Использование бактерий в промышленности
Микробиологические процессы широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. В основе многих процессов лежат реакции обмена веществ, происходящих при росте и размножении некоторых микроорганизмов.
С помощью микроорганизмов производят кормовые белки, ферменты, витамины, аминокислоты, органические кислоты и т.д.
Основные группы микроорганизмов, используемых в пищевой промышленности
Основные группы микроорганизмов, используемых в отраслях пищевой промышленности, — бактерии, дрожжевые и плесневые грибы.
Бактерии. Используют в качестве возбудителей молочнокислого, уксуснокислого, маслянокислого, ацетонобутилового брожения.
Культурные молочнокислые бактерии используют при получении молочной кислоты, в хлебопечении, иногда в спиртовом производстве. Они превращают сахар в молочную кислоту по уравнению
C6H12O6 ® 2CH3 – CH – COOH + 75 кДж
|
В производстве ржаного хлеба участвуют истинные (гомоферментативные) и неистинные (гетероферментативные) молочнокислые бактерии. Гомоферментативные участвуют только в кислотообразовании, а гетероферментативные, наряду с молочной кислотой, образуют летучие кислоты (в основном уксусную), спирт и диоксид углерода.
В спиртовой промышленности молочнокислое брожение применяется для подкисления дрожжевого сусла. Дикие молочнокислые бактерии неблагоприятно влияют на технологические процессы бродильных производств, ухудшают качество готовой продукции. Образующаяся молочная кислота подавляет жизнедеятельность посторонних микроорганизмов.
Маслянокислое брожение, вызываемое маслянокислыми бактериями, используют для производства масляной кислоты, эфиры которой применяют в качестве ароматических веществ.
Маслянокислые бактерии превращают сахар в масляную кислоту по уравнению
C6H12O6 ® CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + H2 + Q
Уксуснокислые бактерии используют для получения уксуса (раствора уксусной кислоты), т.к. они способны окислять этиловый спирт в уксусную кислоту по уравнению
C2H5OH + O2 ® CH3COOH + H2O +487 кДж
Уксуснокислое брожение является вредным для спиртового производства, т.к. приводит к снижению выхода спирта, а в пивоварении вызывает порчу пива.
Дрожжи. Применяются в качестве возбудителей брожения при получении спирта и пива, в виноделии, в производстве хлебного кваса, в хлебопечении.
Для пищевых производств имеют значение дрожжи – сахаромицеты, которые образуют споры, и несовершенные дрожжи – несахаромицеты (дрожжеподобные грибы), не образующие спор. Семейство сахаромицетов делится на несколько родов. Наиболее важное значение имеет род Saccharomyces (сахаромицеты).
Род подразделяется на виды, а отдельные разновидности вида называют расами. В каждой отрасли применяют отдельные расы дрожжей. Различают дрожжи пылевидные и хлопьевидные.
У пылевидных клетки изолированы друг от друга, а у хлопьевидных клетки склеиваются между собой, образуя хлопья, и быстро оседают.
Культурные дрожжи относятся к семейству сахаромицетов S. сerevisiae. Температурный оптимум для размножения дрожжей 25-30 0С, а минимальная температура около 2-3 0С. При 40 0С рост прекращается, дрожжи отмирают, при низких температурах размножение приостанавливается.
Различают дрожжи верхового и низового брожения.
Из культурных дрожжей к дрожжам низового брожения относят большинство винных и пивных дрожжей, а к дрожжам верхового брожения – спиртовые, хлебопекарные и некоторые расы пивных дрожжей.
Как известно, в процессе спиртового брожения из глюкозы образуется два основных продукта – этанол и диоксид углерода, а также промежуточные вторичные продукты: глицерин, янтарная, уксусная и пировиноградная кислоты, ацетальдегид, 2,3-бутиленгликоль, ацетоин, эфиры и сивушные масла (изоамиловый, изопропиловый, бутиловый и другие спирты).
Сбраживание отдельных сахаров происходит в определенной последовательности, обусловленной скоростью их диффузии в дрожжевую клетку. Быстрее всего сбраживаются дрожжами глюкоза и фруктоза.
Сахароза, как таковая, исчезает (инвертируется) в среде еще в начале брожения под действием фермента дрожжей b — фруктофуранозидазы, с образованием глюкозы и фруктозы, которые легко используются клеткой.
Когда в среде не остается глюкозы и фруктозы, дрожжи потребляют мальтозу.
Дрожжи обладают способностью сбраживать весьма высокие концентрации сахара – до 60 %, они выносят также высокие концентрации спирта – до 14-16 об. %.
В присутствии кислорода спиртовое брожение прекращается и дрожжи получают энергию за счет кислородного дыхания:
C6H12O6 + 6O2 ® 6CO2 + 6H2O + 2824 кДж
Так как процесс более энергетически богат, чем процесс брожения (118 кДж), то дрожжи тратят сахар значительно экономнее. Прекращение брожения под действием кислорода воздуха называют эффектом Пастера.
В спиртовом производстве применяют верховые дрожжи вида S. сerevisiae, которые обладают наибольшей энергией брожения, образуют максимум спирта и сбраживают моно- и дисахариды, а также часть декстринов.
В хлебопекарных дрожжах ценят быстроразмножающиеся расы, обладающие хорошей подъемной силой и стойкостью при хранении.
В пивоварении используют дрожжи низового брожения, приспособленные к сравнительно низким температурам. Они должны быть микробиологически чистыми, обладать способностью к хлопьеобразованию, быстро оседать на дно бродильного аппарата. Температура брожения 6-8 0С.
В виноделии ценят дрожжи, быстро размножающиеся, обладающие свойством подавлять другие виды дрожжей и микроорганизмы и придавать вину соответствующий букет. Дрожжи, применяемые в виноделии, относятся к виду S. vini, энергично сбраживают глюкозу, фруктозу, сахарозу и мальтозу. В виноделии почти все производственные культуры дрожжей выделены из молодых вин в различных местностях.
Зигомицеты– плесневые грибы, они играют большую роль в качестве продуцентов ферментов. Грибы рода Aspergillus продуцируют амилолитические, пектолитические и другие ферменты, которые используют в спиртовой промышленности вместо солода для осахаривания крахмала, в пивоварении при частичной замене солода несоложеным сырьем и т.д.
В производстве лимонной кислоты А. niger является возбудителем лимоннокислого брожения, превращая сахар в лимонную кислоту.
Микроорганизмы в пищевой промышленности играют двоякую роль. С одной стороны, это культурные микроорганизмы, с другой — в пищевые производства попадает инфекция, т.е. посторонние (дикие) микроорганизмы. Дикие микроорганизмы распространены в природе (на ягодах, плодах, в воздухе, воде, почве) и из окружающей среды попадают в производство.
Для соблюдения правильного санитарно-гигиенического режима на пищевых предприятиях эффективным способом уничтожения и подавления развития посторонних микроорганизмов является дезинфекция.
Источник: https://ekoshka.ru/ispolzovanie-bakterij-v-promyshlennosti/
Сферы применения микроорганизмов
Микроорганизмы и продукты их жизнедеятельность в настоящее время широко используется в промышленности, сельском хозяйстве, медицине.
История применения микроорганизмов
Еще за 1000 лет до нашей эры римляне, финикийцы и люди других ранних цивилизаций извлекали медь из рудничных вод или вод, просочившихся сквозь рудные тела. В XVII в. валлийцы в Англии (графство Уэльс) и в XVIII в. испанцы на месторождении Рио-Тинто применяли такой процесс «выщелачивания» для получения меди из содержащих ее минералов. Эти .
древние горняки и не подозревали, что в подобных процессах экстракции металлов активную роль играли бактерии. В настоящее время этот процесс, известный как бактериальное выщелачивание, применяется в широких масштабах во всем мире для извлечения меди из бедных руд, содержащих этот и другие ценные металлы в незначительных количествах.
Биологическое выщелачивание применяется также (правда, менее широко) для высвобождения урана. Проведены многочисленные исследования природы организмов, участвующих в процессах выщелачивания металлов, их биохимических свойств и возможностей применения в данной области.
Результаты этих исследований показывают, в частности, что бактериальное выщелачивание может широко использоваться в горнодобывающей промышленности и, по всей видимости, сможет полностью удовлетворить потребности в энергосберегающих, не оказывающих вредного влияния на окружающую среду технологиях.
Несколько менее известно, но столь же важно использование микроорганизмов в горнодобывающей промышленности для извлечения металлов из растворов. Некоторые прогрессивные технологии уже включают биологические процессы для получения металлов в растворенном состоянии или в виде твердых частиц «из моечных вод, остающихся от переработки руд.
О способности микроорганизмов накапливать металлы известно уже давно, и энтузиасты издавна мечтали об использовании микробов для получения ценных металлов из морской воды. Проведенные исследования рассеяли некоторые надежды и в значительной степени определили области применения микроорганизмов.
Извлечение металлов при их участии остается многообещающим способом дешевой обработки загрязненных металлами промышленных стоков, а также экономичного получения ценных металлов.
Давно известно и о способности микроорганизмов синтезировать полимерные соединения; в самом деле, большинство компонентов клетки — это полимеры. Однако на сегодняшний день менее 1% всего количества полимерных материалов производит микробиологическая промышленность; остальные 99% получают из нефти. Пока биотехнология не оказала решающего влияния на технологию полимеров. Возможно, в будущем с помощью микроорганизмов удастся создавать новые материалы специального назначения.
Следует отметить еще один важный аспект применения микроорганизмов в химическом анализе – концентрирование и выделение микроэлементов из разбавленных растворов.
Потребляя и усваивая микроэлементы в процессе жизнедеятельности, микроорганизмы могут селективно накапливать некоторые из них в своих клетках, очищая при этом питательные растворы от примесей.
Например, плесневые грибы применяют для избирательного осаждения золота из хлоридных растворов.
Современные сферы применения
Микробная биомасса используется как корм скоту. Микробная биомасса некоторых культур используется в виде разнообразных заквасок, которые применяются в пищевой промышленности.
Так приготовлении хлеба, пива, вин, спирта, уксуса, кисломолочных продуктов сыров и многих продуктов. Другое важное направление-это использование продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.
Продукты жизнедеятельности по природе этих веществ и по значимости для продуцента можно разделить на три группы.
1 группа – это крупные молекулы с молекулярной массой. Сюда относятся разнообразные ферменты (липазы и т.д.) и полисахариды. Использование их чрезвычайно широка – от пищевой и текстильной промышленности до нефтедобывающей.
2 группа – это первичные метаноболиты, к которым относится вещества, необходимые для роста и развития самой клетки: аминокислоты, органические кислоты, витамины и другие.
3 группа – вторичные метаноболиты. К ним относится: антибиотики, токсины, алкалоиды, факторы роста и др.
Важное направление биотехнологии – использовании микроорганизмов как биотехнических агентов для превращения или трансформации некоторых веществ, очистки вод, почв или воздуха от загрязнителей. Также в добыче нефти микроорганизмы играют важную роль.
Традиционным способом из нефтяного пласта извлекается не более 50% нефти. Продукты жизнедеятельности бактерий, накапливая в пласте, способствуют вытеснения нефти и более полному выходу её на поверхность.
Огромная роль микроорганизмов в создании поддержании и сохранении почвенного плодородия. Они принимают в участии в образовании почвенного перегноя – гумуса. Применяются в повышении урожайности сельскохозяйственных культур.
В последние годы началось развиваться ещё одно принципиально новое направление биотехнологии – бесклеточная биотехнология.
Селекция микроорганизмов основана на том, что микроорганизмы приносят огромную пользу в промышленности, в сельском хозяйстве, в животном и растительном мире.
Другие сферы применения
В медицине Традиционные методы производства вакцин основаны на применении ослабленных или убитых возбудителей. В настоящее время многие новые вакцины (например, для профилактики гриппа, гепатита В) получают методами генной инженерии.
Противовирусные вакцины получают, внося в микробную клетку гены вирусных белков, проявляющих наибольшую иммуногенность. При культивировании такие клетки синтезируют большое количество вирусных белков, включаемых впоследствии в состав вакцинных препаратов.
Более эффективно производство вирусных белков в культурах клеток животных на основе технологии рекомбинантных ДНК. В нефтедобыче: В последние годы получают развитие методы увеличения нефтеотдачи с применением микроорганизмов.
Их перспектива связана, в первую очередь, с простотой реализации, минимальной капиталоемкостью и экологической безопасностью. В 1940 – х годах во многих нефтедобывающих странах были начаты исследования по применению микроорганизмов для интенсификации притока в добывающих скважинах и восстановления приемистости нагнетательных скважин.
В пищевой и хим. промышленности:
К наиболее известным промышленным продуктам микробного синтеза относятся: ацетон, спирты (этанол, бутанол, изопропанол, глицерин), органические кислоты (лимонная, уксусная, молочная, глюконовая, итаконовая, пропионовая), ароматизаторы и вещества, усиливающие запахи (глутамат натрия).
Спрос на последние постоянно увеличивается из-за тенденции к употреблению малокалорийной и растительной пищи, для придания вкусу и запаху пищи разнообразия. Ароматические вещества растительного происхождения можно производить путём экспрессии генов растений в клетках микроорганизмов.
Источник: http://biofile.ru/bio/5914.html
Промышленное использование микроорганизмов
Благодаря большому разнообразию синтезируемых ферментов микроорганизмы могут выполнять многие химические процессы более эффективно и экономично, чем если бы эти процессы проводились химическими методами.
Изучение биохимической деятельности микроорганизмов позволило подобрать условия для максимальной активности их как продуцентов различных полезных ферментов – возбудителей нужных химических реакций и процессов.
Микроорганизмы все шире применяются в различных отраслях химической и пищевой промышленности, сельском хозяйстве, медицине.
В нашей стране создана и успешно развивается новая отрасль промышленности – микробиологическая, все производства которой базируются на деятельности микроорганизмов.
Микроорганизмы, с помощью которых производят пищевые продукты, называют культурными. Их получают из чистых культур, которые выделяют из отдельных клеток. Последние хранят в музейных коллекциях и снабжают ими различные производства.
В результате осуществляемых культурными микроорганизмами химических реакций растительное или животное сырье превращается в пищевые продукты. С помощью микроорганизмов получают многие жизненно важные продукты питания, и хотя изготовление их знакомо человеку с древних времен, роль в нем микроорганизмов открыта сравнительно недавно.
Хлебопекарное производство.
Хлебопечение основано на деятельности дрожжей и молочнокислых бактерий, развивающихся в тесте. Совместное действие этих микроорганизмов приводит к сбраживанию сахаров муки.
Дрожжи вызывают спиртовое брожение, молочнокислые бактерии – молочнокислое. Образующиеся при этом молочная и другие кислоты подкисляют тесто, поддерживая оптимальный для жизнедеятельности дрожжей уровень рН.
Углекислый газ разрыхляет тесто и ускоряет его созревание.
Применение культурных микроорганизмов в виде прессованных хлебопекарных дрожжей, сушеных или жидких заквасок улучшает вкус и аромат хлеба.
Производство сыра.
Сыроделие основано на деятельности многих видов микроорганизмов: молочнокислые (термофильный стрептококк), пропионовокислые бактерии и др.
Под действием молочнокислых бактерий происходит накопление молочной кислоты и сквашивание молока, под действием других полезных микроорганизмов созревает сыр. Участвуют в этом процессе также некоторые плесневые грибы.
Сычужный фермент и молочнокислые бактерии производят глубокое расщепление белков, сахара и жира. Различные бактерии вызывают накопление в острых сырах летучих кислот, придающих им специфический аромат.
Получение кисломолочных продуктов.
Творог, сметану, масло, ацидофилин, простоквашу приготовляют на чистых Культурах с применением различных заквасок. Молоко предварительно пастеризуют.
Для производства творога и сметаны применяют мезофильные молочнокислые бактерии; ряженки, варенца и подобных продуктов – термофильные стрептококки и болгарскую палочку; ацидофилина – кислотовыносливые молочнокислые бактерии; кефира – многокомпонентные закваски, состоящие из дрожжей, молочнокислых и часто уксуснокислых бактерий. Для изготовления кислосливочного масла в пастеризованные сливки вносят закваску молочнокислых бактерий и выдерживают до требуемой кислотности.
Пивоваренное, спиртовое, ликеро-водочное и винодельческое производства.
Вино, пиво, квас, водку и другие напитки приготовляют с применением дрожжей, вызывающих спиртовое брожение сахарсодержащих жидкостей. В результате брожения жидкости (сусла, бражки, сока и т. п.) образуется алкоголь, СО2 и незначительные количества побочных продуктов.
Подсобную роль выполняют молочнокислые бактерии: они подкисляют среду и облегчают деятельность дрожжей (например, при производстве кваса). В производстве спирта и пива для осахаривания заторов применяют также ферментные препараты грибного и бактериального происхождения.
Квашение и соление.
Сущность этого способа консервирования состоит в создании условий для преимущественного развития одних микроорганизмов – молочнокислых бактерий и подавления развития других – гнилостных бактерий.
Заквашивают капусту, огурцы, помидоры, яблоки, арбузы. Применяют этот способ также при закладывании на длительное хранение корма для скота – заквашивается зеленая масса из трав, растительных остатков и др.
Этот процесс носит название силосования кормов.
Получение органических кислот.
Уксусную, молочную и лимонную кислоты производят также с помощью микроорганизмов. Молочную кислоту получают способом брожения из сахарсодержащего сырья – патоки, крахмала, молочной сыворотки и др.
Молочнокислые бактерии выращивают на средах, содержащих до 15 % сахара. Выход молочной кислоты достигает 60-70 % массы содержащегося в заторе сахара.
Промышленное получение уксуса для пищевых целей основано на уксуснокислом брожении. Уксуснокислые бактерии в специальных чанах на буковых стружках окисляют поступающую питательную среду – уксусно-спиртовой раствор – до уксусной кислоты.
Лимонную кислоту раньше получали из плодов цитрусовых. В настоящее время ее также получают путем брожения. Возбудителем брожения является гриб Аспергиллус нигер, основное сырье – черная патока.
Брожение происходит в растворе с содержанием 15 % сахара в аэробных условиях при температуре около 30 °С.
Лимонная кислота используется в кондитерской промышленности, производстве безалкогольных напитков, сиропов, кулинарии и медицине.
Источник: http://www.comodity.ru/microbiology/activity/7.html
Использование микроорганизмов в пищевой промышленности
содержание .. 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 ..
ГЛАВА 9.
Использование микроорганизмов в пищевой промышленности
9.1. Производства, основанные на спиртовом брожении
В хозяйственной деятельности человека наиболее широко применяются микроорганизмы, вызывающие различные виды брожения.
Спиртовое брожение проводят при участии дрожжей рода Saccharomyces и используется в процессе производства спирта и глицерина, вина и пива, шампанского и коньяка. Большое значение оно имеет также в технологии хлебопечения.
Факторы внешней среды оказывают влияние на развитие дрожжей и брожение.
Наиболее благоприятная концентрация сахара для большинства дрожжей 10 – 15 %. При повышении концентрации брожение затрудняется и почти полностью прекращается при концентрации сахара 30 – 35 %. С понижением концентрации сахара (менее 10 %) бродильная энергия также уменьшается.
Брожение обычно идет в кислой среде при рН 4,0 – 4,5. Скорость брожения в значительной степени зависит от температуры: при 30° С она наибольшая, а при 50° С брожение останавливается. При понижении температуры брожение замедляется, но даже при 0° С оно не прекращается полностью. В различных производствах процесс ведут при температуре от 4 до 28° С.
Брожение, проводящиеся при температуре 20 – 28° С называют верховым. Оно протекает быстро и бурно.
Выделяющийся углекислый газ образует на поверхности среды много пены и «покрышку» из дрожжей, выносимых на поверхность жидкости. Дрожжи, вызывающие верховое брожение, называют верховыми.
Обычно верховые дрожжи применяют при производстве спирта, вина, хлебопекарных дрожжей, иногда – в пивоварении.
Низовым брожением в противоположность верховому называют процесс, протекающий при низкой температуре (5 – 10° С). В этом случае углекислый газ выделяется постепенно, процесс протекает более спокойно и медленно. Дрожжи оседают на дно сосуда в виде плотного слоя. Это брожение применяется лишь в пивоварении.
9.1.1. Хлебопекарное производство и микробиология
Общая характеристика сырья и стадий производства.
Основным сырьем хлебопекарного производства являются: мука пшеничная и ржаная, вода, дрожжи, соль. В качестве дополнительного сырья используются сахар, жиры, яйца, патока, солод, ферментные препараты, молочная сыворотка, молоко, изюм, мак, орехи, варенье и другие пищевые добавки.
Стадии технологического процесса складываются из подготовки сырья, замеса теста, брожения теста, разделки, формования, расстойки заготовок, выпечки хлеба, охлаждения, хранения и транспортировки.
Дрожжи и закваски готовят в дрожжевом отделении. Все компоненты подаются через дозирующее устройство в тестомесильные машины. При замесе теста все компоненты смешиваются в однородную массу, в которой начинаются физические, коллоидные и биохимические процессы, в результате которых тесто разрыхляется и созревает.
Характеристика микроорганизмов теста. Возбудителями брожения теста являютсядрожжи.
Роль дрожжей заключается в разрыхлении теста. Дрожжи сбраживают сахара муки и мальтозу, образующуюся из крахмала, с выделением спирта, углекислого газа. Побочные продукты брожения – уксусный альдегид, бутиловый, изобутиловый, изоамиловый спирты, органический кислоты (молочная, янтарная, винная, щавелевая) создают вкус и аромат хлеба.
При производстве пшеничного хлеба применяют Saccharomyces cerevisiae, ржаного – Saccharomyces cerevisiae и Saccharomyces minor (специфичны для ржаного теста).
Большую роль в хлебопечении играют молочнокислые бактерии.
Эти микроорганизмы осуществляют молочнокислое брожение в полуфабрикатах, в результате которого повышается кислотность, что способствует набуханию и пептонизации муки, особенно ржаной, повышаются вязкость и газоудерживающая способность теста.
Молочнокислые бактерии участвуют в создании вкуса и аромата ржаного хлеба за счет накопления летучих органических кислот, спиртов, карбонильных соединений (альдегидов), способствуют лучшему разрыхлению теста за счет газообразования.
В хлебопечении используются следующие виды молочнокислых бактерий:
Lactobacillus dellbrueckkii – термофильные гомоферментативные палочки. Оптимальная температура 48 – 50 оС. Используются при выведении жидких дрожжей. Lactobacillus plantarum – мезофильные гомоферментативные палочки. Оптимальная температура 30 – 35 оС.
Постоянно встречается в заквасках. Lactobacillus brevis – мезофильные гетероферментативные бактерии. Оптимальная температура 30 оС. Развиваются в сочетании с палочкой плантарум. Lactobacillus fermenti – мезофильные гетероферментативные бактерии.
Оптимальная температура 37 – 40 оС.
Микроорганизмы, используемые в производстве хлеба из пшеничной муки.
Для производства пшеничного хлеба применяют прессованные и сушеные дрожжи, а также полуфабрикаты (жидкие дрожжи и жидкие пшеничные закваски), изготовляемые на хлебозаводах.
Хлебопекарные дрожжи должны быть устойчивыми к высокой концентрации соли до 3 –4 %, сахара, должны развиваться при температуре 28 – 30оС, при оптимальном значении рН 4,5 – 5, обладать высокой бродильной активностью (мальтазной и зимазной).
Прессованные дрожжи применяют для производства сдобных и булочных изделий из муки высшего и первого сортов. Используют в виде дрожжевого молока с содержанием прессованных дрожжей 500 – 600 г/ л.
Сухие дрожжи предварительно размачивают в мучной суспензии и активизируют.
Жидкие дрожжи применяют для производства хлеба из пшеничной муки высшего, первого и второго сортов, ржано-пшеничного. Особенно рекомендуются, если мука имеет пониженные хлебопекарные свойства, так как обладают высокой мальтазной активностью.
Жидкие дрожжи готовят на хлебозаводах по следующей схеме: пшеничную муку второго сорта заваривают горячей водой, добавляют ферментные препараты для осахаривания. Происходит гидролитическое расщепление крахмала до мальтозы и далее до глюкозы. Осахаренную заварку заквашивают молочнокислыми бактериями и оставляют при температуре 48 – 52 оС.
Молочнокислые бактерии размножаются, сбраживают глюкозу с образованием молочной кислоты. Кислотность полуфабриката повышается, создаются благоприятные условия для развития дрожжей, подавляется посторонняя микрофлора. Затем добавляют дрожжи, они размножаются, а жизнедеятельность молочнокислых бактерий прекращается.
Таким образом, жидкие дрожжи представляют собой активную культуру дрожжей, выращенных на мучной заварке, осахаренной и заквашенной термофильными молочнокислыми бактериями. Соотношение молочнокислых бактерий и дрожжей составляет 30:1.
Микроорганизмы, применяемые для производства хлеба из ржаной муки. Ржаной хлеб готовят на жидких и густых заквасках, которые представляют собой смеси культур дрожжей и молочнокислых бактерий.
Соотношение молочнокислых бактерий и дрожжей составляет 80:1, т.е. молочнокислые бактерии более важны для созревания ржаного теста.
Обычно используют смесь гомо- и гетероферментативных культур молочнокислых бактерий.
Жидкие закваски готовят на осахаренной жидкой среде из ржаной муки, в которую вносят смесь гомо- и гетероферментативных молочнокислых бактерий и оба вида дрожжей (S. cerevisiae , S. minor). Преобладают дрожжи S. minor , которые отличаются высокой кислотоустойчивостью, но меньшей бродильной активностью.
Густые закваски характеризуются тем, что применяют только дрожжи Saccharomyces minor, а также смесь из L. plantarum и L. brevis.
В заквасках и в тесте из ржаной муки дрожжи и молочнокислые бактерии составляют симбиоз и активность их возрастает, а высокая кислотность ржаного теста препятствует развитию тягучей болезни.
Микробиологические пороки хлеба
Тягучая болезнь хлеба. Возбудителем является сенная палочка (Вас. subtilis), продуцирующие мощные амилолитические и протеолитические ферменты.
Они вызывают гидролиз крахмала с образованием декстринов, гидролиз белков, в результате чего мякиш становится вязким, тягучим. Оптимальная температура развития этих бактерий 35 – 40 оС.
Сенная палочка чувствительна к кислой среде и при рН 4,8 – 4,5 не развивается.
Меры профилактики: быстрое охлаждение хлеба до 10 – 12 оС; подкисление теста путем добавления уксусной, пропионовой, сорбиновой кислот; введение в закваски молочнокислых бактерий, обладающих антагонистической активностью (Lactobacillus acidophilus). Заболевший хлеб уничтожается.
Меловая болезнь – характеризуется появлением на корке и в мякише белых сухих, похожих на мел, включений, хлеб приобретает неприятный запах. Порок вызывают термоустойчивые дрожжи.
Пигментные пятна – характерно появление на корке и в мякише пятен желтого, красного цветов. Хлеб непригоден к употреблению.
Возбудителями являются грамотрицательные пигментообразующие бактерии (Pseudomonas aerogenosa), которые развиваются при температуре не менее 25 оС, повышенной влажности и малой кислотности хлеба.
Для профилактики необходимо тщательное соблюдение санитарно-гигиенического режима.
«Пьяный хлеб» – возникает при изготовлении хлеба из муки с примесью зерна, зараженного токсинами гриба рода Fusarium. Такой хлеб не имеет внешних признаков порчи, но его употребление в пищу вызывает серьезные отравления с симптомами напоминающими опьянение.
Плесневение – возникает при плотной укладке хлеба, при повышенной влажности более 70 %, при температуре 25 – 30 оС. Споры плесневых грибов попадают из воздуха, с тары, с рук и одежды персонала. Плесени вызывают распад углеводов, белков и жиров с появлением неприятного вкуса и запаха; возможно накопление микотоксинов.
содержание .. 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 ..
Источник: https://www.zinref.ru/000_uchebniki/00500biologia/000_00_UP_Promyshlennaya_mikrobiologia_i_osnovy_tekhnologii_makarevich_2009/042.htm
Технология получения бактериальных концентратов
Информация специализированная
Основной задачей технологии производства бактериальных препаратов на основе живых микроорганизмов заключается в обеспечении таких условий получения и переработки микробной массы, при которых в готовой продукции сохранилось бы максимальное число жизнеспособных клеток и не утрачивались бы их полезные свойства.
В зависимости от способа консервирования различают жидкие, замороженные и сухие бактериальные препараты.
См. также: Некоторые технологии получения бактериальных концентратов
СУХИЕ ПРЕПАРАТЫ. Достоинством сухих препаратов («Бифиформ», «Линекс», «Бактисубтил» и др.) следует считать то, что бактерии находятся как бы в состоянии спячки. Поэтому они не так чувствительны к перепадам температурного режима, их проще хранить.
Однако, в случае использования сухих препаратов или сухих заквасок прямого внесения, не всегда можно говорить о получении эффективного продукта питания, так как большинство штаммов молочнокислых бактерий при сушке значительно изменяют свою активность, находясь в глубоком анабиозе и восстанавливают её только лишь после 3—5 делений после попадания в благоприятную для размножения среду. Им требуется порядка (8—10) часов для перехода к активному физиологическому состоянию, однако к этому времени большая их часть уже может быть естественным образом элиминирована из кишечника. Для того чтобы хоть какая-то часть бактерий закрепилась в кишечнике, их концентрация в сухих препаратах должна быть не менее, чем 1010-12 живых бактерий в 1 грамме сухого порошка. Столь высокую концентрацию живых бактерий получить в условиях распылительной сушки или лиофилизации практически невозможно, т. к. от 10-25% популяций бактерий – пробиотиков гибнет, а сохранившие жизнеспособность бактерии резко снижают свою пролиферативную активность, в результате чего основная доля бактерий – пробиотиков при их назначении проходит через кишечник человека и животных транзитом, оказывая лишь минимальное лечебно-профилактическое действие и не проявляя способности к колонизации (заселению) данной экологической ниши. Недостатком также следует считать высокую себестоимость производства сухих концентратов вследствие того, что оборудование для сушки (лиофилизации), располагающееся в технологической цепочке производства концентрата, настолько дорогостоящее, что далеко не каждое предприятие может позволить себе его закупить.
ЖИДКИЕ ПРОБИОТИКИ. В отличие от сухих, в жидких пробиотиках бактерии постоянно находятся в активном состоянии. Главное достоинство жидких пробиотиков заключается в том, что бактерии в них находятся в живой биологически активной форме.
Свое благотворное воздействие они оказывают незамедлительно — сразу после приема препарата, что выгодно отличает жидкие пробиотики от аналогичных сухих препаратов.
Кроме живых бактерий, жидкие пробиотики содержат продукты их жизнедеятельности: весьма полезные для организма человека биологически активные вещества: незаменимые аминокислоты, органические кислоты, витамины, интерфероностимулирующие и иммуномодулирующие вещества.
Указанные метаболиты синтезируются пробиотическими микроорганизмами не только в специально подобранной питательной среде, но и в иных пищевых средах, а также в кишечнике человека.
Жидкие пробиотики благодаря своим поистине уникальным лечебным, профилактическим, общеукрепляющим действиям охватывают практически все области медицины.
Длительная апробация в ведущих клиниках во многих регионах России показала высокую эффективность их применения в гастроэнтерологии, проктологии, акушерстве и гинекологии, педиатрии, хирургии и травматологии, фтизиатрии, дерматовенерологии, онкологии, в спортивной медицине, косметологии, в гидроколонотерапии и других областях.
Жидкие пробиотики одинаково полезны и безопасны и для взрослых, и для детей.
Жидкие пробиотики намного дешевле сухих препаратов (по количеству содержащихся в них живых бактерий), что объясняется отлаженными технологиями культивирования и отсутствием стадии сушки.
Комплексное использование жидких пробиотиков дает возможность более результативно стабилизировать микрофлору кишечника, обмен веществ и укрепить иммунитет.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ
Цикл получения бакконцентратов состоит из приготовления питательной среды и инокулята, накопления биомассы бактерий, выделения и концентрирования биомассы.
Анализ технологии производства бактериальных препаратов показал, что перспективным является совершенствование первых – базовых этапов, которые должны лечь в основу разработки последующих стадий. Поэтому важное значение имеет этап накопления биомассы микроорганизмов, эффективность которого в большей степени зависит от условий культивирования и активности посевного материала.
Одним из наиболее распространенных приемов интенсификации роста бактерий является оптимизация состава питательных сред. Идеальный бактериальный препарат должен готовиться с использованием стандартной питательной среды.
Молочнокислые бактерии различаются по потребности в стимуляторах роста, в связи с этим предложены различные питательные среды для выращивания мезофильных, термофильных молочнокислых стрептококков и ацидофильных палочек. В качестве источника углерода они могут использовать моно- и дисахариды, органические кислоты.
На обычных питательных средах они не развиваются, а растут на средах с добавлением аминокислот, гидролизатов белков мяса, лактоальбумина, казеина, различных видов муки.
Положительно влияет на рост микроорганизмов добавление кукурузы, моркови, картофеля, дрожжевого автолизата, а так же некоторые пептиды, пурины, жирные кислоты.
Размножение бифидобактерий обусловлено наличием факторов роста. Многие виды нуждаются в биотине, пантотеновой кислоте, цистеине, аминосахарах, коферменте А, олигосахарах, некоторых ненасыщенных жирных кислотах и др. В синтетических средах бифидобактериям для роста необходимы железо, магний, фосфаты, хлориды калия и натрия, в некоторых случаях марганец.
Молоко как среду накопления клеток молочнокислых бактерий, без специальной предварительной обработки использовать невозможно из-за коагуляции белков, что очень затрудняет отделение клеток.
В связи с этим были проведены многочисленные исследования по использованию для накопления биомассы жидкой среды, состоящей из стандартных компонентов, а также молочной сыворотки с добавлением необходимых факторов роста.
В качестве стимуляторов роста различными авторами было рекомендовано использовать дрожжевой автолизат, кукурузный экстракт, микроэлементы.
При культивировании анаэробных микроорганизмов необходимы компоненты для уплотнения среды. В большинстве случаев для этих целей применяют агар-агар.
В качестве альтернативного решения, для снижения затрат и повышения функциональных характеристик готового продукта, представляется возможным частичная или полная замена агара на полисахариды растительного происхождения со способностью к гелеобразованию.
В процессе производства бактериальных препаратов важным этапом является культивирование микроорганизмов.
Основными факторами, ограничивающим рост микроорганизмов в периодических процессах являются исчерпание питательных сред и накопление в культуральной среде токсических продуктов метаболизма.
Поэтому в микробиологической практике находят режимы дробной подачи некоторых субстратов в зону роста.
Однако проблема сохранения жизнеспособности и основных свойств микробов при производстве бактериальных препаратов состоит не только в подборе комплекса питательных веществ для их роста. Важную роль при этом отводится условиям культивирования бактерий.
Цикл развития культуры начинается с засева среды. Засев осуществляется в таком количестве, которое обеспечивает начало роста микроорганизмов с минимальной задержкой.
Для многих молочнокислых бактерий активный «омоложенный» посевной материал применяется в количестве 1-3% от объема среды. Посевной материал, попав в свежую полноценную среду, постепенно начинает размножаться.
Через определенное время в стационарной фазе масса клеток в питательной среде достигает максимального уровня.
Немаловажную роль для роста бактерий играют буферные свойства среды. Для поддержания оптимальной для роста буферной емкости среды используют натриевые или калиевые соли лимонной, фосфорной или уксусной кислот.
Следующим необходимым этапом при получении бактериальных препаратов является отделение биомассы от культуральной среды. Для этой цели используют сепараторы или бактофуги. При этом эффект выделения бактериальных клеток из культуральной жидкости определяется формой клеток, плотностью питательной среды, режимом бактериотделения.
Существенно влияет на активность полученных препаратов и на их стойкость продолжительность выращивания клеток перед их отделением.
Многие исследователи рекомендуют отделять клетки в конце логарифмической, перед началом стационарной фазы роста, что обеспечивает максимальный выход клеток и их стойкость. Затем в зависимости от выбранного способа консервирования биомассы производится розлив во флаконы и хранение, замораживание или высушивание.
Необходимо отметить, что спектр видов бактериальных препаратов, постоянно расширяется. Это связано со стремлением улучшить органолептические свойства продуктов, повысить их функциональные качества.
Одним из перспективных направлений является разработка новых поливалентных и комбинированных препаратов с иммобилизованными пробиотическими бактериями различных таксономических групп. Пока выпускаются только два сорбированных пробиотика бифидумбактерин форте и пробифор, представляющих собой высушенную микробную массу живых бифидобактерий, иммобилизованных на активированном угле.
Механизм терапевтического действия этих препаратов отличается тем, что искусственно созданные сорбированные на частичках угля микроколонии бифидобактерий находятся в ином физико-химическом состоянии, что обеспечивает более интенсивное их взаимодействие с пристеночным слоем слизистой кишечника и заселение кишечника бифидобактериями, что существенно повышает их антагонистическую активность.
Поиск и применение новых технологических приёмов для повышения функциональных показателей пробиотиков является одной из главных задач биотехнологии. В настоящее время наряду с биологической активностью ингредиентов для создания препаратов необходимо оценивать и источник их выделения.
Применение натуральных пищевых волокон состоящих в комплексе с биологически ценными веществами для стимулирования активности и жизнеспособности бифидобактерий позволит повысить пробиотические свойства бактериального концентрата и их устойчивость при технологической обработке и длительном хранении.
Некоторые технологии получения бакконцентратов :
Источник: http://propionix.ru/tehnologiya-polucheniya-bakterialnyh-koncentratov
Исследование некоторых основных факторов, определяющих получение сухих препаратов пропионовокислых бактерий
УДК 663.18:579.67
О.Н. Гора, И.Н. Павлов
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПОЛУЧЕНИЕ СУХИХ ПРЕПАРАТОВ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ
Уделено внимание проблеме получения сухих форм пробиотического препарата на основе пропионово-кислых бактерий Propionibacteriumfreudenreichii. Отмечено, что при культивировании бактерий в качестве фоновой среды принята питательная среда,применяемая для развития бифидобактерий.
Для данной питательной среды определены условия накопления максимальной биомассы бактерий, при этом в качестве основных факторов проведения процесса рассматривались: температура проведения процесса, продолжительность и содержание ионов кобальта, используемого в качестве предшественника при синтезе витамина В12. Полученная жидкая закваска с максимальным накоплением биомассы пропионовокислых бактерий высушена методом распылительной сушки. При проведении процесса отработаны режимы, при которых достигается минимальная гибель и сохраняется достаточное количество живых бактерий по отношению к жидкой закваске.
Пропионовокислые бактерии, питательная среда, витамин В^, сухая закваска, распылительная сушка.
Введение
В последние годы все большее внимание уделяется созданию продуктов функционального питания, способных оказывать определенное регулирующее действие на организм в целом или на его конкретные системы и органы или на их функции.
Большое внимание исследователей привлекают пропионовокислые бактерии (ПКБ), отличительной способностью которых является широкий синтез витамина В12 и высокие иммуногенные и антимутогенные свойства. ПКБ приживаются в кишечнике людей и снижают геннотоксичное действие ряда химических соединений и ультрафиолетовых лучей [1].
В связи с этим оказывается актуальным создание препарат-пробиотиков на основе ПКБ.
Поэтому одним из направлений при решении задач, ориентированных на оздоровление населения, является проведение исследований в области разработки новых эффективных пробиотических продуктов, в частности, на основе ПКБ, а также совершенствование выпускаемых форм этих препаратов и интенсификация производства для получения качественного продукта с наилучшими свойствами.
Для использования этих препаратов в пищевой промышленности необходимо создать условия для продления сроков их хранения, что определяется экономическими условиями производства. Подобные препараты приобретают различные конечные формы. Их использование возможно и в виде жидкого концентрата, и в суспедированной форме, и виде сухих концентрированных форм.
Получение препарата в той или иной форме продиктовано условиями последующего применения, наилучшего сохранения целевых свойств, поддержания микроорганизмов в биологически активном состоянии, сохранности полезных активных веществ (аминокислот, органических кислот, витаминов и т.д.). Исключением не является и получение сухих концентрированных препаратов.
Поэтому цель данной работы состоит в опробировании методики получения сухого концентрата про-пионовокислых бактерий. С помощью данных научной литературы по культивированию пропионово-кислых бактерий был определен состав основной пи-
тательной среды, которая принята в качестве контрольной при последующей отработке по повышению накопления биомассы ПКБ и режимов процесса сушки. В состав этой среды входят следующие компоненты: молочная сыворотка, дрожжевой автолизат, гидролизованное молоко и хлорид кобальта.
В качестве инокулята используется концентрат пропионо-вокислых бактерий, который содержит клетки селективных штаммов Propionibacteriumfreudenreichii (подвиды shermanii и globosum) с высокой температурой второго нагревания.
Количество жизнеспособных бактерий в одной порции концентрата составляет не менее (2,8 ± 0,8) млрд КОЕ. Концентрат приобретен на ООО «Барнаульская биофабрика».
Основные условия накопления: соотношение компонентов, температура культивирования, количество вносимой закваски, добавки к среде, продолжительность культивирования продуцента.
На первом этапе работы проводилась оптимизация состава ростовых компонентов питательной среды для культивирования Propionibacteriumfreudenreichii.
Установлено, что пропионовокислые бактерии и бифидобактерии относятся к актиномицетной группе микроорганизмов.
Так, для количественного учета этих бактерий применяются идентичные среды, вследствии чего для накопления биомассы пропио-новокислых бактерий была взята фоновая среда на основе сыворотки с добавлением ростовых компонентов дрожжевого автолизата и гидролизованного молока для культивирования бифидобактерий с последующей оптимизацией.
Материалы и методы
В данной работе использовались методы для определения биомассы, витамина В12 и колониеобразующих единиц (КОЕ). Биомассу находили методом взвешивания, витамин В12 – спектрофотометрическим методом. Суть метода заключается в отделении и промывке клеток бактерий с переводом кобаламинов в водный раствор путем гидролиза, в воздействии света на полученный гидролизат для перевода кобалами-
на в оксикобаламин и определении оптической плотности при длине волны 530 нм. Оптическая плотность раствора пропорциональна содержанию кобаламина. А количество микроорганизмов выявляли «высевом на плотные питательные среды – методом Коха».
Метод широко применяют для определения численности жизнеспособных клеток в различных естественных субстратах и лабораторных культурах. В его основе лежит принцип Коха, согласно которому каждая колония является потомством одной клетки.
Это позволяет на основании числа колоний, выросших после посева на плотную питательную среду определенного объема исследуемой суспензии, судить об исходном содержании в ней клеток микроорганизмов.
Результаты количественного исследования микроорганизмов, проведенного по методу Коха, часто выражают не в числе клеток, а в условных, так называемых колониеобразующих единицах. Каждая колония на чашке с питательной средой вырастает из одной колониеобразующей единицы, которая может представлять собой бактериальную, дрожжевую клетку, спору, кусочек мицелия актиномицета или гриба.
Определение числа микроорганизмов этим методом включает три этапа: приготовление разведений, посев на плотную среду в чашки Петри и подсчет выросших колоний.
Полученные экспериментальные данные статистически обрабатывали методами математического и корреляционного анализа на ЭВМ, используя пакет стандартных программ.
Результаты и их обсуждение
Пропионовокислые бактерии являются активными продуцентами витамина В12. Следует отметить, что синтез витамина зависит от условий культивирования. Известно, что корриноиды включают в группу тетра-пиррольных соединений, выполняющих жизненно важные функции.
Ионы металлов в этих соединениях находятся в комплексе с органическими лигандами, а в коферментах В12 атом кобальта связан с углеродом. Энзиматический гемолиз Со-С связи приводит к образованию реактивных веществ. Эти вещества провоцируют протекание реакций, которые в иных случаях должны быть подавлены.
Однако в естественных питательных средах содержание кобальта минимально, поэтому в фоновую питательную среду мы также добавляли ионы ^2+, которые влияют на выход биомассы и синтез витамина В12 [2] (рис. 1).
Из рис. 1 видно, что оптимальной питательной средой для накопления
биомaссыPropionibactermmfreudenreichii является среда следующего химического состава: ТС + 5 % дрожжевого автолизата + 5 % гидролизованного молока + ^02 (20 мг/л), поскольку позволяет бактериям накапливать значительную биомассу. Определение количества витамина В12 осуществлялось спектрофотометрическим методом, а биомассы – методом взвешивания [3].
1 2 3 4 5 6
Продолжительность культивирования, сутки
Рис. 1. Динамика накопление биомассы бактериями Рг.
freudenreichnв зависимости от состава питательной среды: 1 -творожная сыворотка + дрожжевой автолизат + гидролизованное молоко; 2 -творожная сыворотка + дрожжевой автолизат + гидролизованное молоко +СоС12 (10 мг/л); 3 -творожная сыворотка + дрожжевой автолизат + гидролизованное молоко +СоС12(20 мг/л); 4 -творожная сыворотка + дрожжевой автолизат + гидролизованное молоко +СоС12 (30 мг/л);5 -творожная сыворотка + дрожжевой автолизат + гидролизованное молоко +СоС12 (40 мг/л)
Установлена корреляционная зависимость между количеством ионов кобальта и максимальным накоплением биомассы и витамина В12, которое фиксируется на 5-е сутки культивирования.
Для биомассы уравнение имеет вид:
у = 0,0278×3- 0,4429×2 + 1,9508x + 17,314.
Коэффициент корреляции составляет: R2 = 0,9525.
Для накопления витамина уравнение имеет вид:
у = 0,036^3- 0,7095×2 + 3,8187x + 8,8714.
Коэффициент корреляции составляет: R2 = 0,9217.
Приведенные данные позволяют рассчитать выход продукта по биомассе или витамину В^ в зависимости от концентрации ионов ^2+ в период максимального накопления на 5-е сутки культивирования.
Метод распылительной сушки широко применяется в пищевой промышленности, например, при получении сухого молока. Однако применение его для сушки бактериальных препаратов в настоящее время не получило распространения из-за сильного снижения жизнеспособности бактерий при сушке.
Пропио-новокислые бактерии относятся к микроорганизмам, способным развиваться в области средних температур и выдерживать действие температуры до 60оС. Такой факт дает возможность разработать технологию процесса приготовления сухих форм этих бактерий с применением распылительной сушки.
Отработка включает в себя прежде всего определение условий проведения процесса с оптимальным сочетанием факторов, позволяющих достичь максимальной сохранности живых бактерий по окончании процесса сушки.
К факторам, определяющим получение такого эффекта, относятся: высокая концентрация бактерий в культуральной жидкости, подбор защитных сред и режимы процесса сушки.
Поэтому дальнейшим развитием изучаемой темы является получение сухой концентрированной закваски на основе концентрата сохраненных в активном состоянии бактерий и витаминов.
В основном сухие закваски получают с помощью сублимационной сушки, мы же предлагаем получать сухие закваски с помощью распылительной сушки, которая является более экономным видом сушки и менее энергоемким. Этот вид сушки обладает большими конкурентными преимуществами по сравнению с сублимационной сушкой, а продукт получается на порядок дешевле.
К числу преимуществ следует отнести прежде всего высушивание непосредственно из раствора, развитую поверхность диспергирования, интенсивный тепло- и массообмен.
Поэтому распылительная сушилка по отношению с сублимационной дает такие плюсы, как меньшие затраты энергии, сокращение парка используемого дорогостоящего оборудования.
Иными словами, применяя данный способ получения пробиотического продукта производительприобретает высокую конкурентоспособность препарата по сравнению со стандартными заквасками и их способом получения.
Далее рассмотрен вариант получение сухих видов заквасок из живых микробных культур пропионово-кислых бактерий с помощью распылительной сушки, которая является альтернативным методом обезвоживания. Реализация этого варианта требует отработки технологии получения сухой формы препарата, при которой обеспечится сохранность накопленного продукта и повышенная стабильность препарата при хранении.
Первичную отработку режимов сушки проводили на апробированной контрольной среде. Полученные данные свели в табл. 1.
Таблица 1 Показатели сухих и жидкой заквасок
Осуществленные исследования показали, что сухая закваска незначительно уступает жидкой по наличию
витамина В12 и произошло незначительное снижение КОЕ.
Таким образом, проведенный ряд исследований по использованию распылительного обезвоживания применительно к сушке пропионовокислых бактерий PrорюmbacterшmfreudenreicЫiпродемонстрировaл удовлетворительный результат.
Имеющиеся данные подтверждают возможность получения сухой формы пробиотика с высоким содержанием живых бактерий, что достигается сокращением потерь микроорганизмов при выборе наиболее благоприятного режима сушки.
В основном сухие закваски получают с помощью сублимационной сушки. В настоящеее время существуют разработанные сухие формы пробиотических препаратов («Бифиформ», «Линекс», «Бактисубтил» и др.
), произведенные из живых микробных культур, таких как бифидобактерий и лактобактерий, которые используются также в технологии изготовления жидких концентратов и находят широкое применение в качестве средств, предназначенных для коррекции микрофлоры человека и лечения ряда заболеваний.
Существуют разработки получения сухих форм пробиотических препаратов на основе пропионовокислых бактерий, но в их технологии приготовления используется сублимационный способ обезвоживания.
В данной статье показаны удовлетворительные результаты, полученные при отработке метода распылительного высушивания ПКБ. Таким образом, предлагается получать сухие закваски с помощью распылительной сушки, которая является более экономным видом сушки и менее энергоемким.
Этот вид сушки обладает явными конкурентными преимуществами по сравнению с сублимационной сушкой, а продукт имеет меньшую себестоимость. К числу таковых преимуществ следует отнести прежде всего высушивание непосредственно из раствора, развитую поверхность диспергирования, интенсивный тепло- и массообмен.
Поэтому распылительная сушилка по отношению с сублимационной дает такие плюсы, как меньшие затраты энергии, сокращение парка используемого дорогостоящего оборудования.
Таким образом, используя данный способ получения пробиотического продукта производитель получает высокую конкурентоспособность препарата по сравнению со стандартными заквасками.
Известно, что для оказания лечебного воздействия на организм человека, т.е. для закрепления бактерий в кишечнике, их концентрация в сухих препаратах должна быть не менее 10 10-12 живых бактерий в 1 грамме сухого порошка.
Поэтому в данном случае столь высокой концентрации живых бактерий при распылительной сушки возможно добиться с учетом того, что 10-25 % популяций бактерий-пробиотиков гибнет при условии получения значительного накопления биомассы бактерий при культивировании на оптимизированной питательной среде.
Особого внимания также требует отработка технологии проведения процесса распылительного высушивания с подбором наиболее благоприятных температурных и гидродинамических режимов распыления и применения защитных сред для снижения уровня гибели бактерий.
Показатели Виды заквасок
Сухие Жидкая
Выбор температуры сушки
Режим 1 | Режим 2 | Режим 3
Физико-химические:
рн 5,95 5,95 5,95 5,95
Титруемая кислотность, °Т 43 43 43 43
Витамин В12, мкг/мл 80,987 75,432 58,221 87,229
Активность сквашивания, ч 14 14 14 14
ілажность, % 10,09 7,03 3,46 –
Микробиологические:
Биомасса, г/л 43,4 40,1 37,4 58,2
Определение общего количества пробиотиков, КОЕ/см3 10х108 8х108 9х107 10х1010
Органолептические:
Консистенция и внешний вид Порошок молочно-белого цвета Жидкая, однород- ная
Цвет Молочнобелый, равномерный по всей массе
Список литературы
1. Хамагаева, И.С. Биотехнология заквасок пропионовокислых бактерий / И.С. Хамагаева. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. – 172с.
2. Воробьева, Л.И. Пропионовокислые бактерии/ Л.И. Воробьева. – М.: Изд-во МГУ, 1995. – 288с.
3. Нетрусов, А.И. Практикум по микробиологии: учеб.пособие для студ. высш. учеб. заведений / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук и др.;под. ред. А.И. Нетрусова. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 608 с.
Бийский технологический институт (филиал) ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», 659305, Россия, Алтайский край, г. Бийск, ул. Трофимова, 27.
Тел./факс: (3854) 43-22-85 e-mail:info@bti.secna.ru
SUMMARY O.N. Gora, I.N. Pavlov
THE INVESTIGATION ON SOME BASIC FACTORS DETERMINING THE MANUFACTURE OF PROPIONIC ACID BACTERIA OF DRY PREPARATIONS
Источник: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-nekotoryh-osnovnyh-faktorov-opredelyayuschih-poluchenie-suhih-preparatov-propionovokislyh-bakteriy
Загрузка...
