МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ Российский патент 2016 года по МПК C12Q1/04 C12N1/00 

Изобретение относится к питательной среде и ее применению.

При изготовлении большей части прежде всего потребительских товаров ежедневного потребления, к примеру продуктов питания, к примеру в форме безалкогольных напитков или пива, необходимо принимать во внимание наличие устанавливаемого с определенным допуском максимального количества соответствующих продуктов, способствующих метаболизму живых микроорганизмов, таких как грибки, дрожжи, молочные или уксуснокислые бактерии. Предназначенные для этих целей микробиологические системы обнаружения давно известны.

Обычно используемыми для аналитических целей питательными средами являются желированные, твердые питательные среды на базе, к примеру, агара, на которых может происходить рост микроорганизмов в форме колоний.

Широко известный способ основывается на зарегистрированной в Германии полезной модели DE 9319470.6 с описанием среды питательных веществ, которая изготавливается пользователем из отдельных сухих компонентов или соответствующей порошковой смеси, регулируется до значения pH, равного, к примеру, 4,3-4,4, и затем пастеризуется. В процессе изготовления испытуемого продукта в ходе производственного процесса берутся пробы и заполняются питательной средой. Рост микроорганизмов в этом случае при наличии в пробе может наблюдаться в течение примерно от 1 до 2 дней, в световом ящике при температуре примерно 28°C. Помутнение пробы свидетельствует о наличии в ней микроорганизмов. Степень помутнения является, к тому же, точкой отсчета меры наличия микроорганизмов в пробе.

Недостатком известного способа является относительно затратное по времени и трудоемкое приготовление пользователем питательной среды. Все это требует от пользователя умений в обращении с микробиологическими питательными средами и соответствующего оснащения лаборатории магнитными мешалками, колбами Эрленмейера, измерителями рН с компенсацией температурных влияний, прецизионными массами, устройством для пастеризации и т.д.

При несоблюдении условий или при бактериальном загрязнении во время приготовления соответствующей питательной среды может быть получено ненадлежащее качество среды, что может привести к определенным трудностям при использовании, к примеру, к ложно положительным результатам произведенного анализа.

Задачей предложенного на рассмотрение изобретения являлось устранение, по меньшей мере, некоторых недостатков уровня техники.

Задача решается посредством жидкой питательной среды, содержащей: от 10 до 20 массовых частей дрожжевого экстракта, от 15 до 30 массовых частей пептона, от 35 до 75 массовых частей моно- и дисахаридов, до 3 массовых частей минеральных веществ, от 0,02 до 1 массовой части устойчивых желирующих веществ, а также воду.

Моно- и дисахариды могут быть выбраны из мальтозы, декстрозы, сахарозы и фруктозы.

Питательная среда может дополнительно содержать от 1 до 10 частей молочной кислоты или в эквивалентных количествах ее солей (лактатов).

Вода используется в предпочтительном варианте в количестве от 100 до 2000, в особо предпочтительном варианте, от 1000 до 2000 массовых частей. Концентрация устойчивого желирующего вещества составляет предпочтительно ≤0,5 масс.%, особо предпочтительно ≤0,1 масс. %, еще более предпочтительно ≤0,05 масс. %.

В противоположность питательным средам уровня техники продукт может быть изготовлен непосредственно производителем и поставлен потребителю в форме продукта, «готового к использованию».

Неожиданным образом выявилось то обстоятельство, что продукт с композицией в соответствии с изобретением остается стабильным в течение более шести месяцев в условиях хранения при комнатной температуре, если он был стерилизован в автоклаве или подвергнут ультравысокой температурной обработке (УВТ).

Питательная среда в соответствии с изобретением содержит обычно питательные вещества для микроорганизмов в виде примесей дрожжевого экстракта, пептона, моно- и дисахаридов и минеральных веществ.

В соответствии с изобретением питательная среда содержит одно или несколько устойчивых желирующих веществ, которые присутствуют в таком количестве, что способствует образованию текучей консистенции питательной среды. Желирующее вещество должно быть устойчиво настолько, чтобы продукт выдержал стерилизацию в автоклаве, то есть нагревание до температуры 121°С в течение времени выдержки минимум 5 мин, или используемый обычно в промышленном производстве процесс ультрапастеризации.

Обычные текучие питательные среды содержат, к примеру, каррагинан. Он, однако, не выдерживает стерилизации в автоклаве при заданных условиях и поэтому не является устойчивым желирующим веществом в рамках описанного изобретения. В предпочтительном варианте в качестве желирующего вещества используется геллан, однако могут быть использованы и другие натуральные, полусинтетические или синтетические полимерные субстанции с желирующими по аналогии с гелланом свойствами.

Аналогичные геллану желирующие свойства способствуют тому, что субстанции могут достичь стабилизации или фиксации упомянутых в описании решения изобретения частиц без образования нежелательной вязкой структуры. Устойчивым желирующим веществом является, в частности, такое вещество, которое при использовании в указанных количествах после стерилизации в автоклаве в течение времени выдержки 5 мин и при температуре 121°C образует еще одну систему, вязкость которой выше вязкости такой же системы без добавления желирующего вещества, однако составляет менее 100 мПа·с при температуре 20°C.

В предпочтительном варианте значение вязкости системы составляет, по меньшей мере, 2 мПа·с.

Геллан имеется в продаже, к примеру, под наименованием Gelrite фирмы Merck & Co., USA. Геллан в соответствии с уровнем техники применяется таким образом, что подается в виде двухатомных ионов и образует твердые гели. Питательные среды в соответствии с изобретением, напротив, являются к тому же жидкими средами.

Неустойчивые желирующие вещества, к примеру каррагинан, в процессе стерилизации в автоклаве изменяются таким образом, что теряют свои желирующие свойства.

Правда, они могут в случае необходимости подвергаться пастеризации, однако этого недостаточно для долгосрочного хранения соответствующих питательных сред, и означает, что питательные среды в этом случае должны быть использованы в короткий срок.

В вышеуказанных количественных пределах выявляются жидкости, которые в предпочтительном варианте имеют вязкость <100 мПа·с, в особо предпочтительном варианте <10 мПа·с, при температуре 20°C. В противоположность обычным питательным средам, которые либо слишком устойчивы, либо, имея форму бульона, не обеспечивают фиксации и сцепления колонии микроорганизмов, питательные среды в соответствии с изобретением являются текучими средами и обеспечивают фиксацию (не осаждение) и сцепление растущей колонии (тем самым хорошо различимой для человеческого глаза). Питательные вещества могут свободно диффундировать, без помех со стороны матрицы.

Имея состав в соответствии с изобретением, питательные среды после стерилизации в автоклаве или альтернативной пастеризации при сверхвысоких температурах могут подвергаться хранению в течение длительного времени. В условиях особо предпочтительного темного складировании, при температуре 4-8°C, в закрытом резервуаре, свойства продукта не подвергаются изменениям в течение двенадцати месяцев.

Если возможно поставлять потребителю питательную среду в виде емкости с продуктом, то особо предпочтительно упаковывать питательную среду порционно, к примеру, в резервуары с прозрачными стенками, которые могут герметично закрываться. Особо пригодны, к примеру, резервуары с резьбовыми крышками. Потребитель должен только лишь открыть резервуар с резьбовой крышкой, поместить пробу и снова закрыть резервуар.

Для использования питательная среда с пробой переносится и складируется в инкубационный шкаф, к примеру, при температуре 25-37°C. Микроорганизмы могут размножаться в питательной среде, о чем свидетельствует, как минимум, локальное помутнение среды. Степень помутнения может являться вместе с тем мерой увеличения количества бактерий в пробе. Таким образом, можно просто «на взгляд» разделить пробы на те, в которых произошло размножение микроорганизмов, и на те, в которых этого не произошло.

Питательные среды используются прежде всего в тех областях, где большое значение придается контролю микробиологического статуса продукции, которая потребляется живыми организмами или наносится на них во всевозможных формах, к примеру, в сфере изготовления напитков и продовольственных товаров, изготовления кормов, в косметологии или в Фарминдустрии. К тому же питательная среда в отдельных случаях в адаптированной форме пригодна для использования в клинической диагностике.

В принципе, микроорганизмы могут быть посредством пипетирования извлечены из питательной среды и подвергнуты более детальному анализу, к примеру, посредством метода ПЦР или аналогичных методов.

Изобретение поясняется далее более детально на основании последующих нелимитирующих примеров:

Сравнительный пример 1

В питательную среду были помещены следующие ингредиенты в виде сухой массы:

- 70% моно- и дисахаридов,

- 2% минеральных веществ,

- 14% дрожжевого экстракта,

- 15,1% пептона,

- 0,9% каррагинана.

5 частей этой сухой массы были смешаны с 95 частями воды и полученная питательная среда после доведения значения pH до уровня pH=4,3 и пастеризации при температуре 80°C в течение 5 мин была смешана с сильно разбавленной дрожжевой суспензией.

Термостатирование резервуара с резьбовой крышкой при температуре 25°C после 1-3 дней дает различимый невооруженным глазом результат, а именно рост колоний дрожжевых клеток, которые можно распознать как отдельные, свободно плавающие в среде-индикаторе, точечные помутнения.

Сравнительный пример 2

В отличие от сравнительного примера 1 готовая к использованию питательная среда, однако, не пастеризуется, а подвергается стерилизации в автоклаве при температуре 121°C в течение 5 мин.

После высевания дрожжевых клеток по истечении 1-3 дней наблюдается образование осадка, который вызывается микроорганизмами. В данном случае и к тому же без использования резервуара с резьбовой крышкой невозможно просто и показательным образом охарактеризовать микробиологические результаты данного процесса.

Пример 1

В отличную от сравнительных примеров 1 и 2 в плане использованного желирующего вещества питательную среду были помещены следующие ингредиенты в виде сухой массы:

- 70% моно- и дисахаридов,

- 2% минеральных веществ,

- 14% дрожжевого экстракта,

- 15,1% пептона,

- 0,9% геллана.

5 частей этой сухой массы были смешаны с 95 частями воды и полученная питательная среда после регулирования значения pH до уровня pH=4,3 и стерилизации в автоклаве при температуре 121°C в течение 5 мин была смешана с сильно разбавленной дрожжевой суспензией.

Термостатирование резервуара с резьбовой крышкой при температуре 25°C после 1-2 дней дает различимый невооруженным глазом результат, а именно рост колоний дрожжевых клеток, которые можно распознать как отдельные, свободно плавающие в среде-индикаторе, точечные помутнения.

Группа изобретений относится к микробиологии. Предложены жидкая микробиологическая питательная среда и ее применение. Жидкая микробиологическая питательная среда содержит: от 10 до 20 масс. частей дрожжевого экстракта, от 15 до 30 масс. частей пептона, от 35 до 75 масс. частей моно- и дисахаридов, до 3 масс. частей минеральных веществ, от 0,02 до 1 масс. части устойчивого желирующего вещества, а также воду. Питательная среда стерилизована в автоклаве или подвергнута ультравысокой температурной обработке (УВТ). При этом желирующее вещество является устойчивым к воздействию стерилизации в автоклаве или УВТ-обработки. Питательную среду, готовую к использованию, применяют для микробиологического скрининга в пищевой промышленности, при производстве животноводческих кормов, в косметологии, фарминдустрии, а также в области диагностики. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 пр.

1. Жидкая микробиологическая питательная среда, содержащая:
- от 10 до 20 масс. частей дрожжевого экстракта,
- от 15 до 30 масс. частей пептона,
- от 35 до 75 масс. частей моно- и дисахаридов,
- до 3 масс. частей минеральных веществ,
- от 0,02 до 1 масс. части устойчивого желирующего вещества, а также
- воду,
при этом жидкая микробиологическая питательная среда стерилизована в автоклаве или подвергнута ультравысокой температурной обработке (УВТ), и в которой желирующее вещество является устойчивым к воздействию стерилизации в автоклаве или УВТ-обработки.

2. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что моно- и дисахариды выбраны из мальтозы, декстрозы, сахарозы и фруктозы.

3. Питательная среда по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит от 1 до 10 частей молочной кислоты или в эквивалентных количествах ее солей (лактатов).

4. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что гель питательной среды хранится при температуре 4-8°С в течение по меньшей мере 365 дней.

5. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что устойчивым желирующим веществом является геллан.

6. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что вязкость при температуре 20°С составляет до 100 мПа·с.

7. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что содержание устойчивых желирующих веществ составляет ≤0,5 масс.%.

8. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что содержание устойчивых желирующих веществ составляет ≤0,1 масс.%.

9. Применение питательной среды по любому из пп.1-8 для микробиологического скрининга в пищевой промышленности, к примеру, при производстве безалкогольных напитков и основы для них, при производстве животноводческих кормов, в косметологии и фарминдустрии, а также в области диагностики.

10. Применение питательной среды по п.9 для микробиологического скрининга в пивоварении.