СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА Российский патент 2006 года по МПК A23L2/00 A23C9/127 

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к способу получения бактериального концентрата в жидкой форме, относящегося к оздоровительным продуктам, которые найдут применение в медицине, пищевой промышленности и в ветеринарии.

Известен способ получения кисломолочных продуктов, включающий приготовление питательной среды путем смешения молочной основы со стимуляторами роста и высокотемпературную обработку, введение посевной дозы культуры бактерий Bifidobacterium adolescentis в количестве (2,5-25) об.% в указанную питательную среду, выращивание при температуре (38±1,0)°С до получения продукта с титром бифидобактерий 10⁸ КОЕ/мл, охлаждение и фасовку готового продукта (заявка ЕПВ №0154614, кл. А 23 С 9/123, 11.09.85).

Данным способом получают кисломолочный продукт с недостаточной биологической активностью из-за низкого титра бифидобактерий, имеющий ограничение по возрастной категории потребителей, рекомендуется только для взрослых людей.

Известна биологически активная добавка (БАД) к пище и способ ее получения, включающий ферментативный гидролиз белкового компонента в две стадии: в кислой среде с использованием пепсина и в щелочной среде с использованием панкреатина до получения белкового гидролизата с выходом не менее 82%. В гидролизат вводят не менее 0,59 об.% стабилизирующих добавок, таких как агар-агар, хлористый натрий, пептон, цистин, лактулозу или лактозу. На полученной гидролизатной среде культивируют культуры микроорганизмов Bifidobacterium, Lactobacillus, Streptococcus, взятых в количестве 1,0-7,0 об.%. В качестве белкового компонента используют обрат молока или экстракт водорослей.

Полученная БАД характеризуется титром молочнокислых бактерий 10⁸-10¹⁰ КОЕ/мл и сроком хранения не более 35 дней без изменения микрофлоры.

Описанный способ имеет сложную и длительную технологию, в процессе которой получают БАД с низким сроком хранения и невысокой биологической активностью (Патент RU №2207019, по кл. А 23 L 1/30).

Наиболее близким техническим решением является способ получения бифидосодержащего продукта, описанный в патенте RU №2099956, по кл. А 23 С 9/127, который предусматривает приготовление питательной среды, содержащей обезжиренное молоко, агар-агар, кукурузный экстракт, гидролизат молока, бикарбонатный буфер, введение посевной дозы культуры Bifidobacterium adolescentis в указанную питательную среду. Выращивание культуры ведут при температуре (38±1,0)°С до получения кисломолочного продукта с последующим его охлаждением, причем в среду дополнительно вводят декстрин-мальтозу.

Полученный бифидосодержащий продукт имеет титр бифидобактерий до 10⁹ КОЕ/мл и срок хранения до 50 дней с изменением титра до 10⁷ КОЕ/мл, то есть невысокую биологическую активность. Этот продукт используют для приготовления кисломолочных продуктов, которые имеют ограничения по возрастной группе потребителей, так как содержит молоко, что противопоказано для применения детям до года, особенно с лактазной недостаточностью. Кроме того, питательная среда предназначена для культивирования только Bifidobacterium adolescentis, которые также не рекомендуются для приготовления продуктов детского питания.

Техническим результатом заявляемого способа является получение бактериального концентрата, обладающего высокой биологической активностью, длительным сроком хранения и пригодным для использования людьми различных возрастных групп, в частности, для получения продуктов детского питания.

Поставленная цель достигается тем, что в заявляемом способе получения бактериального концентрата, включающем приготовление питательной среды, введение посевной культуры в указанную среду, выращивание культуры до получения готового продукта и последующее его охлаждение, согласно изобретению питательную среду готовят на основе гидролизата молока, в нее дополнительно вводят лактит, L-цистеин солянокислый, NaCl или КН₂РО₄ и стабилизирующую добавку с последующей стерилизацией при следующем количественном соотношении ее ингредиентов, мас.%:

Гидролизат молока43,8-44,2Лактит1,8-2,2L-цистеин солянокислый0,008-0,03КН₂PO₄ или NaClСоответственно  (0,031-0,035) или (0,38-0,42)Стабилизирующая добавка0,8-0,95ВодаОстальное,

причем посевную культуру Bifidobacterium или Lactobacillus вводят в количестве соответственно 5 и 3% от объема питательной среды, а выращивание осуществляют до получения бактериального концентрата с титром от 10¹⁰ до 10¹² КОЕ/мл и кислотностью в пределах от 70 до 100°Т при оптической плотности ≥0,16×5.

Выбранный состав и соотношение ингредиентов питательной среды, а также режим культивирования обеспечивают получение бактериального концентрата с высокой биологической активностью, обусловленной высоким титром лакто- и бифидобактерий от 10¹⁰ до 10¹² КОЕ/мл, за короткий срок ферментации (4-6 часов) в анаэробных условиях. По показателю оптической плотности контролируют окончание процесса ферментации и получение готового концентрата с заданным титром лакто- и бифидобактерий. Указанные пределы кислотности поддерживают названную концентрацию лакто- и бифидобактерий в готовом концентрате в течение длительного срока хранения.

В качестве посевной культуры могут быть использованы различные виды Bifidobacterium (В.) или Lactobacillus (L.), в частности B. bifidum, B. longum, L. acidophilus, L. bulgaricus, L. plantarum и др.

Введение лактита обеспечивает длительный срок хранения готового бактериального концентрата практически без изменения титра лакто- и бифидобактерий. Использование в качестве основы питательной среды гидролизата молока значительно расширяет диапазон использования получаемого концентрата, в частности его с успехом можно применять для приготовления кисломолочных продуктов для детей до года.

Гидролизат молока, являющийся основой для приготовления питательной среды, служит источником пептидов - стимуляторов роста бифидо- и лактобактерий.

Лактит является источником углеводов и пребиотическим ингредиентом, увеличивающим число активных жизнеспособных бактерий и время срока годности концентрата. Это полиол, полученный из молочного сахара (лактозы) гидрированием глюкозной части дисахарида и не вызывающий в отличие от лактозы аллергической реакции у людей с лактазной недостаточностью.

L-цистеин солянокислый используется как антиоксидант при выращивании анаэробов, NaCl или КН₂РО₄ обеспечивает изотоничность питательной среды и играет роль буфера, сдерживая наращивание концентрации свободных органических кислот, что обеспечивает при дальнейшем хранении оптимальные условия для бифидо- или лактобактерий.

В качестве стабилизирующей добавки целесообразно использовать агар-агар, который уменьшает скорость диффузии кислорода из воздуха за счет увеличения плотности среды, тем самым создаются анаэробные условия, обеспечивающие скорость роста бифидо- или лактобактерий и сохранения их жизнеспособности длительное время.

Целесообразно в качестве стабилизирующей добавки использовать смесь агар-агара с пектином при массовом соотношении 1:1 или смесь агар-агара с пищевой добавкой Полсгаард при массовом соотношении 1:1. Полсгаард - это комплексная пищевая добавка, одобренная Минздравом (Сан. Эпидем. Заключение №779902916. Д.002469.0402 от 17.04.2002).

Пектин - природный полимер Д-галактуроновой кислоты, входящей в состав всех зеленых растений планеты, является натуральным бактерицидным энтеросорбентом и используется в качестве вспомогательного средства при приготовлении фармпрепаратов. Играет важную роль в нормализации работы органов пищеварения, обладает желирующими свойствами, увеличивает плотность питательной среды.

Введение пищевой добавки Полсгаард в питательную среду увеличивает срок хранения концентрата.

Он является модифицированным крахмалом и служит дополнительным источником питания для бактерий, увеличивает плотность среды, создает благоприятные анаэробные условия и, кроме того, его температура плавления ниже температуры плавления агар-агара.

Желательно в гидролизат молока дополнительно вводить дрожжевой аутолизат в количестве 2 мас.%. Аутолизат дрожжевой является поставщиком аминного азота и витаминов группы В и PP. Его включение в питательную среду обеспечивает получение с помощью бактериального концентрата кисломолочного продукта, который при его применении сокращает продолжительность диарейного синдрома и симптомов интоксикации, а также улучшает показатели клеточного звена иммунитета.

Целесообразно для поддержания высокого титра лакто- и бифидобактерий при длительном хранении вводить в готовый продукт после его охлаждения лактит в количестве 1 мас.%.

В дальнейшем изобретение будет подробно раскрыто в конкретных примерах его реализации.

Пример 1. Приготовление бифидосодержащего концентрата осуществляется следующим образом.

Сначала готовят питательную среду. Гидролизат молока смешивают с очищенной водопроводной водой, которую получают путем пропускания через глубинный фильтр, в результате чего вода очищается от механических примесей, то есть нерастворимых взвешенных частиц. Затем вводят предварительно растворенные в воде лактит, автолизат дрожжевой, L-цистеин солянокислый, NaCl и в качестве стабилизирующей добавки агар-агар при количественном соотношении ингредиентов, мас.%:

Гидролизат молока43,8Лактит1,8L-цистеин солянокислый0,008Аутолизат дрожжевой2,0NaCl0,38Агар-агар0,8ВодаОстальное

Питательную среду стерилизуют при температуре 121°С и избыточном давлении 1 атм в течение 30 минут с последующим охлаждением до 38±1°С. В указанную питательную среду вносят посевную культуру Bifidobacterium bifidum в количестве соответственно 5% от объема питательной среды. Перемешивают, создают анаэробные условия и культивируют культуру при температуре 38±1°С в ферментере в течение 4-5 часов до получения готового бифидосодержащего концентрата с титром 10¹² КОЕ/мл, кислотностью 70°Т при оптической плотности ≥0,16×5.

В процессе культивирования ведется контроль за рН и оптической плотностью. Затем полученный концентрат охлаждают до 18°С и разливают в тару.

Пример 2. Согласно данному примеру питательную среду готовят аналогично технологии, описанной в примере 1, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Гидролизат молока43,8Лактит2,0L-цистеин солянокислый0,02KH₂PO₄0,031Смесь агар-агар и пектина при массовом соотношении 1:10,9ВодаОстальное

Для выращивания используют Bifidobacterium longum в количестве 5% от объема питательной среды. Полученный бифидосодержащий концентрат характеризуется титром 10¹² КОЕ/мл, кислотностью 90°Т при оптической плотности ≥0,8.

Пример 3. Согласно данному примеру питательную среду готовят аналогично технологии, описанной в примере 1, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Гидролизат молока44,2Лактит2,2L-цистеин солянокислый0,03NaCl0,42Смесь агар-агар и пищевой добавки Полсгаард в массовом соотношении 1:10,95ВодаОстальное

Для выращивания используют Lactobacillus acidophilus в количестве 3% от объема питательной среды. Полученный лактосодержаший концентрат характеризуется титром 10¹² КОЕ/мл, кислотностью 80°Т при оптической плотности ≥0,8.

Пример 4. Согласно данному примеру питательную среду готовят аналогично технологии, описанной в примере 1, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Гидролизат молока44,2Лактит1,8L-цистеин солянокислый0,03КН₂PO₄0,035Агар-агар0,95ВодаОстальное

Для выращивания используют Lactobacillus bulgaricus в количестве 3% от объема питательной среды. Полученный лактосодержащий концентрат характеризуется титром 10¹⁰ КОЕ/мл, кислотностью 100°Т при оптической плотности ≥0,8. В готовый концентрат после охлаждения вводят дополнительно 1 мас.% лактита.

Бактериальный концентрат, полученный при выращивании на питательной среде культуры Bifidobacterium, по вкусовым показателям соответствует требованиям, указанным в таблице 1.

Таблица 1Наименование показателяХарактеристика продуктаВнешний вид и консистенцияОднородная, мутная при взбалтывании жидкость с видимым ростом культурыВкус и запахКисловатый без посторонних привкусов и запаховЦветСветловато-янтарный различных оттенков

По физико-химическим показателям концентрат соответствует требованиям, указанным в таблице 2.

Таблица 2Наименование показателяНормаКислотность, °Т, не более90Температура при выпуске с предприятия, °С, не более4±2

Бактериальный концентрат, полученный при выращивании на питательной среде культуры Lactobacillus, по вкусовым показателям соответствует требованиям, указанным в таблице 3.

Таблица 3Наименование показателяХарактеристика продуктаВнешний вид и консистенцияОднородная, мутная при взбалтывании жидкость с видимым ростом лактобактерийВкус и запахКисловатый без посторонних привкусов и запаховЦветСветловато-янтарный различных оттенков

По физико-химическим показателям концентрат соответствует требованиям, указанным в таблице 4.

Таблица 4Наименование показателяНормаКислотность, °Т, не более100Температура при выпуске с предприятия, °С, не более4±2

В таблице 5 приведены данные по исследованию биологической активности бифидо- или лактосодержащего концентрата при хранении.

Таблица 5Длительность хранения бактериального концентрата согласно изобретениюКонцентрат, вырабатываемый на основе Bifidobacterium, согласно изобретениюКонцентрат, вырабатываемый на основе Lartobacillus, согласно изобретениюПример 1Пример 2Пример 3Пример 4Исходный титр продукта в КОЕ/мл10¹²10¹²10¹²10¹⁰Через 20 дней хранения10¹⁰10¹⁰10¹²10¹⁰Через 40 дней хранения--10¹²10¹¹Через 60 дней хранения10¹⁰10¹⁰--Через 70 дней хранения--10¹⁰10¹¹

Как видно из таблицы 5, титр лактобактерий в концентрате, полученном по примеру 4, через 40 и 70 дней хранения увеличивается за счет введения в него лактина, что было установлено авторами экспериментально.

Проведенные клинические исследования показали, что бактериальный концентрат обладает высокой антагонистической активностью, годен для всех возрастных категорий, обладает питательной ценностью, его бактерии биологически активны и начинают работать с момента попадания на слизистые оболочки. Особенно бактерии активны в отношении патогенных бактерий, находящихся на поверхности кожи и слизистых. Метаболиты, находящиеся в продукте (микроэлементы, летучие жирные кислоты, витамины, аминокислоты) благотворно действуют на желудочно-кишечный тракт.

Применение предлагаемых синбиотических продуктов способствует повышению секреторного IgA.

Все вышеперечисленное позволит использовать данный бактериальный концентрат в качестве биологически активной добавки при профилактике и для коррекции дисбактериоза взрослых и детей, в частности детей до 1 года, а также использовать в качестве закваски для приготовления кисломолочных диетических продуктов.

Установлено, что в бактериальном концентрате, изготовленном по предлагаемому способу, содержание жизнеспособных клеток бифидобактерий составляет 10¹², что на два порядка выше, чем в бифидосодержащем концентрате по прототипу, имеющем титр 10¹⁰. Улучшение показателей биологической активности обеспечивается за счет создания более благоприятных условий для роста бифидобактерий.

Бактериальный концентрат имеет также при длительном сроке хранения до 60 дней по сравнению с прототипом более высокий титр бифидобактерий, а именно 10¹⁰ КОЕ/мл против 10⁸ КОЕ/мл.

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к способу получения бактериального концентрата в жидкой форме, относящегося к оздоровительным продуктам. Данное изобретение может быть применено в пищевой промышленности, медицине и ветеринарии. Способ включает приготовление питательной среды на основе гидролизата молока с дополнительным введением в нее лактита, L-цистеина солянокислого, NaCl или КН₂PO₄ и стабилизирующей добавки, например агар-агара, и воды с последующим выращиванием на ней посевной культуры Bifidobacterium или Lactobacillus, взятых в количестве соответственно 5 и 3 об.%. Полученный бактериальный концентрат имеет титр от 10¹⁰ до 10¹² КОЕ/мл и кислотность от 70 до 100°Т. Данное изобретение позволяет получить бактериальный концентрат, обладающий высокой биологической ценностью, а также длительным сроком хранения до 60 дней, при этом концентрат имеет более высокий титр бифидобактерий, и именно 10¹⁰ КОЕ/мл. 5 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Способ получения бактериального концентрата, включающий приготовление питательной среды, введение посевной культуры в указанную питательную среду, выращивание культуры до получения готового продукта и последующее его охлаждение, отличающийся тем, что питательную среду готовят на основе гидролизата молока, в нее дополнительно вводят лактит, L-цистеин соляно-кислый, NaCl или КН₂РО₄ и стабилизирующую добавку с последующей стерилизацией при следующем количественном соотношении ее ингредиентов, мас.%:

Гидролизат молока43,8-44,2Лактит1,8-2,2L-цистеин соляно-кислый0,008-0,03KH₂PO₄ или NaClсоответственно  (0,031-0,035) или  (0,38-0,42)Стабилизирующая добавка0,8-0,95ВодаОстальное

причем в качестве посевной культуры используют Bifidobacterium или Lactobacillus, который вводят в количестве соответственно 5 и 3% от объема питательной среды, а выращивание осуществляют до получения бактериального концентрата с титром от 10¹⁰ до 10¹² КОЕ/мл и кислотностью от 70 до 100°Т.