Ферментационная среда для пробиотических культур

(51) 12 1/20 (2006.01) 12 1/01 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задачей предлагаемого изобретения является разработка новой ферментационной среды для выращивания пробиотических бактериальных культур с целью снижения себестоимости. Это достигается путем использования отходов молочной промышленности. Ферментационная среда получена на основе молочной сыворотки с добавлением глюкозы, лактозы, цистина и витаминного комплекса в заданных концентрациях(цистин 0,015-0,03, глюкоза 1-2, лактоза 1-1,5,витаминеральный комплекс 0,05-1,2),что обеспечивает активное развитие пробиотических молочнокислых культур,достаточных для получения бактериального концентрата. В общедоступной литературе мы не нашли сведений об использовании отходов молочной промышленности при получении ферментационной среды для пробиотических культур. Таким образом, предлагаемое изобретение обладает новизной.(72) Кушугулова Алмагуль Рахимберлиевна Садуахасова Сауле Абдуахаповна Шахабаева Гульнара Сакеновна Кожахметов Самат Серикович Тыныбаева Индира Кажымухановна Нургожин Талгат Сейтжанович Жумадилов Жаксыбай Шаймарданович(73) ЧУ Центр наук о жизни(54) ФЕРМЕНТАЦИОННАЯ СРЕДА ДЛЯ ПРОБИОТИЧЕСКИХ КУЛЬТУР(57) Изобретение относится к медицинской микробиологии и молочной промышленности и представляет собой ферментационную среду на основе молочной сыворотки для культивирования пробиотических культур и консорциума,используемых для приготовления синбиотического продукта. Изобретение относится к медицинской микробиологии и молочной промышленности и представляет собой ферментационную среду на основе молочной сыворотки для культивирования пробиотических культур и консорциума,используемых для приготовления синбиотического продукта. Ферментационная среда разработана на основе молочной сыворотки и дополнительных источников углеводного питания, органических форм азота,витакомплекса в заданных количествах для получения бактериального концентрата пробиотических молочнокислых бактерий и консорциума. Заявляемая ферментационная среда на основе молочной сыворотки с добавлением глюкозы,лактозы, цистина и витаминного комплекса обеспечивает активное развитие пробиотических молочнокислых культур,достаточных для получения бактериального концентрата. Изобретение относится к медицинской микробиологии и молочной промышленности и представляет собой ферментационную среду на основе молочной сыворотки для культивирования пробиотических культур, используемых для приготовления синбиотического продукта. Задачей предлагаемого изобретения является разработка новой ферментационной среды для выращивания пробиотических бактериальных культур с целью снижения себестоимости за счет использования отходов молочной промышленности. Ферментационная среда получена на основе молочной сыворотки с добавлением глюкозы,лактозы, цистина и витаминного комплекса в заданных концентрациях,что обеспечивает активное развитие пробиотических молочнокислых культур,достаточных для получения бактериального концентрата. Питательные среды, применяющиеся для культивирования молочнокислых бактерий сложные и не всегда доступные. Несмотря на большое количество публикаций, посвященных питательным средам для культивирования пробиотических бактерий, поиск новых и оптимизация уже известных сред остается актуальным в настоящее время. Аналогичной питательной средой, близкой к заявляемой, является питательная среда для выращивания лактобактерий ( (11) 2216587 (13) С 2, 2003 г), содержащая источник азота, глюкозу,автолизат пекарских дрожжей, сульфаты марганца и магния, фосфат калия двузамещенный, ацетат натрия,цитрат аммония,панкреатический гидролизат казеина и дистиллированную воду. Недостатком данной питательной среды является многокомпонентность, а значить и сложность ее приготовления, дороговизна составляющих. С целью разработки новой доступной и эффективной питательной среды для накопления бактериальной массы штаммов молочнокислых пробиотических бактерий и замены дорогостоящих коммерческих сред, нами было проведено сравнительное изучение эффективности применения 2 питательных сред на основе молочной сыворотки с добавлением в различных концентрациях дополнительных составных компонентов, наиболее полно удовлетворяющим потребностям данного вида бактерий. Контролем служили коммерческие питательные среды. Оценку роста и физиологической активности бактериальной популяции проводили по показателям жизнеспособности. В качестве основы для накопления бактериальной массы штаммов молочнокислых бактерий служила молочная сыворотка. Предпочтение данному компоненту сделано по нескольким причинам дешевое сырье, богатая питательная среда, улучшение экологического состояния окружающей среды за счет использования отходов производства. Известно, что молочная сыворотка является побочным продуктом при производстве различных молочнокислых продуктов, и попадая в сточные воды становится агентом загрязнения окружающей среды. Молочнокислые бактерии относятся к микроорганизмам, имеющим сложные питательные потребности. Для их активного развития требуется наличие веществ, необходимых для построения бактериальной клетки. Для роста большинства молочнокислых бактерий необходимы органические формы азота, которые они сами не синтезируют. Этим объясняется значительное влияние на их рост добавок к питательной среде различных экстрактов. Результаты исследований свидетельствуют, что для их роста требуется никотиновая кислота (В 5),пантотенат (В 3) и рибофлавин (В 2). Присутствие в среде микромагния и марганца также существенно влияет на развитие бактерий. Марганец препятствует автолизу клеток и необходим для нормальных процессов жирового обмена. Наличие солей железа в питательной среде оказывает благоприятное действие на рост культур. Таким образом, питательная среда должна удовлетворять потребностям молочнокислых бактерий в источниках энергии, содержать компоненты, необходимые для конструктивного метаболизма. Именно таким требованиям отвечает молочная сыворотка. Основным компонентом в составе молочной сыворотки является лактоза, которая составляет в сухом веществе 70-75. В 100 г сыворотки содержится 0,134 мг азота, в том числе 65 белкового и 35 небелковых азотистых соединений. Около 10 белков сыворотки представлены остатками казеина. Глобулины сыворотки представлены(эвглобулины и псевдоглобулины). Белковые вещества сыворотки включают также -лактоальбумин, сывороточный альбумин, протеозопептоны и ферменты. В числе аминокислот, входящих в белки сыворотки,имеются все незаменимые аминокислоты (за исключением ароматических, серосодержащих и валина). Из небелковых азотистых веществ в сыворотке присутствуют свободные аминокислоты, мочевина,мочевая кислота, креатин, креатинин, пуриновые основания. Свободных аминокислот в сыворотке обычно немного. В состав углеводного комплекса молочной сыворотки входят моносахара, олигосахара и аминосахара. В сыворотке содержится до 0,7 - 1,6 глюкозы. Из аминосахаров в сыворотке обнаружены нейраминовая кислота,сиаловая кислота,кетопентоза. Олигосахариды представлены лактозой, лактулозой и серологически активными сахарами близкими к составу крови. Содержание молочной кислоты в сыворотке достигает 1,24,причем до 80 ее находится в связанном состоянии. В молочную сыворотку практически переходят все минеральные соли и микроэлементы молока, а также соли, вводимые при выработке основного продукта и соединения с поверхности оборудования. В сыворотке содержится калия до 0,19 кальция до 0,11 натрия 0,05 магния 0,02 фосфора 0,1 и хлора 0,11, железо. Таким образом, молочная сыворотка является сырьем с естественным набором жизненно важных минеральных соединений. В молочную сыворотку почти полностью переходят водорастворимые витамины. Количество пиридоксина, холина и рибофлавина в сыворотке превышает его содержание в молоке, что обусловлено жизнедеятельностью молочнокислых бактерий. Сыворотка по набору и абсолютному содержанию витаминов также является биологически полноценным сырьем. Из органических кислот в сыворотке обнаружены молочная, лимонная, нуклеиновая и летучие жирные кислоты(уксусная,муравьиная,пропионовая, масляная). Для оценки эффективности использования молочной сыворотки судили по накоплению биомассы исследуемых культур и консорциума,которую определяли путм высевов соответствующих разведений культур на плотные питательные среды в чашки Петри (МРС-4 для лактобактерий,М-17 агаризованная для стрептобактерий,бифидобактерий). Исходные культуры были использованы в концентрации 109 КОЕ/мл, в качестве контроля - бульонные среды МРС-1, М-17. Наиболее важным источником энергии для молочнокислых бактерий являются моно- и дисахариды - глюкоза, лактоза, сахароза, мальтоза. Основным конечным продуктом расщепления глюкозы является (-) молочная кислота (до 2). Дальнейшие исследования касались подбора источника углеводного питания в составе питательной среды и определения его оптимальной концентрации. Так как культуры лактобактерий сбраживают глюкозу, изучали влияние различных концентраций глюкозы на развитие лактобактерий. Таблица Показатели жизнеспособности пробиотических культур бактерий и консорциума Наименование культур Показатели жизнеспособности культур после инкубации на контрольных питательных средах, КОЕ/мл Показатели жизнеспособности культур после инкубации на молочной сыворотке с добавлениями, КОЕ/мл Показатели жизнеспособности культур после инкубации на молочной сыворотке без добавлений,КОЕ/мл 3,3102 4,2103 По данным исследований можно сделать вывод,что экспериментальная среда на основе молочной сыворотки с добавелнием 1-2 глюкозы обеспечивает такое же активное развитие культур лактобактерий как и контрольная среда, что подтверждается значениями жизнеспособности культур. Для роста и развития молочнокислых стрептобактерий наиболее необходимым углеводом является лактоза, который мы и включили в молочную сыворотку в различных концентрациях 0,5, 1 и 2. Показатели жизнеспособности культур при 1 и 2 были примерно одинаковые, поэтому в целях рационализации добавление лактозы остается на уровне 1-1,5. Для роста бифидобактерий необходимы органические формы азота, которые они сами не синтезируют. В связи с этим исследовали возможность использования цистина в качестве источника азота. Контролем служила стандартная среда для бифидобактерий. Представленные результаты исследований показали, что добавление в молочную сыворотку 0,015-0,03 цистина способствует нормальному росту и развитию культур бифидобактерий,показатели жизнеспособности соответствуют 3 инкубированию в контрольной питательной среде и составили 9,2105 клеток/мл. Исходя из результатов исследований,определили, что применение молочной сыворотки с дополнительными включениями в виде глюкозы для культур лактобактерий,лактозы для стрептобактерий, цистина для бифидобактерий обеспечивает достаточно большую концентрацию живых микробных клеток после 48 часов инкубирования, что сокращает экономические расходы на приобретение дорогостоящих готовых коммерческих ферментативных питательных сред из-зарубежа. Таким образом, в результате проведенных исследований были определены компоненты питательной среды, удовлетворяющие потребность пробиотических бактерий и консорциума в источниках азотистого питания,витаминах, углеводах, минеральных веществах. В качестве основного компонента исследована возможность применения молочной сыворотки для культивирования штаммов культур, поскольку они просты в приготовлении, технологичны, имеют невысокую стоимость. Определены возможные источники углеводного питания, содержание цистина как источника азота и их концентрации в питательной среде для штаммов пробиотических бактерий и консорциума для получения бактериального концентрата на основе молочной сыворотки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Ферментационная среда для получения бактериологического концентрата пробиотических культур основана на молочной сыворотке,содержащая глюкозу и источник азота,отличающаяся тем, что дополнительно включает лактозу и витаминеральный комплекс, а в качестве органического источника азота используют цистин,масЦистин 0,015-0,03 глюкоза 1-2 лактоза 1-1,5 витаминеральный комплекс 0,05-1,2. 2) Ферментационная среда по п.1,отличающаяся тем,что в качестве витаминерального комплекса используют никотиновую кислоту, пантотенат и рибофлавин.