СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОГО ПРЕПАРАТА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2006 года по МПК C12N1/20 A22C11/00 A23L1/31 C12N1/00 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к производству мясных продуктов.

Для производства нового поколения мясных продуктов с гарантированными и устойчивыми показателями качества в технологических процессах изготовления мясных продуктов в настоящее время используются бактериальные препараты. (см. «Способ приготовления бактериального препарата для приготовления мясных продуктов», патент РФ № 2083665, 1995 г., С 12 N 1/20).

В большинстве применяемых бакпрепаратов используют различные виды молочнокислых бактерий. Однако эти препараты имеют ряд недостатков, а именно денитрифицирующая активность лактобактерий невысокая, большинство известных применяемых продуцентов не являются психрофилами и галотолерантными штаммами, что снижает их эффективность в рассолах при низких положительных температурах.

Для улучшения цветоароматических характеристик мясопродуктов в настоящее время широко применяют нитратредуцирующие (по схеме NO₃→NO₂) микроорганизмы семейства Micrococcoceae, нижняя температурная граница развития которых - +10°С. Все это позволяет использовать такие микроорганизмы только при производстве сырокопченых и сыровяленых колбас, причем максимальный эффект наблюдается при использовании в посоле нитрата натрия. Температура +4±2°С, применяемая в технологии мясных продуктов при их посоле, низкие концентрации кислорода отрицательно сказываются на развитии микроорганизмов семейства Micrococcoceae.

Эффективность применения таких препаратов зависит в первую очередь от селектированных штаммов. При селекции перспективных штаммов необходимо учитывать условия их применения, в первую очередь температурный режим и концентрацию поваренной соли в растворах.

Известен изолированный из рассолов при низких температурах штамм-денитрификатор Paracoccus sp., находящийся в коллекции ВНИИ мясной промышленности под номером К3 (патент №2169762, МКИ С 12 N 1/20), принятый за прототип.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка бактериального препарата на основе психрофильного денитрифицирующего штамма, позволяющего производить мясные продукты с незначительным содержанием остаточного нитрита натрия и улучшенными цветовыми характеристиками.

Этот результат достигается тем, что в способе получения бактериального препарата для приготовления мясных продуктов, предусматривающем глубинное культивирование штамма микроорганизма в условиях аэрации на питательной среде, содержащей органический источник аминного азота, источник азота на основе дрожжей, глюкозу, магний сернокислый, марганец сернокислый и воду, отделение клеточной биомассы, концентрирование, смешивание с защитной средой, сублимационное высушивание и смешивание бактериального концентрата с наполнителем, осуществляют глубинное культивирование штамма-денитрификатора Paracoccus denitrificans sp К3, в состав питательной среды дополнительно вводят натрий хлористый, калий фосфорнокислый однозамещенный, калий фосфорнокислый двузамещенный и калия нитрит, щелочной гидролизат крови крупного рогатого скота, компонент, снижающий окислительно-восстановительный потенциал, источник аминного азота - панкреатический гидролизат казеина - используют с содержанием аминного азота 600 мг% или панкреатический гидролизат обезжиренного молока с содержанием аминного азота 600 мг%, а в качестве источника азота на основе дрожжей - автолизат пекарских дрожжей при следующем содержании компонентов, г/л:

панкреатический гидролизат казеина с содержанием аминного азота 600 мг% или панкреатический гидролизат обезжиренного молока с содержанием аминного азота 600 мг%18,0-22,0глюкоза9,0-11,0магний сернокислый0,1-0,3марганец сернокислый0,4-0,6натрий хлористый18,0-22,0калий фосфорнокислый двузамещенный0,9-1,1калий фосфорнокислый однозамещенный0,4-0,6калия нитрит0,2-0,4компонент, снижающий окислительно-восстановительный потенциал0,9-1,1автолизат пекарских дрожжей30-50 см³водаостальное,

при этом культивирование в течение 12-14 ч ведут при температуре 22-24°С и скорости аэрации 0,4-0,5 об/об/ мин.

В качестве компонента, снижающего окислительно-восстановительный потенциал среды, используют цистин или аскорбиновую кислоту, или гидролизат крови крупного рогатого скота.

Штамм определен до вида denitrificans бактерий Paracoccus species и ему присвоен автором условный номер К3. Под этим номером штамм депонирован в коллекцию промышленных микроорганизмов ГНУ ВНИИ мясной промышленности им. В.М.Горбатова РАСХН.

Характеристика штамма. Штамм бактерий Paracoccus denitrificans -К3 выделен из заливочных рассолов. Клетки сферические, 0.8×1.4 в диаметре, расположены попарно и одиночно, с возрастом изменений не происходит. На стандартных питательных средах образует круглые колонии диаметром 3 мм и более, выпуклые с возвышением в центре, гладкие, блестящие, край лопастной, кремового цвета, непрозрачные. Окраска по Грамму и реакция по Грамму методом Gregersen (1978) - грамположительная, однако, по результатам электронно-микроскопического анализа в нем имеются признаки грамотрицательных бактерий, сложно организованным мукопептидным слоем, который представлен двумя отличающимися по плотности слоями. Слой более плотный и примыкающий к переплазме имеет меньшую толщину, чем второй, на внешней поверхности которого находится наружная мембрана.

Для лучшей адаптации штамма КЗ к условиям посола и созревания мясопродуктов его культивирование проводили при концентрации NaCl в среде, равной 2%. Опытные данные показывают, что эффективная денитрификация идет в условиях низкого окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) или лимитированного кислородом роста. Поэтому в состав среды вводили одно из веществ, снижающих ОВП: цистин, аскорбиновая кислота, «стимулятор роста гемофильных микроорганизмов» (на основе щелочного гидролизата крови крупного рогатого скота), а также были проведены эксперименты с лимитированием роста кислородом: снижением pO₂ ниже 5% за счет снижения скорости аэрации.

Пример 1

Для приготовления инокулята суспензию клеток из пробирок рабочего банка клеток со скошенным агаром, содержащих психрофильный штамм Paracoccus spp., шт.К-3 засевали в две колбы со средой следующего состава (г/дм³):

панкреатический гидролизат казеина (ПГК)20,0глюкоза10,0автолизат пекарских дрожжей40 см³магний сернокислый0,2марганец сернокислый0,05натрий хлористый20,0калий фосфорнокислый двузамещенный1,0калий фосфорнокислый однозамещенный0,5«стимулятор роста гемофильных микроорганизмов»1,0калия нитрит0,3водаостальное

Колбы помещали на качалку и инкубировали при (180-200) об/мин и температуре (10-12)°С в течение 1-2 сут (посевной материал 1-й генерации).

Посевной материал 2-й генерации выращивали в ферментере объемом 10 дм³. В ферментер вносили компонеты среды по прописи 1 и стерилизовали в автоклаве.

Ферментер со средой выводили на режим:

- температура- (24±2)°С,

- значение рН - 7,0±0,2

- скорость перемешивания - 350 об/мин

- аэрация - 0,5 об/об/мин.

и засевали 0,3 дм³ посевного материала, полученного на стадии ТП1.

Продолжительность выращивания 22-24 ч. Процесс ведут до прекращения прироста оптической плотности. Для этого с 20 ч роста через каждые 2 ч отбирали пробу.

Нативную культуру (НК) выращивали в полупромышленных ферментерах вместимостью 100 дм³ и более на питательной среде аналогичного состава.

Суммарное количество посевного материала, вносимого в аппарат, должно составлять не менее 5% рабочего объема ферментера. Перед засевом в ферментер вносили стерильные растворы сернокислого магния, сернокислого марганца и глюкозы.

Значения технологических параметров процесса культивирования поддерживали следующими:

- температура - (24+2)°С в течение 12 ч, затем (10+2)°С

- значение рН(начальное) 7,0+0,2

- скорость перемешивания - 350 об/мин

- аэрация - 0,5 об/об/мин в течение 12 ч, затем

0,05 об/об/мин.

Продолжительность выращивания 36-48 ч. Процесс ведут по показаниям оптической плотности. Процесс завершают через 4 ч после прекращения повышения оптической плотности. По окончании процесса культивирования культуральную жидкость передают на стадии концентрирования и сублимационной сушки.

Получают 220 г сухого бактериального концентрата с содержанием жизнеспособных клеток 2,5·10¹¹ КОЕ/г.

Пример 2

Концентрированную суспензию смешивают с защитной сахарозной средой и подвергают сублимационному высушиванию.

Процесс культивирования вели как в примере 1, в составе питательной среды панкреатический гидролизат казеина заменили на панкреатический гидролизат обрата молока (с содержанием аминного азота 600 мг%) в количестве 250 см³/дм³.

Получили 320 г сухого бактериального концентрата с содержанием жизнеспособных клеток 2,3·10¹¹ КОЕ/г.

Пример 3

Процесс культивирования вели как в примере 1, в составе питательной среды стимулятор роста гемофильных микроорганизмов заменили на цистин в количестве 2 мг/дм³.

Получили 240 г сухого бактериального концентрата с содержанием жизнеспособных клеток 2,2·10¹¹ КОЕ/г.

Пример 4

Процесс культивирования вели как в примере 1, в составе питательной среды стимулятор роста гемофильных микроорганизмов заменили на аскорбиновую кислоту в количестве 0,3 г/дм³.

Получили 220г сухого бактериального концентрата с содержанием жизнеспособных клеток 2,1·10¹¹ КОЕ/г.мг.

Пример 5.

Снижение активности препарата в течение длительного хранения. Этот процесс отражен на чертеже, на котором представлена скорость снижения концентрации нитрита натрия денитрифицирующим препаратом при 4°С в течение 4 сут. Отбор проб на анализ осуществлялся на 3, 6, 9 и 12 мес хранения препарата. Как видно из графика, снижение активности препарата наблюдается на 12-й месяц хранения.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к производству мясных продуктов. Способ предусматривает глубинное культивирование штамма-денитрификатора Paracoccus denitrificans K-3 в условиях аэрации на питательной среде, содержащей органический источник аминного азота, источник азота на основе дрожжей, глюкозу, магний сернокислый, марганец сернокислый и воду, отделение клеточной биомассы, концентрирование, смешивание с защитной средой, сублимационное высушивание и смешивание бактериального концентрата с наполнителем. В состав питательной среды дополнительно вводят натрий хлористый, калий фосфорнокислый однозамещенный, калий фосфорнокислый двузамещенный и калия нитрит, щелочной гидролизат крови крупного рогатого скота, компонент, снижающий окислительно-восстановительной потенциал. Источник аминного азота - панкреатический гидролизат казеина - используют с содержанием аминного азота 600 мг% или панкреатический гидролизат обезжиренного молока с содержанием аминного азота 600 мг%, а в качестве источника азота на основе дрожжей - автолизат пекарских дрожжей при определенном соотношении компонентов. Способ позволяет получить бактериальный препарат, который длительное время (8-9 мес) сохраняет денитрифицирующую активность, удобен в применении, гарантирует низкое содержание нитрита натрия в готовой мясной продукции, сохраняя, а в некоторых видах мясной продукции улучшая цветоароматические характеристики готового продукта. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения бактериального препарата для приготовления мясных продуктов, предусматривающий глубинное культивирование штамма микроорганизма в условиях аэрации на питательной среде, содержащей органический источник аминного азота, источник азота на основе дрожжей, глюкозу, магний сернокислый, марганец сернокислый и воду, отделение клеточной биомассы, концентрирование, смешивание с защитной средой, сублимационное высушивание и смешивание бактериального концентрата с наполнителем, отличающийся тем, что осуществляют глубинное культивирование штамма-денитрификатора Paracoccus denitrificans К3, в состав питательной среды дополнительно вводят натрий хлористый, калий фосфорнокислый однозамещенный, калий фосфорнокислый двузамещенный и калия нитрит, щелочной гидролизат крови крупного рогатого скота, компонент, снижающий окислительно-восстановительный потенциал, источник аминного азота - панкреатический гидролизат казеина используют с содержанием аминного азота 600 мг% или панкреатический гидролизат обезжиренного молока с содержанием аминного азота 600 мг%, а в качестве источника азота на основе дрожжей - автолизат пекарских дрожжей при следующем содержании компонентов, г/л;

Панкреатический гидролизат казеина с содержанием аминного азота 600 мг% или панкреатический гидролизат обезжиренного молока с содержанием аминного азота 600 мг%18,0-22,0Глюкоза9,0-11,0Магний сернокислый0,1-0,3Марганец сернокислый0,4-0,6Натрий хлористый18,0-22,0Калий фосфорнокислый двузамещенный0,9-1,1Калий фосфорнокислый однозамещенный0,4-0,6Калия нитрит0,2-0,4Компонент, снижающий окислительно-восстановительный потенциал0,9-1,1Автолизат пекарских дрожжей, см³30-50ВодаОстальное

при этом культивирование в течение 12-14 ч ведут при температуре 22-24°С и скорости аэрации 0,4-0,5 об/об/мин.