Результат интеллектуальной деятельности: Штамм бактерий Streptococcus thermophilus T-3693, используемый в качестве закваски прямого внесения для приготовления кисломолочных продуктов

Штамм бактерий Streptococcus thermophilus Т-3693, используемый в качестве закваски прямого внесения для приготовления кисломолочных продуктов.

Изобретение относится к биотехнологии и молочной промышленности и представляет собой новый штамм Streptococcus thermophilus Т-3693, обладающий высокой ростовой активностью и используемый в качестве закваски прямого внесения для приготовления кисломолочных продуктов.

Молочнокислые термофильные стрептококки хорошо известны как представители заквасочных культур, используемых в производстве кисломолочных продуктов. Термофильный молочнокислый стрептококк является компонентом многих кисломолочных продуктов, таких как йогурт, ряженка, простокваша и др.

Основным производственно-ценным свойством молочнокислых стрептококков является способность отдельных штаммов синтезировать экзополисахариды. Данные вещества обеспечивают реологические свойства образующегося при сквашивании молока сгустка.

Производство кисломолочных продуктов питания основано на использовании стартовых культур. Например, для производства продуктов молочнокислого брожения применяют стартовые культуры молочнокислых бактерий. Разрабатываются новые стартовые культуры молочнокислых бактерий с промышленно важными свойствами: обеспечивающие микробиологическую безопасность и обладающие органолептическими, технологическими, пищевыми и/или медицинскими преимуществами.

Качество и биологическая ценность кисломолочных продуктов напрямую зависят от применяемых стартовых культур. Культуры должны обеспечивать воспроизводимость технологического процесса, стабильность качества готовой продукции, кроме того, культуры должны быть устойчивы к бактериофагам, обладать высокой выживаемостью, обеспечивать ферментируемый молочный продукт необходимыми свойствами.

Концентрированные закваски имеют преимущество, заключающееся в их пригодности для прямого введения закваски в перерабатываемое молоко.

Задачей изобретения является получение нового штамма, не являющегося генетически модифицированной культурой, обеспечивающего получение функциональных продуктов питания, а также обладающего высокой эффективностью в процессе получения сухой лиофилизированной микробной массы для изготовления заквасок прямого внесения.

Задача изобретения решается посредством использования нового штамма Streptococcus thermophilus Т-3693 (регистрационный номер ГКНМ №1261), отвечающего современным требованиям, предъявляемым к компонентам кисломолочных продуктов, и обладающего высокой биохимической активностью.

Настоящее изобретение относится к культуре штамма молочнокислых бактерий Streptococcus thermophilus Т-3693, которая по ряду полезных качеств может быть использована в качестве закваски прямого внесения для производства кисломолочных лечебно-профилактических продуктов питания.

Технический результат заключается в том, что предлагаемый к использованию штамм обладает высокой скоростью роста и устойчивым набором биомассы при культивировании, сохранением величины титра КОЕ при хранении лиофильно высушенных культур и укороченным лаг периодом при сквашивании молока по сравнению с аналогичными штаммами данного вида. Кисломолочные продукты на его основе обладают средней кислотностью (100-120°Т), которая сохраняется на протяжении 14 суток хранения, а также плотным, колющимся сгустком. При хранении кисломолочных продуктов с использованием данного штамма не образуется сыворотка. Предлагаемый штамм Streptococcus thermophilus Т-3693 новый, в научной и патентной литературе не описан. Штамм выделен из домашнего кисломолочного продукта. Штамм Streptococcus thermophilus Т-3693 депонирован в Государственной коллекции микроорганизмов нормальной микрофлоры (ГКНМ) Федерального бюджетного учреждения науки Московского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора под коллекционным номером №1261.

1. Изучение анатомо-морфологических свойств штамма.

Изучение колоний в полужидкой среде проводили на протяжении 12 пересевов суточных культур. В полужидкой питательной среде форма единичных колоний - шарик диаметром 1 -2 мм, на поверхности плотной питательной среды вырастают прозрачные непигментированные круглые, блестящие, выпуклые в центре колонии с ровным краем (S-форма), мягкой консистенции. Грамположительные мелкие кокки, образующие длинные цепочки. Капсулу не образуют.

2. Изучение технологических свойств штамма.

Для определения особенностей штамма проводили культивирование при максимальной температуре - 50°С.(Оптимальная температура развития для штамма 42±1°С, максимальная 45-50°С).

В полужидкой БС среде при высоких температурах наблюдется выраженный рост по всей толще среды без зоны аэробиоза. Данная культура растет в толще полужидких питательных сред, а на поверхности плотных сред в присутствии кислорода в виде слабого налета, т.е. штамм относится к факультативным анаэробам. 3. Изучение протеолитической активности культуры.

Изучение протеолитических свойств и накопления титруемой кислотности в молоке проводили на стерильном 12% сухом восстановленном обезжиренном молоке.

Кислотность кисломолочных продуктов определяли в условных единицах -градусах Тернера (°Т).

Ход определения: в колбу или стакан на 100-150 мл отмеряют пипеткой 10 г исследуемого продукта и вносят 20 мл дистиллированной воды, добавляют 3 капли 1% раствора фенолфталеина и титруют 0,1 Н раствором NaOH до достижения величиной рН значения 8,5±0,05 ед. и появления бледно-розового цвета, не исчезающего в течение 1 минуты. Количество щелочи, израсходованное на титрование, умножают на 10.

Штамм к 12 часам сквашивает молоко с образованием равномерного сметанообразного сгустка приятного вкуса без синерезиса. В 1 мл сквашенного стерильного молока к 12 часам культивирования накапливается до 10⁸ микробных клеток. Каталазу не образует. Данные накопления титруемой кислотности представлены в таблице 1.

Как видно из данных, представленных в таблице, заявляемый штамм термофильных стрептококков проявляет стабильные протеолитические свойства. 4. Изучение ферментативной активности штамма.

По результатам изучения ферментативных свойств штамма термофильных стрептококков с применением двух тест-систем было обнаружено, что заявляемый штамм ферментирует глюкозу, глюконат, целлобиозу, фруктозу, лактозу, мальтозу, маннит, маннозу, мелибиозу, салицин, сахарозу, трегалозу, эскулин. Не ферментирует арабинозу, галактозу, мелецитозу, рибозу, ксилозу, раффинозу, рамнозу, сорбит. Оптимальная температура культивирования - 37±1°С. В качестве сред для культивирования штамма использовали обезжиренное молоко, среду Блаурокка, ГМ -среду, МРС-2, МРС-4 и другие.

Штамм хранится в виде лиофильно высушенной культуры в защитной сахарозо-желатиновой среде при температуре 4±2°С не менее 12 месяцев.

Генетическая идентификация штамма подтверждена с помощью анализа 16SpPHK.

Для подтверждения высокой активности сквашивания заявляемого штамма по сравнению со штаммом-аналогом, в качестве которого использовали Streptococcus thermophilus ВКПМ В-7987, депонированный во Всеросийской коллекекции промышленных микроорганизмов, регидратированные лиофилизаты каждого штамма в объеме 0,1% вносили в восстановленное сухое молоко. При этом наблюдаемый период лаг-фазы у заявляемого штамма был значительно короче (30 минут), чем у штамма-аналога (2 часа), что является важным условием для промышленного производства кисломолочной продукции.

Аналогичным образом изучали скорость накопления биомассы у заявляемого штамма и штамма-аналога. Оптическая плотность жидкой культуры заявляемого штамма через 8 часов культивирования в питательной среде на основе СОМ достигала 21 ед., в то время как у штамма-аналога она составляла 13 ед., т.е. была выше примерно в 2 раза.

Использование штамма иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для приготовления производственной закваски прямого внесения на первом этапе получали посевной материал для засева в ферментер, для этого ресуспендировали флакон лиофилизированной культуры штамма, а полученную суспензию вносили в среду Блаурокка и инкубировали при температуре 37°С 16-18 ч. Полученную культуру использовали в качестве посевного материала для получения культуры 2-ой генерации. Среда культивирования - СОМ. Время инкубации: 12-18 ч. Для получения жидкой биомассы посевной материал 2-ой генерации вносили в биореактор в количестве ~ 5% от объема среды культивирования. Среда культивирования - СОМ. Время инкубации до 8 ч.

Для получения сухой лиофилизированной микробной массы жидкую биомассу концентрировали методом центрифугирования, смешивали со средой высушивания на основе сахарозы и желатина и проводили лиофильное высушивание.

Полученный лиофилизат может быть использован в качестве закваски в виде монокультуры или как компонент комплексной закваски для производства кисломолочной продукции.

Пример 2. Использование штамма в составе сухой комплексной закваски прямого внесения для приготовления простокваши. Для приготовления простокваши использовали нормализованное молоко жирностью 3,2%, подогретое до температуры 42°С. Вносили лиофилизат заявляемого штамма в количестве 0,02% вместе с лиофилизатом штамма Lactobacillus helveticus Т-5068 (штамм депонирован в Государственной коллекции микроорганизмов нормальной микрофлоры (ГКНМ) Федерального бюджетного учреждения науки Московского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора под кллекционным номером №1263). Штамм Lactobacillus helveticus Т-5068 вносили в количестве 0,05%. После внесения молоко тщательно перемешивали и инкубировали 5-6 часов при температуре 42°С до достижения значения рН кисломолочного продукта равного 4,4±0,1. После окончания инкубирования кисломолочный продукт охлаждали до температуры 2-8°С. Образующийся сгусток - белый, плотный, колющийся, без признаков синерезиса. Вкус - кисломолочный, кислый. Величина рН простокваши на 14 сутки хранения составила 3,95 ед. Титруемая кислотность 122°Т, титр КОЕ (10±3)×10⁷ КОЕ / г.

Срок годности получаемого продукта составляет не менее 14 дней.

Пример 3. Использование штамма в составе сухой комплексной закваски прямого внесения для приготовления йогурта. Для приготовления йогурта использовали нормализованное молоко жирностью 3,2%, подогретое до температуры 42°С. Вносили лиофилизат заявляемого штамма в количестве 0,02% вместе с лиофилизатом штамма Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus T-4809 (штамм депонирован в Государственной коллекции микроорганизмов нормальной микрофлоры (ГКНМ) Федерального бюджетного учреждения науки Московского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора под коллекционным номером №1262). Штамм Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus T-4809 вносили в количестве 0,1%. После внесения молоко тщательно перемешали и инкубировали 5-6 часов при температуре 42°С до достижения значения рН кисломолочного продукта равного 4,7±0,1. После окончания инкубирования кисломолочный продукт охлаждали до температуры 2-8°С. Образующийся сгусток -белый, не тянущийся, без признаков синерезиса. Вкус - кисломолочный, йогуртный, слабокислый, инертный. Величина рН йогурта на 14 сутки хранения составила 4,3 ед. Титруемая кислотность 105°Т, титр КОЕ 21×10⁷ КОЕ /г.

Срок годности получаемого продукта составляет не менее 14 дней. Таким образом, свойства заявляемого штамма свидетельствуют о целесообразности его использования в составе комплексной закваски прямого внесения.