Исследование качественных показателей и сроков хранения бактериального концентрата микробного консорциума

Курунга известна своими лечебными свойствами, обусловленными многокомпонентным составом микрофлоры. Естественно сложившаяся популяция микроорганизмов биопродукта содержит термофильные и мезофильные лактобактерии, ацетобактерии, дрожжи, сбраживающие и не сбраживающие лактозу. Курунга является уникальным вспомогательным средством, повышающим эффективность лечения туберкулеза, малокровия и расстройств пищеварения, а также укрепляющим средством при многих других болезнях.

Организация промышленного производства курунги откроет новые перспективы развития регионального туризма в таком специфическом направлении, как курунголечение.

Целью исследования явилось изучение качественных характеристик и сроков хранения разработанного нами бактериального концентрата для производства курунги.

Объекты и методы исследования

В качестве объекта исследования использовали бактериальный концентрат микробного консорциума для производства курунги. Микробный консорциум получали путем комбинирования кефирной грибковой закваски и заквасок Lactobacillus acidophilus БЗ-АНВ, Lactobacillus bulgaricus БЗ-БНВ и Lactobacillus helveticus 3 5-1 в соотношении 1:0,5:0,5:1 соответственно.

Количественный учет термофильных микроорганизмов проводили на гидролизованном молоке с агаром, количество дрожжей определяли на лактозно-картофельном и глюкознокартофельном средах, количество клеток лактобактерий - на среде MRS по ТУ 10-10-02-789192-95.

Результаты и их обсуждение

Особенностью разработанной нами технологии является новый подход к подготовке инокулята и получению биомассы микробного консорциума. Особое внимание при производстве бактериального концентрата было уделено оптимизации питательной среды и созданию условий для роста мезофильных лактобактерий и дрожжей, не сбраживающих лактозу.

На основании полученных экспертиментальных данных разработана технология производства жидкого и замороженного бактериального концентрата для производства курунги.

Способ получения концентрата микробного консорциума имеет ряд преимуществ по сравнению с известными способами производства заквасок: использование комбинированной закваски, состоящей из кефирной грибковой закваски, L. acidophilus, L. bulgaricus и L. helveticus в соотношении 1:0,5:0,5:1 соответственно позволяет сократить процесс получения микробного консорциума до (8-10) ч; использование ржаной муки в количестве 2 % в питательной среде стимулирует рост дрожжей, не сбраживающих лактозу, и мезофильных лактобактерий; присутствие ржаной муки в питательной среде повышает адгезию и когезию микроорганизмов, повышает выход биомассы, характеризующийся высоким титром жизнеспособных клеток. Качественная характеристика полученного бактериального концентрата представлена в таблице 1.

Таблица 1

Качественные показатели жидкого и замороженного бактериального концентрата

Наименование показателя	Характеристика концентрата
	жидкий	замороженный
Консистенция и внешний вид	Однородная жидкость, допускается отделение сыворотки	Столбик замороженной суспензии
Цвет	От светло-желтого до кремового с темно-коричневыми включениями ржаной муки	От светло-желтого до кремового с темно-коричневыми включениями ржаной муки
Вкус и запах	Чистый, кисломолочный с привкусом дрожжей и ржаной муки	Чистый, кисломолочный
Массовая доля сухих веществ, %	7,2±0,5	9,4±0,5
Активная кислотность (рН)	4,5-6,5	4,5 - 6,5
Активность сквашивания молока до кислотности сгустка 120 °Т, ч	10-12	10-12
Температура при выпуске с предприятия, °С	плюс 6+2	минус 25+2
Продолжительность хранения, мес.	3	6
Количество микроорганизмов, КОЕ/см3, не менее: термофильных лактобактерий мезофильных лактобактерий дрожжей, не сбраживающих лактозу дрожжей, сбраживающих лактозу	14010 14010 1408 1408	14010 14010 1407 1407
Микрокартина	Тонкие палочки, округлые клетки дрожжей, одиночные и/или скопления в гроздья
БГКП (колиформы), в 10 см3	отсутствуют
Патогенные микроорганизмы, в т. ч. стафилококки, сальмонеллы, в 25 см3	отсутствуют

Из данных таблицы 1 видно, что жидкий бактериальный концентрат содержит достаточное количество жизнеспособных клеток и обладает высокой ферментирующей активностью.

Сохранение бактериального концентрата в активном состоянии имеет большое практическое значение при производстве молочной продукции.

На следующем этапе исследований были уточнены сроки хранения жидкого бактериального концентрата. Исследования по изучению сроков хранения проводились при температуре (4±2) °С.

Оценку качества бактериального концентрата в процессе хранения проводили по количеству жизнеспособных клеток микробного консорциума. Результаты исследований представлены в таблице 2.

Таблица 2 Изменение состава микрофлоры жидкого бактериального концентрата в процессе хранения

Срок хранения, сут	Количество микроорганизмов, КОЕ./см3
	термофильные лактобактерии	мезофильные лактобактерии	дрожжи, не сбраживающие лактозу	дрожжи, сбраживающие лактозу
0	8∙1011	6∙1010	9∙1010	7∙109
30	8∙1011	6∙1010	9∙1010	7∙109
60	8∙1011	6∙1010	9∙1010	7∙109
90	8∙1011	6∙1010	9∙1010	7∙109
120	6∙1011	3∙1010	5∙1010	3∙109
150	4∙1011	3∙109	2∙1010	4∙108
180	5∙1010	1∙109	2∙108	7∙107

Из данных таблицы 2 видно, что количество жизнеспособных клеток жидкого бактериального концентрата, хранившегося при температуре (4±2) °С в течение 120 сут (4 мес.), остается на высоком уровне.

Дальнейшее хранение в течение 150 дней приводит к снижению содержания мезофильных лактобактерий и дрожжей, сбраживающих лактозу, а через 180 дней хранения уменьшается количество термофильных лактобактерий и дрожжей, не сбраживающих лактозу.

На основании полученных данных определен оптимальный срок хранения жидкого бактериального концентрата, который составляет четыре месяца (120 сут).

Криоконсервация является одним из эффективных способов длительного консервирования микроорганизмов. При криоанабиозе замедляются процессы жизнедеятельности клеток, ослабляется чувствительность клеток к недостатку питательных веществ. Механическое воздействие кристаллов льда, гипертоническое воздействие растворов, частичная дегидратация содержимого клеток являются основными причинами гибели микроорганизмов при замораживании [2].

В Восточно-Сибирском государственном университете технологий и управления разработана технология замороженного бактериального концентрата для хлебопекарного производства. При этом теоретически обоснованы и выбраны оптимальные режимы замораживания. Технологические параметры, рекомендованные для хранения бактериального концентрата, использованы в наших исследованиях [1].

Замороженный бактериальный концентрат хранили в течение семи месяцев при температуре (минус 25) °С. Эффективность оценивали по количеству жизнеспособных клеток, мезофильных и термофильных лактобактерий, дрожжей, не сбраживающих и сбраживающих лактозу. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Анализ данных таблицы 3 показывает, что количество жизнеспособных клеток после 6 мес. начинает снижаться и к концу 7-го месяца уменьшается на один порядок.

Продолжительность сквашивания молока после активизации замороженной суспензии (после 6 мес. хранения) составляет (10-12) ч, что свидетельствует о сохранении биохимической активности.

Таблица 3

Срок хранения, сут	Количество микроорганизмов, КОЕ/см3
	термофильные лактобактерии	мезофильные лактобактерии	дрожжи, не сбраживающие лактозу	дрожжи, сбраживающие лактозу
0	8∙1011	6∙1010	9∙1010	7∙109
30	8∙1011	6∙1010	9∙1010	7∙109
60	8∙1011	6∙1010	9∙1010	7∙109
90	8∙1011	6∙1010	9∙1010	7∙109
120	6∙1011	3∙1010	5∙1010	3∙109
150	4∙1011	3∙109	2∙1010	4∙108
180	5∙1010	1∙109	2∙108	7∙107
210	4∙109	1∙108	1∙107	6∙106

Изучение сроков хранения замороженного бактериального концентрата

Полученные нами данные позволяют утверждать, что особенности взаимодействия клеток микробного консорциума в экстремальных условиях могут представлять собой специальную стратегию выживания, основанную на социальном поведении популяций микроорганизмов. Вероятно, в условиях межклеточных контактов агрегация клеток поддерживает их жизнеспособность. Следует отметить, что присутствие в бакконцентрате ржаной муки повышает межклеточную когезию и адгезию микроорганизмов.

Выводы

• 1.    На основании проведенных исследований выявлено, что бактериальные концентраты характеризуются сбалансированным содержанием молочнокислых бактерий и дрожжей, а также высокой активностью ферментации молока.

• 2.    Установлено, что при криоанабиозе количество клеток микробного консорциума снижается незначительно и замороженный бактериальный концентрат сохраняет высокую биохимическую активность в течение 6 мес. хранения.