RU2713273C1 - Способ получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий - Google Patents

Способ получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий Download PDF

Info

Publication number
RU2713273C1
RU2713273C1 RU2018143793A RU2018143793A RU2713273C1 RU 2713273 C1 RU2713273 C1 RU 2713273C1 RU 2018143793 A RU2018143793 A RU 2018143793A RU 2018143793 A RU2018143793 A RU 2018143793A RU 2713273 C1 RU2713273 C1 RU 2713273C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bifidobacterium
starch
lactobacillus
containing grain
grain raw
Prior art date
Application number
RU2018143793A
Other languages
English (en)
Inventor
Наталья Юрьевна Хромова
Борис Алексеевич Кареткин
Вероника Дмитриевна Грошева
Наталья Викторовна Хабибулина
Ирина Васильевна Шакир
Виктор Иванович Панфилов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева)
Priority to RU2018143793A priority Critical patent/RU2713273C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2713273C1 publication Critical patent/RU2713273C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/225—Lactobacillus

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий предусматривает получение питательных сред на основе гидролизатов крахмалосодержащего зернового сырья, полученных путем предварительной обработки суспензий возобновляемого крахмалосодержащего зернового сырья в соотношении с водой 1:5 - 1:40 протеолитическими ферментными препаратами в дозировке 0,5 - 4,0% и амилолитическими ферментными препаратами в дозировке 1,0 - 3,0%. В качестве возобновляемого крахмалосодержащего зернового сырья используют пшеницу, рожь, горох или гречиху. Изобретение позволяет повысить количество жизнеспособных клеток бифидо- и лактобактерий., 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к получению питательных сред с использованием крахмалосодержащего зернового сырья для выращивания бифидо- и лактобактерий, и может быть использовано в биотехнологии, пищевых производствах и при получении кормовых добавок для сельскохозяйственных животных, птиц и аквакультур.
Известен способ получения питательной среды для выращивания бифидобактерий на основе кислотно-щелочного гидролизата бобовых, в частности гороха, с добавлением пептона, лактозы, хлористого натрия и агара (патент RU №94026139). При этом среды, получаемые на основе кислотно-щелочного гидролизата гороха, люпина или люцерны, обеспечивают наращивание биомассы бифидобактерий к 16-24 ч культивирования с числом живых клеток не ниже 108 КОЕ/мл. Основным недостатком изобретения является использование для гидролиза возобновляемого растительного сырья химически агрессивных кислот и щелочей, что может приводить к образованию побочных продуктов, ингибирующих рост пробиотических микроорганизмов.
Известен способ получения функционального продукта питания культивированием штамма пробиотических бактерий Bifidobacterium lactis Bb-12 на гидролизатах пшеничных отрубей, полученных при обработке а-амилазами и комплексами ксиланаз, гемицеллюлаз, глюканаз и целлюлаз. Содержание активных бифидобактерий в конечном продукте составляло 105 КОЕ/г (Radenkovs V. et al. Wheat Bran Carbohydrates as Substrate for Bifidobacterium lactis Development. International Journal of Biological, Biomolecular, Agricultural, Food and Biotechnological Engineering. 2013. Vol.7. No.7. P. 605-610). При этом дополнительные компоненты, а именно источники белковых соединений, которые могли бы стимулировать рост культуры, в гидролизаты не вносили и в то же время предварительную обработку белковых веществ субстрата для повышения их биодоступности протеолитическими ферментными препаратами также не осуществляли, в результате чего содержание бактерий в продукте было сравнительно не велико.
Известен способ получения питательных сред для молочнокислых бактерий на основе солода, ячменя и пшеницы, заключающийся в четырехкратной экстракции белковых и углеводных компонентов центрифугированием водных суспензий муки с последующей стерилизацией. При этом наибольший рост лактобактерий наблюдался на солодовой питательной среде и достигал 8,1-10,1 log10 (КОЕ/мл) (Charalampopoulos D. et al. Growth studies of potentially probiotic lactic acid bacteria in cereal-based substrates. Journal of Applied Microbiology. 2002. No.92. P. 851-859). Основным недостатком такого способа получения питательных сред является неполное использование потенциала компонентов муки зерновых молочнокислыми бактериями, лишь частично экстрагируемых в раствор.
Наиболее близким к заявленному способу является патент США №6159724 «Способ получения питательных сред для культивирования дрожжей и молочнокислых бактерий» (прототип). Способ включает в себя три варианта приготовления питательной среды: 1) питательную среду готовят с использованием автолизата дрожжей, зерна и ростков пшеницы, а также крахмала и глютена; 2) питательную среду готовят аналогично первой, но вместо глютена, она содержит белки 3) питательную среду готовят объединением питательных сред, полученных по 1 и 2 варианту. В питательные среды добавляют ферменты альфа-амилазы и амилоглюкозидазу для гидролиза крахмала в глюкозу. Кроме того, для гидролиза клейковины и протеинов в ароматические пептиды и свободные аминокислоты, стимулирующие микробный рост, также добавляют протеолитические ферменты. Среду стерилизуют и добавляют поваренную или морскую соль. Гидролиз ферментами проводят без поддержания рН. Питательные среды инокулируют индивидуальными культурами дрожжей или молочнокислых бактерий, либо проводят совместное культивирование. Недостатком изобретения является использование в среде дрожжевого автолизата и поваренной соли, которые могут повлиять на органолептические свойства конечного жидкого функционального пищевого продукта. Также в работе не рассматривается возможность культивирования на гидролизатах зернового сырья бифидобактерий.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение биодоступности протеина и глюкозы для пробиотических бактерий в питательных средах на основе крахмалосодержащего зернового сырья путем обработки протеолитическими и амилолитическими ферментными препаратами таким образом, что внесение дополнительных дорогостоящих компонентов животного происхождения не требуется, а внесение дрожжевых добавок, которые отрицательно влияют на органолептические показатели пробиотических продуктов, ограничено.
Поставленная задача решается путем получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий, представляющих собой Lactobacillus rhamnosus или Lactobacillus bulgaricus или Lactobacillus acidophilus или Lactobacillus helveticus или Lactobacillus paracasei или Lactobacillus plantarum или Bifidobacterium adolescentis или Bifidobacterium breve или Bifidobacterium bifidum или Bifidobacterium infantis или Bifidobacterium pseudolongum или Bifidobacterium longam, полученных посредством предварительной обработки суспензий возобновляемого крахмалосодержащего зернового сырья в соотношении с водой 1:5 - 1:40 протеолитическим ферментным препаратом Protex 40Е или Панкреатин в дозировке 0,5-4,0% по отношению к содержанию белка и амилолитическим ферментным препаратом Duozyme в дозировке 1,0-3,0%. по отношению к содержанию сухого вещества. Содержание пробиотических: бактерий на конец культивирования без поддержания рН составляет не менее 108 КОЕ/мл, в условиях pH-статирования - не менее 109 КОЕ/мл.
Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении биодоступности крахмалосодержащего зернового сырья, как источника азота и углерода для пробиотических бактерий, что ведет к увеличению концентрации жизнеспособных клеток с 105-106 КОЕ/мл до 108-109 КОЕ/мл, и создании на основе полученных гидролизатов питательных сред и новых ферментированных пробиотических продуктов, способствующих расширению ассортимента продукции, в том числе, с высоким содержанием бифидобактерий, для производства которых не используется сырье животного происхождения, а также либо сокращении (за счет ферментативных гидролизатов и экстрактов растительного сырья), либо полном исключении дополнительных питательных компонентов в среде. Ниже приведены примеры реализации способа.
Пример 1. Крахмалосодержащее зерновое сырье смешивают с дистиллированной водой в соотношении 1:5-1:40, суспензию стерилизуют автоклавированием и инокулируют пробиотическими микроорганизмами. Рост бактерий В. adolescentis после 24 ч ферментации отсутствовал. При культивировании на суспензиях лактобактерий конечное содержание L. plantarum не превышало 105 КОЕ/мл при использовании гречневой муки и 106 КОЕ/мл при использовании пшеничной муки.
Пример 2. Муку крахмалосодержащего зернового сырья смешивают с дистиллированной водой, суспензию стерилизуют автоклавированием в течение 5 мин, охлаждают до температуры гидролиза, помещают в термостатируемую водяную баню и вносят амилолитический ферментный препарат Duozyme (Novosymes). Осахаривание и разжижение крахмала проводят в течение 90 мин при температуре 60°С и рН 5,5. Затем вносят протеолитический ферментный препарат Protex 40Е (Genencor). Гидролиз протеина муки проводят в течение 90 мин при температуре 60°С и рН 8,6. В полученный стерильный ферментолизат вносят инокулят суточной культуры молочнокислых бактерий и ферментируют в течение 15-24 ч без поддержания рН (таблица 1).
Figure 00000001
Figure 00000002
Использование гидромодуля менее 1:5 приводит к ухудшению реологических свойств, а гидромодуля более 1:40 к уменьшению численности жизнеспособных клеток.
Пример 3. Пшеничную муку высшего сорта смешивают с дистиллированной водой, помещают в термостатируемую водяную баню и вносят протеолитический ферментный препарат Панкреатин (Panreac). Гидролиз протеина пшеничной муки проводят в течение 90 мин при температуре 40°С и рН 8,0. Ферментолизат фильтруют через бельтинг и на его основе готовят питательную среду с добавлением дрожжевого экстракта (5 г/л), L-цистеина (0,5 г/л), аскорбиновой кислоты (0,5 г/л), глюкозы (10 г/л) и минеральной составляющей среды MRS. При этом все компоненты животного происхождения в питательной среде заменены на ферментолизат. В полученную питательную среду вносят 18 ч инокулят бифидобактерий и ферментируют в течение 15-24 ч без поддержания рН (таблица 2).
Figure 00000003
Использование гидромодуля менее 1:5 приводит к ухудшению реологических свойств и невозможности фильтрования через бельтинг, а гидромодуля более 1:40 к ухудшению роста бифидобактерий.
Пример 4. Пшеничную муку высшего сорта смешивают с дистиллированной водой в соотношении 1:5,43, помещают в биореактор, нагревают до температуры гидролиза и дробно на 0 мин и 90 мин вносят протеолитический ферментный препарат Панкреатин (Panreac) в суммарной дозировке 2% от содержания белка в муке. Гидролиз проводят в течение 180 мин при температуре 45°С в условиях поддержания рН 8,0. На основе фильтрованного через бельтинг ферментолизата готовят питательную среду с добавлением дрожжевого экстракта (5 г/л), L-цистеина (0,5 г/л), аскорбиновой кислоты (0,5 г/л), глюкозы (10 г/л) и минеральной составляющей среды MRS. При этом все компоненты животного происхождения заменены на ферментолизат. В готовую стерильную питательную среду вносят 18 ч инокулят бифидобактерий В. adolescentis и ферментируют в течение 18-24 ч при температуре 37°С в условиях поддержания pH 6,5-7,0. Получаемый при этом титр бифидобактерий не менее 3,0×109 КОЕ/мл.

Claims (2)

1. Способ получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий, представляющих собой Lactobacillus rhamnosus или Lactobacillus bulgaricus или Lactobacillus acidophilus или Lactobacillus helveticus или Lactobacillus paracasei или Lactobacillus plantarum или Bifidobacterium adolescentis или Bifidobacterium breve или Bifidobacterium bifidum или Bifidobacterium infantis или Bifidobacterium pseudolongum или Bifidobacterium longum, заключающийся в получении питательных сред на основе гидролизатов крахмалосодержащего зернового сырья, полученных путем предварительной обработки суспензий возобновляемого крахмалосодержащего зернового сырья в соотношении с водой 1:5-1:40 протеолитическим ферментным препаратом Protex 40Е или Панкреатин в дозировке 0,5-4,0% по отношению к содержанию белка и амилолитическим ферментным препаратом Duozyme в дозировке 1,0-3,0% по отношению к содержанию сухого вещества.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве возобновляемого крахмалосодержащего зернового сырья используют пшеницу, или рожь, или горох, или гречиху.
RU2018143793A 2018-12-11 2018-12-11 Способ получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий RU2713273C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143793A RU2713273C1 (ru) 2018-12-11 2018-12-11 Способ получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143793A RU2713273C1 (ru) 2018-12-11 2018-12-11 Способ получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2713273C1 true RU2713273C1 (ru) 2020-02-04

Family

ID=69625555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143793A RU2713273C1 (ru) 2018-12-11 2018-12-11 Способ получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2713273C1 (ru)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2410423C2 (ru) * 2005-10-11 2011-01-27 Анидрал С.Р.Л. Способ получения по меньшей мере одной неаллергенной пробиотической бактериальной культуры для изготовления пищевого продукта или фармацевтической композиции, предназначенных для лиц, пораженных целиакией и особенно чувствительных к аллергенным веществам глютенового и/или молочного типа (варианты)

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2410423C2 (ru) * 2005-10-11 2011-01-27 Анидрал С.Р.Л. Способ получения по меньшей мере одной неаллергенной пробиотической бактериальной культуры для изготовления пищевого продукта или фармацевтической композиции, предназначенных для лиц, пораженных целиакией и особенно чувствительных к аллергенным веществам глютенового и/или молочного типа (варианты)

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Н.Ю.ХРОМОВА, Б.А.КАРЕТКИН, И.В.ШАКИР, В.И.ПАНФИЛОВ, "Предварительная ферментативная обработка протеина зерна для культивирования лакто- и бифидобактерий". //Журнал "Бутлеровские сообщения", 2016, т.48, N. 10, с. 71-76. *
Н.Ю.ХРОМОВА, Б.А.КАРЕТКИН, И.В.ШАКИР, В.И.ПАНФИЛОВ, "Предварительная ферментативная обработка протеина различных типов пшеничной муки для культивирования лактобактерий". // Актуальные проблемы естественных и математических наук в России и за рубежом, Новосибирск, 2017, с.26-30. *
Н.Ю.ХРОМОВА, Б.А.КАРЕТКИН, И.В.ШАКИР, В.И.ПАНФИЛОВ, "Предварительная ферментативная обработка протеина различных типов пшеничной муки для культивирования лактобактерий". // Актуальные проблемы естественных и математических наук в России и за рубежом, Новосибирск, 2017, с.26-30. Н.Ю.ХРОМОВА, Б.А.КАРЕТКИН, И.В.ШАКИР, В.И.ПАНФИЛОВ, "Предварительная ферментативная обработка протеина зерна для культивирования лакто- и бифидобактерий". //Журнал "Бутлеровские сообщения", 2016, т.48, N. 10, с. 71-76. Ю.А. ДМИТРИЕВА, Н.В.ХАБИБУЛИНА, и др. Исследование ферментативного гидролиза горохового и пшеничного крахмалсодержащих субстратов, Журнал "Бутлеровские сообщения", 2017, т.50, N. 5, с. 28-35. *
Ю.А. ДМИТРИЕВА, Н.В.ХАБИБУЛИНА, и др. Исследование ферментативного гидролиза горохового и пшеничного крахмалсодержащих субстратов, Журнал "Бутлеровские сообщения", 2017, т.50, N. 5, с. 28-35. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8361778B2 (en) Composition comprising enzymatically digested yeast cells and method of preparing same
CN113444664B (zh) 一株产γ-氨基丁酸短乳杆菌及其应用
CN110809411A (zh) 包含通过涂敷丝素蛋白来使肠道内定殖性得以提高的乳酸菌的组合物
US20190014794A1 (en) Preparation method for fermented corn gluten
CN109468259B (zh) 一种促进芽孢生成的培养基
CN104585505A (zh) 一种用枯草芽孢杆菌和中性蛋白酶协同发酵豆粕的方法
TW201715042A (zh) 穀物粉中濃縮蛋白質的方法
KR101134324B1 (ko) 미생물 대량 생산을 위한 분말 배지
CN114214247A (zh) 一株地衣芽孢杆菌及其应用
Khardziani et al. Optimization of enhanced probiotic spores production in submerged cultivation of Bacillus amyloliquefaciens B-1895
TW201300526A (zh) 培養基之製造方法及該方法所製造之培養基
Elsayed et al. Production of β-galactosidase in shake-flask and stirred tank bioreactor cultivations by a newly isolated Bacillus licheniformis strain
CN102669432B (zh) 一种鹅用复合益生菌制剂及其制备方法
RU2713273C1 (ru) Способ получения питательных сред для культивирования бифидо- и лактобактерий
Kanpiengjai et al. High efficacy bioconversion of starch to lactic acid using an amylolytic lactic acid bacterium isolated from Thai indigenous fermented rice noodles
CN110583932A (zh) 一种发酵型玉米胚芽粕饮料的制备方法
KR20080040134A (ko) 유효미생물의 증식 촉진용 조성물 및 유효미생물의 증식촉진 방법
CN110178989A (zh) 一种高效低成本的大豆活性肽饲料加工方法
CN112391317B (zh) 一种生产燕窝酸的益生菌株组合物及用途
CN115927032A (zh) 枯草芽孢杆菌、发酵剂及制备方法和它们的应用
JP2015167474A (ja) ラクトバチルス属乳酸菌培養用食品グレード培地、ラクトバチルス属乳酸菌の培養方法及びラクトバチルス属乳酸菌培養物の製造方法
Karetkin et al. Heterogeneous submerged fermentation of probiotic in media based on wheat meal and by-products of wheat starch production
KR20180060767A (ko) 신규 유산균 락토바실러스 사케이 ch1 및 이를 이용한 발효식품
CN106689671A (zh) 含生物菌的家畜饲料及其制备方法
RU2658977C1 (ru) Способ получения белковой кормовой добавки

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201212