СПОСОБ НАРАЩИВАНИЯ БИОМАССЫ КЕФИРНЫХ ГРИБКОВ Российский патент 2009 года по МПК A23C9/12 C12N1/20 

Изобретение относится к молочной, пищевой промышленности и биотехнологии и может быть использовано для производства комбинированных молочных продуктов.

Известно техническое решение (патент РФ №2213461), заключающееся в том, что молоко пастеризуют при температуре 90-95°C, охлаждают и вводят кефирные грибки при pH 4,8-4,0. Полученную смесь сквашивают до достижения кислотности 75-80°Т, затем проводят аэрацию путем нагнетания воздуха в смесь, находящуюся в покое. Чтобы исключить интенсивное воздействие на систему молоко: кефирные грибки, нагнетание воздуха в смесь осуществляют компрессором, применяемым в аквариумистике, при постоянном давлении (703 мм водяного столба) и равномерной подаче воздуха. После аэрации грибковую закваску оставляют на созревание, затем отделяют грибки.

Недостатком этого способа является то, что кефирные грибки подвергаются морфологическим изменениям фенотипического характера, т.е. происходит изменение клеток дрожжей. Стимуляция активного роста лактосбраживающих дрожжей и подавление процесса роста лактобактерий и ароматобразующих бактерий приводит к отклонению находящейся в равновесии микробной системы, что негативно сказывается на биосинтезе витаминов, аминокислот и минеральных веществ, вырабатываемых в своем составе кефирными грибками.

Ближайший аналог, который взят за прототип (патент РФ №2213462), - способ наращивания биомассы кефирных грибков, включающий пастеризацию питательной среды, охлаждение до 20-25°C и введение грибков, где в качестве питательной среды используют молочную сыворотку или обезжиренное молоко, в которую кефирные грибки вносят после установления в ней pH 6,7-6,9 при соотношении 1:40-1:60, выдержку проводят в течение 20-24 ч с периодическим перемешиванием через каждый час в течение 10 мин или непрерывным перемешиванием в течение первых 10-12 ч до прироста биомассы кефирных грибков 25-45 г на 100 г биомассы и количества глюкогалактана в биомассе 1,15-1,57 г.

Недостатком данного метода является отсутствие условий поддержания оптимального интервала pH-среды для максимального прироста биомассы кефирных грибков при их культивировании. Также данный способ характеризуется образованием в качестве отхода отработанной молочной сыворотки, которая без дополнительной доработки не может быть использована.

В предлагаемом способе технический результат, полученный от реализации изобретения, заключается в безотходности переработки молока при производстве творога и сыра, увеличении прироста биомассы кефирных грибков, которую можно использовать как биологически активную добавку, богатую незаменимыми аминокислотами, витаминами и минеральными веществами, при производстве комбинированных молочных продуктов; а также позволяет получить молочную сыворотку, обогащенную лактатом аммония (источником перевариваемого протеина), витаминами A, D, R, группы B, никотиновой и аскорбиновой кислотами, для использования при кормлении сельскохозяйственных животных.

Технический результат достигается с помощью способа наращивания биомассы кефирных грибков, включающего введение в пастеризованную охлажденную молочную сыворотку кефирных грибков при периодическом перемешивании или при непрерывном перемешивании до прироста биомассы кефирных грибков, при этом в молочную сыворотку вносят порцию минеральной добавки в количестве 1,15 г/л, устанавливая тем самым pH 5,5-7, пастеризацию сыворотки ведут при 90-97°C с выдержкой 15-20 с и охлаждения до 33±3°C, вносят кефирные грибки в соотношении их к питательной среде 1:10-1:13, выдержку проводят в течение 24 ч при температуре 23±3°C при постоянном или периодическом перемешивании через каждые 2 ч в течение 20 мин в период культивирования, через 12 ч вводят 25%-ный раствор аммиака для поддержания оптимальной среды и минеральную добавку в количестве 1,15 г/л, наращивание ведут до прироста биомассы кефирных грибков 25-50 г на 100 г биомассы.

На чертеже показан возможный технический результат: 1 - приемная емкость; 2, 4, 6, 8 - насосы центробежные; 3 - сепаратор-очиститель; 5 - пастеризатор; 7 - накопительная емкость; 9 - емкость для минеральной добавки; 10 - дозатор; 11-15 - ванна для культивирования.

Технический результат достигается благодаря поступлению с завода в приемную емкость 1 свежей сыворотки, являющейся исходной питательной средой, в которую вносят минеральную добавку в расчете 1,15 г/л, которая представляет собой смесь состава (в % по массе): 43,48% 0,5%-го раствора сульфата аммония; 21,74% 0,25%-го раствора карбамида; 17,39% 0,2%-го раствора гидрофосфата аммония и 17,39% 0,2%-го раствора гидрофосфата калия, затем сыворотку насосом 2 направляют в сепаратор-очиститель 3 для отделения от примесей, после чего сыворотка насосом 4 поступает в пастеризатор 5 пластинчатого типа для уничтожения посторонней микрофлоры. Процесс пастеризации осуществляется при 90-97°C с выдержкой 20 с. Затем пастеризованную сыворотку насосом 6 подают в накопительную емкость 7, охладив в пластинчатом теплообменнике до температуры 38±5°C. Из накопительной емкости насосом 8 пастеризованная сыворотка направляется в ванны для культивирования 11-15 (коэффициент заполнения 0,8). В каждую ванну при соотношении кефирные грибки - питательная среда 1:10-1:13 при 33±3°C вносят кефирные грибки. Процесс культивирования при самопроизвольном охлаждении культуральной среды до 23±3°C ведут в течение 24 часов. Через каждые 12 ч проводят раскисление питательной среды путем внесения 25%-ного раствора аммиака до pH 5,5-7 и минеральной добавки в количестве 1,15 г/л.

Через сутки отработанную сыворотку сливают в сборник, биомассу кефирных грибков отделяют, отбирают прирост биомассы, который перерабатывается для производства комбинированных молочных продуктов. Технологический процесс повторяют на новой порции свежей сыворотки. Отработанная сыворотка содержит различные ценные компоненты и может служить основой для производства белково-витаминной добавки для кормления сельскохозяйственных животных или ингредиентом для производства функциональных продуктов питания.

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ СПОСОБА

Пример №1. В свежую сыворотку в количестве 1000 кг, являющуюся исходной питательной средой, после отделения от примесей, вносят минеральную добавку в количестве 165 кг на одну ванну для культивирования. Минеральная добавка представляет собой раствор состава: 6,522 кг сульфата аммония; 3,262 кг карбамида; 2,608 кг гидрофосфата аммония и 2,608 кг гидрофосфата калия, в 150 кг дистиллированной воды и поступает в пастеризатор для термической обработки при 90°C с выдержкой 20 с. Затем пастеризованная сыворотка подается в накопительную емкость с температурой 38±5°C, откуда направляется в ванны для культивирования. В каждую ванну при соотношении кефирные грибки - питательная среда 1:13 при 33±3°C вносят кефирные грибки массой 89,62 кг. Процесс культивирования при самопроизвольном охлаждении культуральной среды до 23±3°C ведут в течение 24 часов. Через каждые 12 ч проводят раскисление питательной среды путем внесения 25%-ного раствора аммиака до pH 5,5-7 и минеральной добавки в количестве 165 кг. При этом съем биомассы составляет - 22,41 кг с содержанием сухого вещества - 11-15%.

Пример №2. В свежую сыворотку в количестве 1000 кг, являющуюся исходной питательной средой, после отделения от примесей, вносят минеральную добавку в количестве 165 кг на одну ванну для культивирования. Минеральная добавка представляет собой раствор состава: 6,522 кг сульфата аммония; 3,262 кг карбамида; 2,608 кг гидрофосфата аммония и 2,608 кг гидрофосфата калия, в 150 кг дистиллированной воды и поступает в пастеризатор для термической обработки при 97°C с выдержкой 20 с. Затем пастеризованная сыворотка подается в накопительную емкость с температурой 38±5°C, откуда направляется в ванны для культивирования. В каждую ванну при соотношении кефирные грибки - питательная среда 1:10 при 33±3°C вносят кефирные грибки в массе 116,5 кг. Процесс культивирования при самопроизвольном охлаждении культуральной среды до 23±3°C ведут в течение 24 часов. Через каждые 12 ч проводят раскисление питательной среды путем внесения 25%-ного раствора аммиака до pH 5,5-7 и минеральной добавки в количестве 165 кг. При этом съем биомассы составляет - 58,25 кг с содержанием сухого вещества - 11-15%.

Способ наращивания биомассы кефирных грибков включает введение в молочную сыворотку порции минеральной добавки в количестве 1,15 г/л, которая представляет собой смесь состава (в % по массе), содержащего 0,5%-ый раствор сульфата аммония - 43,48; 0,25%-ый раствор карбамида - 21,74; 0,2%-ый раствор гидрофосфата аммония - 17,39 и 0,2%-ый раствор гидрофосфата калия - 17,39, устанавливая тем самым pH 5,5-7. Затем сыворотку пастеризуют при 90-97°C с выдержкой 20 с и охлаждают до 33±3°C, вносят кефирные грибки в соотношении их к питательной среде 1:10-1:13 и выдерживают в течение 24 ч при температуре 23±3°C при постоянном или периодическом перемешивании через каждые 2 ч в течение 20 мин в период культивирования. Через 12 ч вводят 25%-ный раствор аммиака для поддержания оптимальной среды и минеральную добавку в количестве 1,15 г/л. Наращивание ведут до прироста биомассы кефирных грибков 25-50 г на 100 г биомассы. Способ позволяет увеличить прирост биомассы кефирных грибков, которую можно использовать как добавку при производстве комбинированных молочных продуктов, при этом отработанная сыворотка пригодна для использования при кормлении сельскохозяйственных животных. 1 ил.

Способ наращивания биомассы кефирных грибков, включающий введение в пастеризованную охлажденную молочную сыворотку кефирных грибков выдержку при периодическом перемешивании или при непрерывном перемешивании до прироста биомассы кефирных грибков, отличающийся тем, что в молочную сыворотку вносят порцию минеральной добавки в количестве 1,15 г/л, которая представляет собой смесь состава (в % по массе), содержащего 0,5%-ный раствор сульфата аммония - 43,48; 0,25%-ный раствор карбамида - 21,74; 0,2%-ный раствор гидрофосфата аммония - 17,39 и 0,2%-ный раствор гидрофосфата калия - 17,39, устанавливая тем самым pH 5,5-7, пастеризацию сыворотки ведут при 90-97°C с выдержкой 20 с и охлаждения до 33±3°C, вносят кефирные грибки в соотношении их к питательной среде 1:10-1:13, выдержку проводят в течение 24 ч при температуре 23±3°C при постоянном или периодическом перемешивании через каждые 2 ч в течение 20 мин в период культивирования, через 12 ч вводят 25%-ный раствор аммиака для поддержания оптимальной среды и минеральную добавку в количестве 1,15 г/л, наращивание ведут до прироста биомассы кефирных грибков 25-50 г на 100 г биомассы.