Молочная питательная среда для получения жидкого концентрата бифидобактерий
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в микробиологической, пищевой промышленности и касается приготовления питательных сред, используемых для культивирования бифидобактерий. Питательная среда содержит основу, цистеин солянокислый (L-цистин), D(-)-лактозу, гидролизат молочных белков, аутолизат дрожжей, натрий хлористый. В качестве гидролизата молочных белков используют панкреатический гидролизат обрата молока, в качестве аутолизата дрожжей используют ферментативный аутолизат дрожжей, а в качестве основы используют нормализованный по сухому остатку обрат молока при суммарном содержании аминного азота в питательной среде 260-300 мг% и количественном соотношении ее компонентов, мас.%: панкреатический гидролизат обрата молока 5,0-7,0; цистеин солянокислый (L-цистин) 0,001-0,003; D(-)-лактоза 0,03-0,09; натрий хлористый 0,01-0,05; ферментативный аутолизат дрожжей 1,0-2,0; нормализованный по сухому остатку обрат молока (основа) - остальное до 100%. В качестве ферментативного аутолизата дрожжей используют аутолизат с показателем аминного азота 350-400 мг%. Обрат молока нормализован по сухому остатку до значения 13,0-14%, а количество вносимой лактозы снижено по сравнению с аналогом в 1,5-2 раза. Причем в питательную среду дополнительно вносят соевый изолят в количестве по массе 0,2-0,3%, а для активизации соевого изолята в питательную среду дополнительно вводят цитрат натрия в количестве по массе 0,1-0,2%. Изобретение позволяет увеличить срок хранения бифидосодеращих препаратов, полученных с использованием предложенной питательной среды. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в микробиологической, пищевой промышленности и касается приготовления питательных сред, используемых для культивирования бифидобактерий с целью получения их биомассы с повышенным содержанием аминокислот, витаминов и других биологически активных веществ, что очень важно при рецептуростроении лечебно-диетических продуктов и биологически активных добавок (БАД). Молочная питательная среда может быть использована в производстве лечебно-профилактических кисломолочных продуктов, лекарственных препаратов-эубиотиков и БАД.
Подбор эффективной и недорогой питательной среды, соответствующей потребностям бифидобактерий, является одной из основных задач в производстве лечебно-диетических продуктов, БАД, а также препаратов-эубиотиков, нормализующих биоценоз слизистых кишечника. Учитывая, что помимо бифидобактерий, активную роль в лечении и профилактике дисбактериозов и связанных с ним заболеваний играют биологически активные вещества - витамины, аминокислоты, непредельные жирные кислоты, одной из главных задач является создание питательной среды, богатой этими веществами. У бифидобактерий отмечена биосинтетическая недостаточность по некоторым веществам. Постоянным местом обитания бифидобактерий является кишечник, в котором органические вещества находятся в легкоусвояемой форме, поэтому бифидобактерии утратили ряд функций расщепления и синтеза некоторых органических веществ. Для культивирования этих микроорганизмов требуется множество факторов роста, таких, например, как биотин, пантотеновая кислота, цистеин, рибофлавин, пуриновые и пиримидиновые основания, аминосахара, олигосахариды, ненасыщенные жирные кислоты. Своеобразны потребности бифидобактерий в азотсодержащих веществах. Штаммы, обитающие в кишечнике грудных детей, наиболее требовательны к органическому азоту, некоторые штаммы могут использовать в качестве единственного источника азота аммонийные соли. Некоторые штаммы бифидобактерий растут при наличии азотсодержащих олигосахаридов (N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин, N-ацетилманнозамин). Из аминокислот бифидобактериям чаще всего требуются пролин, серин, аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты. Потребности в минеральных веществах еще мало изучены, однако известно, что натрий выполняет особую роль в жизнедеятельности бифидобактерий, ускоряя их развитие и повышая выход биомассы. Белки молока характеризуются высокой биологической ценностью и оригинальным набором аминокислот, что позволяет улучшить общую сбалансированность аминокислот всего конечного продукта. Углеводы молока представлены своеобразным сахаром - лактозой, который является одним из основных ростовых факторов для бифидобактерий. Поступление лактозы в кишечник человека, особенно ферментированной, оказывает нормализующее действие на состав полезной микрофлоры. В молоке представлен большой ассортимент микроэлементов. Особое значение имеет кальций молока, который можно рассматривать как легкоусвояемый. В молоке представлен благоприятно сбалансированный комплекс витаминов, особенно витаминов A, B2, витамина D, каротина, тиамина и аскорбиновой кислоты. Коровье молока не является естественной средой обитания бифидобактерий, поэтому в молоке они развиваются медленно. У бифидобактерий не обнаружено значительной протеолитической активности, т. е. они могут усваивать белки молока только после частичного гидролиза; не способствует росту бифидобактерий и растворенный в молоке кислород. Известна питательная среда на основе гидролизата гороха при следующем соотношении компонентов (Патент РФ RU 2061037, МПК C 12 N 1/20, опубл. 20.10.96): Пептон - 0,15 - 0,25 Хлористый натрий - 0,2 - 0,4 Агар-агар - 0,075 - 0,1 Лактоза - 0,5 - 2,0 Гидролизат гороха, разведенный водой до содержания аминного азота 130 - 150 мг% - остальное до 100% Однако данный состав среды имеет низкое содержание усвояемых форм азота и не дает ожидаемого эффекта при наращивании биомассы бифидобактерий (количество жизнеспособных бифидобактерий не более 108 Кое/мл). Молочнокислые микроорганизмы, лишенные при культивировании специфических компонентов молока, плохо развиваются в такой среде, дают нечеткую картину роста, при этом морфология бактерий неоднородна. Известна также питательная среда для культивирования бифидобактерий, используемая в производстве бифидумбактерина (Патент РФ RU 2080376, МПК C 12 N 1/20, опубл. 1995): Железо сернокислое - 0,002 - 0,1 Натрий хлористый - 4,0 - 6,0 Глюкоза - 8,0 - 12,0Агар-агар - 0,75 - 1,0
Аскорбиновая кислота - 0,8 - 1,0
Гидролизат молозивной казеиново-сывороточной массы - Остальное до 100%
Однако аминный азот такой среды весьма низок 70 - 110 мг%, поэтому среда обладает слабыми ростовыми свойствами, что выражается в получении биомассы с недостаточно высоким уровнем жизнеспособных клеток (2

Агар-агар - 2,5 г
Пептон - 10 г
Кукурузный экстракт - 40 мл
Натрий лимоннокислый - 6,6 г
Магний сернокислый - 0,12 г
Калий фосфорнокислый двузамещенный - 2,0 г
Лактоза - 10 г
Цистин солянокислый - 0,15 г
Недостатками этой среды являются:
- нестандартность кукурузного экстракта, который зачастую имеет высокую обсемененность споровыми формами бактерий;
- продукты, приготовленные на ее основе, имеют недостаточную сохранность бактерий при хранении;
- неудовлетворительные органолептические свойства получаемых продуктов, связанные с характерным привкусом кукурузного экстракта;
- не содержит белковых компонентов молока. Известна питательная среда для культивирования бифидобактерий следующего состава (ГОСТ 25102-82 или СанПИН 42-123-49-40-88 п.5.2. и 7.2. Гидролизатно-молочная среда):
Пептон - 2,0 - 2,5
Натрий хлористый - 2,0 - 3,0
Цистеин (L-цистин) солянокислый - 0,1 - 0,15
Лактоза - 8,0 - 10,0
Агар-агар - 0,7 - 0,8
Гидролизат обрата молока - До 1 л
pH среды - 7,2 - 7,4
Среда такого состава дает хорошие результаты при культивировании бифидобактерий и для количественного определения жизнеспособных бактерий. Однако в качестве основы этой среды используется только гидролизат молока, что обусловливает высокую стоимость среды и низкие органолептические свойства, выраженные в горьком вкусе конечного продукта. Поэтому данная среда непригодна для приготовления на ее основе БАД или лечебно-диетических продуктов. Известна питательная среда для накопления биомассы бифидобактерий, содержащая питательную основу, источник углерода - лактозу, редуцирующее вещество - D, L-цистеин, агар-агар и воду. В качестве питательной основы она содержит молочную сыворотку, осветленную последовательной обработкой обезжиренного молока кислотой и щелочью, и дрожжевой автолизат сухой или жидкий, и дополнительно натрий фосфорнокислый однозамещенный двуводный, аммоний хлористый и магний сернокислый семиводный (патент РФ N 2087532, МПК C 12 N 1/20, опубл. 20.08.97), при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Молочная сыворотка осветленная - 7,5 - 10,0
Дрожжевой автолизат сухой или жидкий - 0,2 - 3,0
Лактоза - 0,3 - 0,5
D,L-цистеин - 0,05 - 0,1
Натрий фосфорнокислый однозамещенный двуводный - 0,7 - 0,8
Аммоний хлористый - 0,1 - 0,15
Магний сернокислый семиводный - 0,015 - 0,02
Агар-агар - 0,075 - 0,08
Вода - Остальное до 100%
Среда имеет pH 7,2 - 7,4 и довольно высокие ростовые качества со значительным сокращением продолжительности роста бифидобактерий и получением ее массы с титром до 109 Кое/мл. Однако, как правило, при сокращении продолжительности роста бифидобактерий (времени культивирования) происходит значительное повышение титруемой кислотности (oT) конечного продукта, которая в свою очередь снижает его органолептические качества и сохранность жизнеспособных бактерий. Наиболее близким аналогом (прототипом) является питательная среда, используемая для получения концентрата бифидобактерий и содержащая основу питательной среды, цистин солянокислый, автолизат пекарских дрожжей, D(-)-лактозу, аскорбиновую кислоту, гидролизат молока (Патент РФ N 2104706, МПК 6 A 61 K 35/74, C 12 N 1/20, A 23 C 9/127, опубл. 1997 г.). В качестве основы питательной среды используют стерильное молоко с содержанием сухого остатка молока (СОМ) 11-14% при следующем соотношении компонентов питательной среды, мас.%:
Гидролизат молока - 7,0 - 9,0
D(-)-лактоза - 0,05 - 0,15
Цистин солянокислый - 0,001 - 0,007
Аскорбиновая кислота - 0,003 - 0,009
Автолизат пекарских дрожжей - 0,5 - 2,0
Стерильное молоко (основа) - До 100%
Такая среда имеет высокие ростовые свойства и органолептические показатели готового продукта. Однако среда-прототип не обеспечивает достаточно длительных сроков хранения (более 2-х месяцев) бактериального концентрата. Задачей предлагаемого изобретения является получение питательной среды с сохранением высоких ростовых свойств как для бифидобактерий, так и для других полезных анаэробов, например пропионово-кислых бактерий, с обеспечением более длительных сроков хранения концентрата бактерий без существенного изменения их титра и органолептических свойств готового продукта. Указанная задача достигается тем, что в питательной среде для получения концентрированной биомассы бифидобактерий при производстве препаратов-пробиотиков, содержащей основу, цистеин солянокислый (L-цистин), D(-)-лактозу, гидролизат молочных белков и аутолизат дрожжей, согласно изобретению среда дополнительно содержит натрий хлористый, в качестве гидролизата молочных белков используют панкреатический гидролизат обрата молока, в качестве аутолизата дрожжей используют ферментативный аутолизат дрожжей, а в качестве основы используют нормализованный по сухому остатку обрат молока при суммарном содержании аминного азота в питательной среде 260-300 мг% и количественном соотношении ее компонентов (мас.%):
Панкреатический гидролизат обрата молока - 5,0 - 7,0
Цистеин соленокислый (L-цистин) - 0,001 - 0,003
D(-)-лактоза - 0,03-0,09
Натрий хлористый - 0,01 - 0,05
Ферментативный аутолизат дрожжей - 1,0 - 2,0
Нормализованный по сухому остатку обрат молока (основа) - Остальное до 100%
В качестве ферментативного аутолизата дрожжей используют аутолизат с показателем аминного азота 350 - 400 мг%. Обрат молока нормализован по сухому остатку до значения 13,0 - 14%, а количество вносимой лактозы снижено по сравнению с аналогом в 1,5 - 2 раза. Причем в питательную среду дополнительно вносят соевый изолят в количестве по массе 0,2 - 0,3%, а для активизации соевого изолята в питательную среду дополнительно вводят цитрат натрия в количестве по массе 0,1 - 0,2%. В условиях массового производства биопрепаратов-пробиотиков весьма актуально улучшение органолептических свойств получаемых на основе питательной среды продуктов, а также повышение их биологической ценности за счет повышения содержания свободных аминокислот, витаминов и непредельных жирных кислот. Введение в основу среды панкреатического гидролиза белков обрата молока обеспечивает обогащение ее смесью высокомолекулярными и низкомолекулярными пептидами, которые являются эффективными стимуляторами роста бифидобактерий (Т.М.Эрвольдер, А.В.Гудков и Л.П.Семенова. Воздействие ферментативных гидролизатов на накопление биомассы бифидобактерий. Журн. "Молочная промышленность", N 12, 1980, - с.15-17). Ферментативный аутолизат дрожжей содержит витамины и стимулирующие факторы роста бифидобактерий Bifidobacterium bifidum, а также оптимальное содержание аминного азота, обеспечивающего наиболее благоприятные условия роста для бифидобактерий. D-(-)-лактоза является для клеток бифидобактерий умеренным стрессовым фактором и обеспечивает инициацию полиморфности клеток бифидобактерий (палочкообразные, коккоидные и переходные между ними формы). Полиморфность клеток в популяции придает ей дополнительную устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды, т.е. обеспечиваются более длительные сроки хранения препарата бифидобакетрий в жидкой форме без потери активности (Лазарева Г.И. Автореферат дисс. к.б.н. "Изучение физиологических свойств и структурно-функциональной организации бифидобактерий". -Минск, 1991, - 25 с.). Для достижения необходимой глубины гидролиза обрата молока были оптимизированы некоторые технологические параметры - количество вносимого панкреатина, температура гидролиза, способ фильтрования осадка, проведена работа по подбору для гидролиза оптимального количественного значения сухого остатка обезжиренного молока - СОМ. В результате была получена модифицированная гидролизатно-молочная среда, отличающаяся от известной ГМ-среды и среды-прототипа повышенным содержанием аминного азота - 410

Панкреатический гидролизат обрата молока - 5,0
Цистеин солянокислый (L-цистин) - 0,001
D(-)-лактоза - 0,03
Натрий хлористый - 0,01
Ферментативный аутолизит дрожжей - 1,0
Обрат молока (основа), нормализованный по сухому остатку до 13% - Остальное до 100%
Содержание аминного азота в среде составляет 260 мг%. Пример 2. Питательная среда для получения концентрированной биомассы бактерий со средним содержанием компонентов, мас.%:
Панкреатический гидролизат обрата молока - 6,0
Цистеин солянокислый (L-цистин) - 0,002
D(-)-лактоза - 0,06
Натрий хлористый - 0,03
Ферментативный аутолизат дрожжей - 1,5
Обрат молока (основа), нормализованный по сухому остатку до 13% - Остальное до 100%
Содержание аминного азота в среде составляет 280 мг%. Пример 3. Питательная среда для получения концентрированной биомассы бактерий с максимальным содержанием компонентов, мас.%:
Панкреатический гидролизат обрата молока - 7,0
Цистеин солянокислый (L-цистин) - 0,003
D(-)-лактоза - 0,09
Натрий хлористый - 0,05
Ферментативный аутолизат дрожжей - 2,0
Обрат молока (основа), нормализованный по сухому остатку до 14% - Остальное до 100%
Содержание аминного азота в среде составляет 300 мг%. В таблице 1 приведена сравнительная характеристика жидкого концентрата бифидобактерий (ЖКБ), приготовленного на основе предлагаемой питательной среды (примеры 1-3), среды-аналога и среды-прототипа. Из анализа таблицы 1 видно, что ЖКБ, приготовленный на основе предлагаемой молочной среды, имеет при меньшем времени формирования сгустка и кислотности готового продукта более высокий уровень жизнеспособности и 100%-ную выживаемость клеток при хранении по сравнению с аналогичными продуктами, приготовленными на средах-аналогах. Пример 4. Питательная среда с минимальным содержанием соевого изолята для получения жидкого концентрата бифидобактерий, мас.%:
Панкреатический гидролизат обрата молока - 7,0
Цистеин солянокислый - 0,003
D(-)-лактоза - 0,09
Натрий хлористый - 0,05
Ферментативный аутолизат дрожжей - 2,0
Цитрат натрия - 0,1
Белковый изолят (типа СУПРО) - 0,2
Обрат молока, нормализованный по сухому остатку до 14,0% - Остальное до 100%
Жидкий концентрат бифидобактерий, изготовленный на такой среде, имел следующие характеристики: титр - 1


Панкреатический гидролизат обрата молока - 7,0
Цистеин солянокислый (L-цистин) - 0,003
D(-)-лактоза - 0,09
Натрий хлористый - 0,05
Ферментативный аутолизат дрожжей - 2,0
Цитрат натрия - 0,1
Белковый изолят (типа Супро) - 0,3
Обрат молока, нормализованный по сухому остатку до 14 % - Остальное до 100%
Жидкий концентрат бифидобактерий, изготовленный на такой среде, имел следующие характеристики: титр - 6


Формула изобретения
Панкреатический гидролизат обрата молока - 5,0 - 7,0
Цистеин солянокислый (L-цистин) - 0,001 - 0,003
D(-)-лактоза - 0,03 - 0,09
Натрий хлористый - 0,01 - 0,05
Ферментативный аутолизат дрожжей - 1,0 - 2,0
Обрат молока (основа), нормализованный по сухому остатку - Остальное до 100%
2. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что в качестве ферментативного аутолизата дрожжей используют аутолизат с показателем аминного азота 350-400 мг%. 3. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что обрат молока нормализован по сухому остатку до значения 13,0-14%. 4. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что в питательную среду дополнительно вносят соевый изолят в количестве по массе 0,2-0,3%. 5. Питательная среда по п.1, отличающаяся тем, что для активизации соевого изолята в питательную среду дополнительно вводят цитрат натрия в количестве по массе 0,1-0,2%.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2PC4A Государственная регистрация перехода исключительного права без заключения договора
Лицо(а), исключительное право от которого(ых) переходит без заключения договора:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор"
(73) Патентообладатель:
Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека"
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 19.04.2010 № РП0000714
Извещение опубликовано: 27.05.2010 БИ: 15/2010
QC4A Государственная регистрация расторжения зарегистрированного договора
Дата и номер государственной регистрации расторгаемого договора:
28.07.2004 № 19581
Вид договора: лицензионный
Лицо(а), передающее(ие) исключительное право:
Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Лицо, приобретающее право использования:
Закрытое акционерное общество "Вектор-БиАльгам"
Дата и номер государственной регистрации расторжения договора: 01.03.2011 РД0077360
Дата публикации: 10.04.2011