Способ производства консерванта продуктов питания - RU2646109C1

Описание

Настоящее изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности принадлежит к способам производства биологических консервантов, предназначенных для изготовления хлебобулочных продуктов массового назначения.

Консервирование - один из самых совершенных способов сохранения пищевых продуктов, позволяющих предотвратить их порчу и потерю питательной ценности.

Известные способы консервирования продукции предусматривают помещение консервируемых продуктов в соответствующую тару, ее заливку консервирующим раствором, последующие герметизацию и тепловую обработку.

В подавляющем большинстве случаев консервирующий раствор, помимо вкусовых добавок, ароматических добавок и специй, содержит консервант, препятствующий развитию микрофлоры, вызывающей порчу продуктов. Из "Уровня техники" известен способ производства консерванта продуктов питания, который готовят смешиванием в определенной пропорции товарных низина и молочной кислоты, дополняют их концентратами внеклеточных и внутриклеточных метаболитов молочнокислых бактерий. В качестве источников молочной кислоты, низина, выделяемых в культуральную среду метаболитов молочнокислых бактерий, используют непосредственно культуральные жидкости молочнокислых бактерий или их фильтраты. Одним из вариантов известного консерванта является консервант, представляющий собой концентрированный или разбавленный фильтрат культуральной жидкости молочнокислых бактерий, образующих одновременно низин и молочную кислоту, дополненный внеклеточными и внутриклеточными метаболитами молочнокислых бактерий, обладающими антимикробной активностью. Консервант может включать фильтрат культуральной жидкости молочнокислых бактерий, содержащий одновременно низин, молочную кислоту, внеклеточные выделяемые в культуральную среду метаболиты и суммарный препарат внутриклеточных не выделяемых в культуральную среду метаболитов, обладающих антимикробной активностью. В равной мере можно использовать для приготовления консерванта отдельные фильтраты культуральной жидкости разных молочнокислых бактерий, содержащих разные количества и соотношения низина, молочной кислоты и внеклеточных метаболитов. Комбинируя такие фильтраты культуральных жидкостей, можно приготовить консервант требуемого для данных конкретных целей состава после дополнительного введения препарата внутриклеточных метаболитов, обладающих антимикробной активностью (см. патент РФ №2159553, кл. МПК А23В 7/14, опубл. 27.11.2000).

Техническая проблема заключается в невозможности использования полученного известным способом консерванта для некоторых видов пищевых продуктов, в частности мясных и хлебобулочных изделий. Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Технический результат заключается в том, что при осуществлении способа получают биологический консервант, используемый для хлебобулочных изделиях для подавления роста нежелательных микроорганизмов. Технический результат обеспечивается тем, что способ производства консерванта продуктов питания, представляющего собой продукт сбраживания глюкозы с помощью лактобактерий и уксуснокислых бактерий, включает раздельное культивирование штаммов Lactobacillus helveticus В-10475, Lactobacillus helveticus В-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710 при температуре 37-43°C, Acetobacter aceti B-1276 при температуре 28-30°C, инокулирование в ферментере при соотношении 2:2:2:1:3. Культивирование клеток бактерий осуществляют в ферментере на глюкозосодержащей питательной среде. Наращивают клетки лактобактерий и уксуснокислых бактерий в ферментере при температуре 33-37°С в течение 24-30 часов при рН=6,0-6,5. Концентрируют полученную жидкую биомассу. Отделяют клетки от среды в конце стационарной фазы роста, очищают культуральную жидкость от лактобактерий и уксуснокислых бактерий, осуществляют распылительную сушку очищенной культуральной жидкости или ее пастеризацию.

В соответствии с частными случаями осуществления способ имеет следующие особенности.

Распылительную сушку культуральной жидкости осуществляют при температуре 180-220°С.

Пастеризацию культуральной жидкости осуществляют при температуре 72-78°С в течение 5-10 минут.

Для получения консерванта для производства продуктов питания используют Lactobacillus helveticus В-10475, Lactobacillus helveticus В-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710, Acetobacter aceti B-1276. При этом все штаммы прошли национальное патентное депонирование во ФГУП ГосНИИгенетика - ВКПМ. Штаммы имеют следующую характеристику.

Регистрационный номер коллекции ВКПМ: В-10475

Название штамма: Lactobacillus helveticus ЗЛ-008

Происхождение штамма: выделен из самоквасной сметаны

Культурально-морфологические признаки штамма:

Колонии - круглые, белые, размером 1 мм. Клетки грамположительные палочки средней длины, расположенные одиночно, неподвижные.

Область промышленного применения штамма:

Используется в составе заквасок для получения кисломолочных продуктов и срыров. Продуцент молочной кислоты.

Условия культивирование штамма: MRS, 41°С.

Сведения о безопасности штамма:

Lactobacillus helveticus ВКПМ В-10475 не является генетически модифицированным штаммом.

Штамм Lactobacillus helveticus ВКПМ В-10475 относится к микроорганизмам, непатогенным для человека. Работа со штаммом Lactobacillus helveticus ВКПМ В-10475 не требует специальных мер предосторожности.

Регистрационный номер коллекции ВКПМ: В-10713

Название штамма: Lactobacillus helveticus ЗЛ-056

Происхождение штамма: выделен из домашней мацони.

Культурально-морфологические признаки штамма:

Колонии - мелкие, круглые, белые, размером 0,5-1 мм. Клетки - грамположительные палочки короткие и средней длины, расположенные одиночно и попарно, неподвижные.

Область промышленного применения штамма:

Используется в составе заквасок для получения кисломолочных продуктов и сыров. Продуцент молочной кислоты.

Условия культивирование штамма: MRS, 41°С.

Сведения о безопасности штамма:

Lactobacillus helveticus ЗЛ-056 ВКПМ В-10713 не является генетически модифицированным штаммом.

Штамм Lactobacillus helveticus ЗЛ-056 ВКПМ В-10713 относится к микроорганизмам, непатогенным для человека. Работа со штаммом Lactobacillus helveticus ЗЛ-056 ВКПМ В-10713 не требует специальных мер предосторожности.

Регистрационный номер коллекции ВКПМ: В-11711

Название штамма: Lactobacillus fermentum ЗЛ-114

Происхождение штамма: выделен из силоса.

Культурально-морфологические признаки штамма:

Колонии - круглые, белые, размером 1-1,5 мм. Клетки - неподвижные, грамоположительные палочки, расположенные в цепочках.

Область промышленного применения штамма:

Используется при производстве силосных заквасок и стартовых культур. Продуцент молочной кислоты.

Условия культивирование штамма: MRS (г/л): Бактопептон - 10,0; мясной экстракт - 10,0; дрожжевой экстракт - 5,0; глюкоза - 20,0; твин 80 - 1,0; аммоний лимоннокислый - 2,0; натрий уксуснокислый - 5,0; MgSO4×7H2O - 1,0; MnSO4×5H2O - 0,05; Na2HPO4 - 2,0; гар - 20,0, pH=6,5, T=37°C.

Сведения о безопасности штамма:

Lactobacillus fermentum ЗЛ-114 ВКПМ В-11711 не является генетически модифицированным штаммом.

Штамм Lactobacillus fermentum ЗЛ-114 ВКПМ В-11711 относится к микроорганизмам, непатогенным для человека. Работа со штаммом Lactobacillus fermentum ЗЛ-114 ВКПМ В-11711 не требует специальных мер предосторожности.

Регистрационный номер коллекции ВКПМ: В-11710

Название штамма: Lactobacillus rhamnosus ЗЛ-112

Происхождение штамма: выделен из домашнего овечьего сыра.

Культурально-морфологические признаки штамма:

Колонии - круглые, белые, размером 0,5-1,5 мм. Клетки - неподвижные, грамположительные палочки, расположенные в цепочках.

Область промышленного применения штамма:

Используется в составе заквасок для получения кисломолочных продуктов и сыров. Продуцент молочной кислоты.

Условия культивирование штамма: MRS (г/л): Бактопептон -10,0; мясной экстракт - 10,0; дрожжевой экстракт - 5,0; глюкоза - 20,0; твин 80 - 1,0; аммоний лимоннокислый - 2,0; натрий уксуснокислый - 5,0; MgSO4×7H2O - 1,0; MnSO4×5H2O - 0,05; Na2HPO4 - 2,0; гар - 20,0, pH=6,5, T=37°C.

Сведения о безопасности штамма:

Lactobacillus rhamnosus ЗЛ-112 ВКПМ B-11710 не является генетически модифицированным штаммом.

Штамм Lactobacillus rhamnosus ЗЛ-112 ВКПМ В-11710 относится к микроорганизмам, непатогенным для человека. Работа со штаммом Lactobacillus rhamnosus ЗЛ-112 ВКПМ В-11710 не требует специальных мер предосторожности.

Регистрационный номер коллекции ВКПМ: В-1276

Название штамма: Acetobacter aceti ВКМ В-1276

Источник выделения: Ферментер уксусного завода

Условия культивирования 26-28°С, 3 суток

Среда культивирования: питательная среда следующего состава: дрожжевой экстракт 30 г, этанол 20 мл, агар-агар 20 г, вода дистиллированная 1000 мл, рН=5,0-6,0. Дополнительно стерильный этанол на поверхности агара 0,1 мл/пробирку.

В классификации микроорганизмов по группам патогенности данный вид не значится.

Способ производства консерванта продуктов питания, представляющего собой продукт сбраживания глюкозы с помощью лактобактерий и уксуснокислых бактерий, включает раздельное инокулирование штаммов Lactobacillus helveticus В-10475, Lactobacillus helveticus В-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-l1710, Acetobacter aceti B-l276. Культивируют Lactobacillus helveticus B-l0475, Lactobacillus helveticus B-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710 при температуре 37-43°C, a Acetobacter aceti B-1276 при температуре 28-30°C. Все бактерии обладают антимикробной активностью и подавляют рост аэробных спор и плесени.

По мере раздельного инокулирования проверяют активность кислотонакопления, концентрацию КОЕ/г, микроскопию и другие свойства.

Полученным инокулятом засевают ферментер, при этом Lactobacillus helveticus В-10475, Lactobacillus helveticus B-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710, Acetobacter aceti B-1276 используют в следующем соотношении 2:2:2:1:3, осуществляют наращивание клеток лактобактерий и уксуснокислых бактерий в ферментере при температуре 33-37°С в течение 24-30 часов при рН=6,0-6,5.

При этом средой для накопления бактериальных клеток служит глюкозосодержащая питательная среда с добавление дрожжевого экстракта и гидролизата казеина. Рецептура засеянной питательной среды представлена в таблице.

Концентрируют полученную жидкую биомассу, отделяют клетки от среды в конце стационарной фазы роста, когда в культуральной жидкости (в 1 см³) содержатся сотни миллионов - единицы миллиардов активных клеток и достигается максимальная концентрация органических кислот и бактериоцинов в питательной среде. Определяют КОЕ в режиме реального времени флуоресцентным и спектрофотометрическим измерением бактериальной суспензии на автоматизированной станции freedom evo. Для остановки процесса ферментации штаммов в стабильной фазе роста используется экспресс-методика контроля не только живых (КОЕ) микроорганизмов, но и общей концентрации бактериальных клеток во время культивирования. Данный метод позволяет оперативно отслеживать соотношение живых и мертвых клеток и своевременно останавливать процесс культивирования, обеспечивая получение бактериальной суспензии всегда в одинаковой фазе роста.

Очищают культуральную жидкость от лактобактерий и уксуснокислых бактерий на ультрафильтрационной установке. Для этой цели можно использовать центрифугу или бактофугу. Степень очистки культуральной жидкости достигает до 10-500 КОЕ/см³, что позволяет направлять ее сразу на сушку без предварительной пастеризации, получая сразу сухой порошок консерванта.

Для этого используют распылительную сушку при температуре 180-220°С. Данный вид сушки не влияет негативно на антимикробную эффективность добавки в продуктах питания.

Если консервант выпускают в жидком виде, то после разделения бактериальной суспензии на фильтрат и концентрат, фильтрат подвергают пастеризации при температуре 72-78°С в течение 5-10 мин.

Пример использования закваски.

Пример 1

Осуществляют раздельное инокулирование штаммов Lactobacillus helveticus В-10475, Lactobacillus helveticus В-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710, Acetobacter aceti B-1276.

Культивируют Lactobacillus helveticus B-10475, Lactobacillus helveticus B-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710 при температуре 37°C, a Acetobacter aceti B-1276 при температуре 28°C.

По мере раздельного культивирования проверяют активность кислотонакопления, концентрацию КОЕ/г, микроскопию и другие свойства.

Полученным инокулятом засевают ферментер, при этом Lactobacillus helveticus В-10475, Lactobacillus helveticus В-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710, Acetobacter aceti B-1276 используют в следующем соотношении 2:2:2:1:3, осуществляют наращивание клеток лактобактерий и уксуснокислых бактерий в ферментере при температуре 37°С в течение 30 часов при рН=6,5.

При этом средой для накопления бактериальных клеток служит глюкозосодержащая питательная среда с добавление дрожжевого экстракта и гидролизата казеина. Рецептура засеянной питательной среды представлена в таблице.

Концентрируют полученную жидкую биомассу, отделяют клетки от среды в конце стационарной фазы роста. Очищают культуральную жидкость от лактобактерий и уксуснокислых бактерий на ультрафильтрационной установке. Степень очистки культуральной жидкости достигает до 300 КОЕ/см³, что позволяет направлять ее сразу на сушку без предварительной пастеризации, получая сразу сухой порошок консерванта.

Для этого используют распылительную сушку при температуре 200°С.

Пример 2

Осуществляют раздельное инокулирование штаммов Lactobacillus helveticus В-10475, Lactobacillus helveticus В-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710, Acetobacter aceti B-1276.

Культивируют Lactobacillus helveticus B-10475, Lactobacillus helveticus B-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710 при температуре 40°C, a Acetobacter aceti B-1276 при температуре 30°C.

По мере раздельного культивирования проверяют активность кислотонакопления, концентрацию КОЕ/г, микроскопию и другие свойства.

Полученным инокулятом засевают ферментер, при этом Lactobacillus helveticus В-10475, Lactobacillus helveticus В-10713, Lactobacillus fermentum B-11711, Lactobacillus rhamnosus B-11710, Acetobacter aceti B-1276 используют в следующем соотношении 2:2:2:1:3, осуществляют наращивание клеток лактобактерий и уксуснокислых бактерий в ферментере при температуре 35°С в течение 28 часов при рН=6,0.

При этом средой для накопления бактериальных клеток служит глюкозосодержащая питательная среда с добавление дрожжевого экстракта и гидролизата казеина. Рецептура засеянной питательной среды представлена в таблице.

Концентрируют полученную жидкую биомассу, отделяют клетки от среды в конце стационарной фазы роста. Определяют КОЕ в режиме реального времени флуоресцентным и спектрофотометрическим измерением бактериальной суспензии на автоматизированной станции freedom evo. Очищают культуральную жидкость от лактобактерий и уксуснокислых бактерий на бактофуге. Степень очистки культуральной жидкости достигает до 10 КОЕ/см³.

После разделения бактериальной суспензии на фильтрат и концентрат, фильтрат подвергают пастеризации при температуре 75°С в течение 5 мин. Полученный консервант используют для подавления роста аэробных спор, плесени и других нежелательных микроорганизмов в продуктах питания -хлебобулочных и мучных кондитерских изделиях с дозировкой 0,1-0,3% от массы муки.

Реферат

Настоящее изобретение относится к биотехнологии и пищевой промышленности. Предложен способ производства консерванта продуктов питания. Способ предусматривает получение продукта сбраживания глюкозы с помощью лактобактерий Lactobacillus helveticus ВКПМ В-10475, Lactobacillus helveticus ВКПМ В-10713, Lactobacillus fermentum ВКПМ В-11711, Lactobacillus rhamnosus ВКПМ B-11710 и уксуснокислых бактерий Acetobacter aceti ВКПМ B-1276 в ферментере при соотношении бактерий 2:2:2:1:3 при 33-37°С в течение 24-30 часов при рН=6,0-6,5. Полученную культуральную жидкость отделяют от бактерий, очищают, затем осуществляют распылительную сушку при 180-220°С или пастеризацию при 72-78°С в течение 5-10 минут. Изобретение обеспечивает получение биологического консерванта, предотвращающего порчу пищевых продуктов. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Формула