостью 80-1500 мл и затем стерилизуют в автоклаве при температуре 112±2 ^оС и избыточном давлении 0,5 кгс/cм² в течение 30±2 мин. После охлаждения до 37^оС питательную среду используют для выращивания чистой культуры бифидобактерий или лактобацилл, разрешенных Министерством здравоохранения СССР или Российской федерации для внедрения в практику здравоохранения (бифидобактерии вида Bifidobakterium longum штамм В 379 М или Bifidobakterium bifidum штамм 791, Bifidobakterium bifidum штамм ЛВАЗ и лактобациллы вида Lactobacillus casei 37, Lactobacillus plantarum 38, Lactobacillus fermentum 39). рН готовой питательной среды 7,1±0,2. Готовую питательную среду можно хранить при температуре 4-10^оС в течение 1 месяца. До посева штаммов бифидобактерий и лактобацилл в питательную среду ее необходимо прогреть в течение 30 мин при температуре 90-100^оС (кипячением) для удаления растворенного кислорода и остудить до температуры роста (35-37^оС).

Для приготовления рабочей культуры ампулу с лиофилизированным штаммом бифидобактерий или лактобацилл надпиливают у основания стебля, протирают ватой, смоченной спиртом, обжигают место надпиливания в пламени горелки, стерильным ватиком обламывают стебель ампулы и стерильной пипеткой вносят в нее 1,5-2,0 мл стерильной питательной среды. Содержимое ампулы переносят в 1-2 пробирки (или флакона) со стерильной питательной средой, разлитой по 35-80 мл, и тщательно перемешивают. Рабочую культуру выдерживают в термостате при температуре 37,5±0,5^оС в течение 22±2 ч. Закваску приготовляют в специальных заквасочниках или культиваторах (ферментерах) - в зависимости от требуемых объемов и сроков приготовления закваски. Приготовление закваски производят в ферментерах емкостью от 6 до 36 л или заквасочниках емкостью 1 - 2 л внесением маточной культуры в количестве 3-5% от общего объема среды и далее выращивают при температуре 36-38^оС в термостате (заквасочники) в течение 18-22 ч, в ферментере - в течение 6-8 ч. Критерием готовности закваски является величина рН среды 5,3-5,1. В ферментеры среду передавливают углекислым газом и освобождают от кислорода путем барботажа углекислым газом (18-20-кратное замещение газовой фазы методом заполнения-выпуска газа или непрерывным методом при заполненном ферментере типа КС 6 на 75-80% - 8 мин при скорости потока 0,5 л/мин при давлении 0,3 кгс/см²).

Для приготовления кисломолочного продукта используют молоко коровье натуральное по ГОСТ 13264-88 или молоко сухое высшего сорта по ГОСТ 4995-87. Для увеличения сенеретических (снижение выделения сыворотки), лечебных и органолептических свойств продукта в молоко добавлять пектин в количестве 0,5-0,6%.

Молоко стерилизуют в емкостях для стерилизации молока при температуре 110-114^оС в течение 28-32 мин или в трубчатых стерилизаторах при температуре 135^оС 5-10 с. Затем молоко охлаждают до температуры 35-40^оС, передавливают в ферментер углекислым газом и освобождается от кислорода путем барботажа углекислым газом (18-20-кратное замещение газовой фазы методом заполнения-выпуска газа или непрерывным методом при заполненном ферментере типа КС 36 на 75-80% - 40 мин при скорости потока 0,5 л/мин, при давлении 0,3 кгс/см²). После завершения деоксигенации в молоко вводят закваску передавливанием углекислым газом из заквасочника или ферментера.

Сквашивание проводят при температуре 35-40^оС в течение 6-8 ч при приготовлении кисломолочного бифидумбактерина (штаммы Bifidobakterium longum штамм В 379 М или Bifidobakterium bifidum штамм 791, Bifidobakterium bifidum штамм ЛВА-3) и 3-4 ч при приготовлении кисломолочного лактобактерина (штаммы L. casei 37, L.plantarum 38, L.fermentum 39). После внесения закваски необходимо перемешать содержимое ферментеров или мешалкой (40-60 об. /мин) или с помощью барботажа газом в течение 10-15 мин.

Процесс является завершенным при достижении показателя рН 5,4-5,2. После окончания процесса продукт охлаждают до 10^оС в течение 20-30 мин путем подачи водопроводной или охлажденной воды в систему термостатирования ферментера. Затем при медленном перемешивании (1-2 об/мин) передают (передавливается углекислым газом) на фасовку. Готовый продукт, расфасованный при соблюдении правил асептики, может храниться до 5 сут при температуре 4-6^оС.

Приготовление лечебно-профилактического кисломолочного продукта на основе бифидобактерий или лактобацилл в анаэробных условиях в замкнутой системе увеличивает скорость сквашивания до 6-8 ч для кисломолочного бифидумбактерина, 3-4 ч для кисломолочного лактобактерина). Снижает риск контаминации продукта вследствие снижения вероятности его бактериального загрязнения в период внесения закваски, обеспечивает приготовление продукта с узкими границами органолептических и физико-химических свойств (вкус, вязкость, кислотность, рН). Приготовление лечебно-профилактического кисломолочного продукта на основе бифидобактерий или лактобацилл в анаэробных условиях с применением закваски на основе "Гидролизата мышечной ткани плодов коров ферментативного сухого Гидрофета-0" обеспечивает концентрацию биомассы штамма-пробиотика в продукте не менее 10⁹ КОЕ/мл.

П р и м е р 1. Для приготовления 30 л закваски на основе бифидобактерии вида Bifidobakterium longum штамм В379М готовят 1,6 л питательной среды "Бактофет" на основе "Гидролизата мышечной ткани плодов коров ферментативного сухого Гидрофета-0" (ВФС 42-317-ВФ-92) следующего состава: 16,0 г сухого Гидрофета-0 или его концентрата, 3,5 г хлористого натрия, 5,0 г лактозы, агар-агара 0,9 г и дистиллированной воды до 1 л. Приготовленную питательную среду разливают в стерильные флакон и специальный заквасочник емкостью 80 и 1500 мл и затем стерилизуют в автоклаве при температуре 112±2^оС и избыточном давлении 0,5 кгс/см² в течение 30±2 мин. После охлаждения до 37^оС во флакон с 75 мл питательной среды вносят содержимое ампулы со штаммом бифидобактерий вида Bifidobakterium longum В379М, тщательно перемешивают. Рабочую культуру инкубируют в термостате при температуре 36-38^оС в течение 18 ч. Для приготовления закваски из флакона выращенную суспензию микроорганизмов пересевают в заквасочник с 1500 мл питательной среды, вносят 75 мл рабочей культуры, далее инкубируют в термостате при температуре 36-38^оС в течение 20 ч.

Молоко коровье натуральное, заготовленное по ГОСТ 13264-88 в количестве 29 л, стерилизуют в емкостях для стерилизации молока при температуре 110^оС в течение 30 мин, охлаждают до температуры 37-38^оС, передавливают в ферментер углекислым газом и деоксигенируют 18-кратным замещением газовой фазы методом заполнения-выпуска газа, затем в молоко вводят закваску, передавливая углекислым газом из заквасочника. После внесения закваски содержимое ферментеров перемешивают с помощью барботажа газом в течение 10 мин.

После сквашивания в течение 7 ч рН составил 5,3, после чего в систему термостатирования ферментера подают водопроводную воду (температура 10^оС). Затем при медленном перемешивании (1-2 об/мин) расфасовывают по 200 мл.

Число живых клеток бифидобактерий составило 8,6х10⁹ КОЕ/г. Выделение сыворотки отсутствует. Посторонняя микрофлора не была обнаружена.

По органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям кисломолочный бифидумбактерин (пример 1) соответствует характеристикам, указанным в табл.1.

П р и м е р 2. Для приготовления 30 л закваски на основе бифидобактерии вида Bifidobakterium longum штамм 791 готовят 1,6 л питательной среды "Бактофет" на основе "Гидролизата мышечной ткани плодов коров ферментативного сухого Гидрофета-0" (ВФС 42-317-ВФ-92) следующего состава: 15,5 г сухого Гидрофета-0 или его концентрата, 3,0 г хлористого натрия, 5,5 г лактозы, агар-агара 1,0 г и дистиллированной воды до 1 л. Приготовленную питательную среду разливают в стерильные флаконы и специальный заквасочник емкостью 80 и 1500 мл и затем стерилизуют в автоклаве при температуре 112±2^оС и избыточном давлении 0,5 кгс/cм² в течение 30±2 мин. После охлаждения до 37^оС во флакон с 75 мл питательной среды вносят содержимое ампулы со штаммом бифидобактерий вида Bifidobakterium longum 791, тщательно перемешивают. Рабочую культуру инкубируют в термостате при температуре 36-38^оС в течение 20 ч. Для приготовления закваски из флакона выращенную суспензию микроорганизмов пересевают в ферментер емкостью 6 л, предварительно освобожденный от кислорода путем барботажа углекислым газом (18-20-кратное замещение газовой фазы методом заполнения-выпуска газа, в количестве 3-5% от общего объема среды в ферментере (1200 л) и далее выращивают при температуре 36-38^оС в течение 6 ч. По достижении величины рН среды 5,1 закваску передавливают углекислым газом в ферментер с молоком, подготовленным для сквашивания.

Молоко коровье натуральное, заготовленное по ГОСТ 13264-88 в количестве 29 л, стерилизуют в емкостях для стерилизации молока при температуре 114^оС в течение 28-32 мин, охлаждают до температуры 37^оС, передавливают в ферментер углекислым газом и деоксигенируют непрерывным методом 40 мин при скорости потока 0,5 л/мин при давлении 0,3 кгс/см², затем в молоко вводят закваску, передавливая углекислым газом из ферментера-заквасочника. После внесения закваски содержимое ферментеров перемешивают с помощью барботажа газом в течение 10 мин.

После сквашивания в течение 8 ч рН составил 5,2, после чего в систему термостатирования ферментера подают водопроводную воду (температура 9^оС). Затем при медленном перемешивании (1-2 об./мин) фасуют по 500 мл.

Число живых клеток бифидобактерий составляет 2,3х10⁹ КОЕ/г. Выделение сыворотки отсутствует. Посторонняя микрофлора не обнаружена.

По органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям кисломолочный бифидумбактерин (пример 2) соответствует характеристикам, указанным в табл.2.

П р и м е р 3. Для приготовления 30 л закваски на основе лактобацилл вида Lactobacillus plantarum 38 готовят 1,1 л питательной среды "Бактофет" на основе "Гидролизата мышечной ткани плодов коров ферментативного сухого Гидрофета-0" (ВФС 42-317-ВФ-92) следующего состава: 16,5 г сухого Гидрофета-0 или его концентрата, 3,0 г хлористого натрия, 4,5 г лактозы, агар-агара 0,7 г и дистиллированной воды до 1 л. Приготовленную питательную среду разливают в стерильные флакон и специальный заквасочник емкостью 80 и 1500 мл и затем стерилизуют в автоклаве при температуре 112±2^оС и избыточном давлении 0,5 кгс/см² в течение 30±2 мин. После охлаждения до 37^оС во флакон с 75 мл питательной среды вносят содержимое ампулы со штаммом лактобацилл вида L. plantarum 38, тщательно перемешивают. Рабочую культуру инкубируют в термостате при температуре 36-38^оС в течение 20 ч. Для приготовления закваски из флакона выращенную суспензию микроорганизмов пересевают в заквасочник с 1000 мл питательной среды, вносят 30 мл рабочей культуры, далее инкубируют в термостате при температуре 36-38^оС в течение 18 ч.

Молоко коровье натуральное, заготовленное по ГОСТ 13264-88 в количестве 29 л, стерилизуют в емкостях для стерилизации молока при температуре 110^оС в течение 31 мин, охлаждают до температуры 40^оС, передавливают в ферментер углекислым газом и деоксигенируют 18-кратным замещением газовой фазы методом заполнения-выпуска газа, затем в молоко вводят закваску, передавливая углекислым газом из заквасочника. После внесения закваски содержимое ферментеров перемешивают с помощью барботажа газом в течение 10 мин.

После сквашивания в течение 3,5 ч рН составил 5,2, после чего в систему термостатирования ферментера подают водопроводную воду с температурой 9^оС и охлаждают продукт в покое 30 мин. Затем при медленном перемешивании 1-2 об/мин фасуют по 200 мл.

Число живых клеток лактобацилл составило 3,6х10⁹ КОЕ/г. Выделение сыворотки отсутствует. Посторонняя микрофлора не была обнаружена.

По органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям кисломолочный лактобактерин (пример 3) соответствует характеристикам, указанным в табл.3.

Использование: биотехнология, молочная и медицинская промышленность, может найти применение в диетическом и лечебном питании. Сущность изобретения: для получения бифидумбактерина или лактобактерина подготовленное к заквашиванию молоко деоксигенируют, заквашивание ведут при температуре 35 - 40°С при подаче закваски третьей генерации в ферментер под давлением, создаваемым избыточным давлением 0,3 ати в системе газообеспечения, и пониженным давлением 0,5 - 1,0 ати внутри ферментера, с последующим перемешиванием смеси в течение 10 - 15 мин CO₂ со скоростью подачи 3 - 5 л/мин, и перемешиванием в течение 10 - 15 мин со скоростью 40 - 60 об/мин. Полученный продукт охлаждают в покое до температуры 10°С в течение 20 - 30 мин, а розлив его ведут при перемешивании продукта из расчета 1 - 2 об/мин. Изобретение предусматривает внесение в исходное, подготовленное к сквашиванию молоко пектина из расчета 5 - 6 г/л. Оптимизация состава питательной среды для накопления биомассы микроорганизмов обеспечивает снижение себестоимости производства. Деоксигенация среды и исходного сырья, режим перемешивания и сквашивания обеспечивают повышение выхода жизнеспособных бактерий и концентрацию штамма приобиотика в продукте не менее 10⁹ КОЕ/мл . 4 з.п.ф-лы, 3 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО КИСЛОМОЛОЧНОГО ПРОДУКТА, предусматривающий приготовление питательной среды для накопления биомассы бактерий, стерилизацию ее, охлаждение до температуры заквашивания, приготовление культуры первой - второй генерации, получение закваски третьей генерации, подготовку исходного сырья, стерилизацию его, заквашивание закваской третьей генерации, подаваемой в ферментер под давлением СО₂, сквашивание в анаэробных условиях при перемешивании, охлаждение до температуры +10^oС и розлив, отличающийся тем, что перед заквашиванием охлажденное молоко деоксигенируют, заквашивание осуществляют закваской, приготовленной на штаммах бифидобактерий или лактобактерий, при температуре 35 - 40^oС путем подачи закваски в ферментер под давлением, создаваемым избыточным давлением 0,3 ати в системе газообеспечения и пониженным давлением 0,5 - 1,0 ати внутри ферментера, с последующим перемешиванием заквашенной смеси в течение 10 - 15 мин углекислым газом со скоростью подачи 3 - 5 л/мин и перемешиванием в течение 10 - 15 мин со скоростью 40 - 60 об/мин, охлаждение полученного продукта ведут в покое в течение 20 - 30 мин, а разливают при перемешивании продукта из расчета 1 - 2 об/мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения лактобактерина используют закваску, приготовленную на чистых культурах Lactobacillus casei ВКПМ В-37, Lactobacillus plantarum ВКПМ В-38, Lactobacillus fermentum ВКПМ В-39. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что сквашивание молока закваской, приготовленной на чистых культурах лактобактерий, ведут в течение 3 - 4 ч. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в исходное сырье вносят 5 - 6 г/л пектина. 5. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при приготовлении питательной среды "Бактофет", используемой для накопления биомассы бифидобактерий или лактобактерий первой, второй, третьей генераций, применяют ингредиенты в следующих соотношениях, г:
Сухой "Гидрофет - О" или его концентрат 16,0 ± 0,5
Хлористый натрий 3,5 ± 0,5
Лактоза 5,0 ± 0,5
Агар-агар 0,75 ± 0,05
Дистиллированная вода До 1 л