ВЛИЯНИЕ  ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ  ФЕРМЕНТАТИВНОГО  ГИДРОЛИЗА ОБЕЗЖИРЕННОГО  МОЛОКА И  МОЛОЧНОЙ  СЫВОРОТКИ  НА  УРОЖАЙ КЛЕТОК  МОЛОЧНОКИСЛЫХ  БАКТЕРИЙ

Кригер  Ольга  Владимировна

канд.  техн.  наук  доцент  кафедры  «Бионанотехнология»  ФГБОУ  ВПО  «Кемеровский  технологический  институт  пищевой  промышленности»  г.  Кемерово

E-mail: 

Долгонюк  Вячеслав  Федорович

аспирант  ФГБОУ  ВПО  «Кемеровский  технологический  институт  пищевой  промышленности»

  город  Кемерово

E-mail: 

Носкова  Светлана  Юрьевна

аспирант  ФГБОУ  ВПО  «Кемеровский  технологический  институт  пищевой  промышленности»

  город  Кемерово

E-mail:  svykrum@mail.ru

THE  INFLUENCE  OF  DURATION OF  THE  ENZYMATIC  HYDROLYSIS OF  FAT-FREE  MILK  AND  WHEY  THE  YIELD OF  CELLS  OF  LACTIC  ACID  BACTERIA

Kriger  Olga  Vladimirovna

candidate  of  technical  Sciences  associate  Professor  of  the  Department  «Bionanotechnology»  of  Kemerovo  technological  Institute  of  food  industry,  Kemerovo

Dolgonuk  Viacheslav  Fedorovich

graduate  student  of  Kemerovo  technological  Institute  of  food  industry,  Kemerovo

Noskova  Svetlana  Yrievna

graduate  student  of  Kemerovo  technological  Institute  of  food  industry,  Kemerovo

АННОТАЦИЯ

В  статье  приводятся  результаты  исследования  роста  молочно­кислых  бактерий  на  гидролизованном  обезжиренном  молоке  и  молочной  сыворотки  протеолитическими  ферментами.  Для  перевода  белков  молока  в  более  доступные  для  роста  молочнокислых  бактерий  формы  (пептиды  и  аминокислоты)  было  испытано  влияние  панкреатина.

ABSTRACT

The  paper  presents  results  of  a  study  on  the  growth  of  lactic  acid  bacteria  hydrolysed  skim  milk  and  whey  by  proteolytic  enzymes.  For  transfer  of  milk  proteins  in  a  more  accessible  form  of  growth  of  lactic  acid  bacteria  (peptides  and  amino  acids)  has  been  tested  the  effect  of  pancreatin.

Ключевые  слова:  ферментативный  гидролиз,  рост  микро­организмов.

Keywords:  enzymatic  hydrolysis,  the  growth  of  microorganisms.

В  лабораторных  условиях  микроорганизмы  культивируют  на  питательных  средах,  поэтому  питательная  среда  должна  содержать  все  вещества,  необходимые  для  их  роста.  Предложены  сотни  различных  сред  для  культивирования  микроорганизмов,  состав  которых  определяется  потребностями  микроорганизмов  в  соеди­нениях,  необходимых  для  биосинтеза  и  получения  энергии.  Конструктивные  и  энергетические  процессы  у  микроорганизмов  крайне  разнообразны,  поэтому  столь  же  разнообразны  их  потребности  в  питательных  веществах.  Из  этого  следует,  что  универсальных  сред,  одинаково  пригодных  для  роста  всех  без  исключения  микро­организмов,  не  существует.

Потребности  микроорганизмов  в  некоторых  аминокислотах  часто  удовлетворяют,  добавляя  к  среде  гидролизат  белка.  Для  получения  гидролизатов  используют  белки  животного  (мясо,  рыбу,  желатину,  казеин)  или  растительного  (семена  сои,  подсолнечника)  происхождения,  а  также  клетки  микроорганизмов  (дрожжи,  водоросли,  бактерии).  Гидролиз  проводят  с  помощью  протеолитических  фермен­тов  или  кипячением  с  минеральными  кислотами  либо  с  крепкими  щелочами.  Состав  гидролизатов  неодинаков  и  зависит  от  исходного  субстрата,  а  также  способа  получения.  Чаще  других  используют  гидролизат  казеина,  который  готовят  в  лаборатории,  как  правило,  кислотным  гидролизом. 

Наиболее  требовательные  микроорганизмы  культивируют  на  питательных  средах,  содержащих  белки  или  продукты  их  неполного  расщепления  —  пептоны,  представляющие  собой  смесь  поли-  и  олигопептидов,  аминокислот,  органических  азотных  оснований,  солей  и  микроэлементов.  Пептоны  получают  в  результате  воздействия  протеолитических  ферментов  на  белки  животного  (мышечной  белок,  казеин)  или  растительного  (белок  соевой  муки)  происхождения. 

Необходимо  иметь  в  виду,  что  аминокислоты  и  пептон  микроорганизмы  могут  использовать  не  только  как  источник  азота,  но  и  как  источник  углерода  и  энергии.

В  среде,  содержащей  свободные  аминокислоты,  витамины  и  другие  необходимые  компоненты,  частичные  гидролизаты  белков  часто  ускоряют  рост  определенных  молочнокислых  бактерий.  Возможно,  пептиды  выполняют  роль  поставщиков  необходимых  амино­кислот  в  усвояемой  и  при  том  защищенной  от  разрушения  форме. 

Они  стимулируют  рост  клеток  более  эффективно,  чем  свободные  аминокислоты.

В  качестве  повышения  активности  роста  молочнокислых  бактерий  использован  панкреатин. 

В  процессе  гидролиза  белков  в  среде  накапливаются  продукты  распада  белков  (полипептиды,  аминокислоты),  положительно  влияющие  на  сохранение  микрофлоры  и  обеспечивающие  повышение  активности  роста  микроорганизмов.

Оптимальными  условиями  функционирования  данного  фермента  являются  рН  7,4÷7,6  и  температура  50+1ºС. 

При  действии  на  обезжиренное  молоко  панкреатином  в  течение  нескольких  часов  (4÷6)  содержание  аминного  азота  в  нем  повышалось  в  2—3  раза.  На  такой  среде  несколько  увеличивался  урожай  клеток  молочнокислых  стрептококков,  в  то  время  как  молочнокислые  палочки  совершенно  не  росли.

Таблица  1.

Влияние  продолжительности  гидролиза  обезжиренного  молока  панкреатином  на  рост  клеток  молочнокислых  бактерий

Лучшие  результаты  были  получены  при  постепенном  и  менее  глубоком  гидролизе  белков  молока  панкреатином,  путем  одновре­менного  ввода  в  молоко  панкреатина  и  культур  молочнокислых  бактерий.  При  этом  рост  клеток  мезофильных  молочнокислых  стрептококков  повышался  более  чем  в  3,5  раза,  а  термофильных  молочнокислых  палочек  —  в  15  раз.  В  результате  полученных  данных  можно  сделать  вывод  о  том,  что  для  роста  молочнокислых  бактерий  необходима  различная  степень  гидролиза  белков  молока  протео­литическим  ферментом.

Вероятно,  в  обоих  вариантах  основным  продуктом  распада  белков  являлись  пептиды,  которые  стимулировали  рост  молочно­кислых  стрептококков.

Наше  предположение  подтверждается  сообщением  В.Н.  Шапош­никова  (1960)  о  том,  что  аминокислоты  стимулируют  рост  молочнокислых  палочек  и  почти  не  влияют  на  рост  стрепто­кокков  [1,  с.  15;  2,  с.  157].  Однако  использовать  в  качестве  среды  для  роста  молочнокислых  бактерий  обезжиренное  молоко  с  добавле­нием  панкреатина  и  последующей  нейтрализацией  не  представляется  возможным,  так  как  при  центрифугировании  наряду  с  клетками  выделяется  большое  количество  белка.

Таблица  2.

Влияние  продолжительности  постепенного  гидролиза  обезжиренного  молока  панкреатином  на  урожай  клеток  молочнокислых  бактерий

В  обезжиренном  молоке  с  добавлением  буферных  солей  (лимоннокислого  или  уксуснокислого  натрия)  с  последующей  нейтрализацией  культуральной  жидкости  перед  отделением  клеток  удавалось  получить  высокий  урожай  клеток  молочнокислых  стрептококков  и  палочек.  В  этом  случае  также  вместе  с  клетками  выделялась  значительная  часть  белка,  бактериальный  концентрат  содержал  небольшое  количество  жизнеспособных  клеток  и  имел  грубую  консистенцию.  Поэтому  мы  отказались  от  использования  обезжиренного  молока  в  качестве  среды  для  накопления  биомассы.

Дальнейшие  исследования  были  направлены  на  использование  в  качестве  среды  молочной  сыворотки.  Используемая  нами  сыворотка  из-под  творога  содержала  значительное  количество  лактозы  (около  3,5  %)  и  сывороточные  белки. 

При  добавлении  панкреатина  в  сыворотке  в  значительной  степени  увеличивалось  содержание  растворимых  форм  белка  (коли­чество  аминного  азота  повышалось  в  2—3  раза),  вследствие  чего  она  становилась  более  благоприятной  средой  для  роста  молочно­кислых  бактерий. 

Таблица  3.

Влияние  продолжительности  гидролиза  молочной  сыворотки  панкреатином  на  урожай  клеток  молочнокислых  бактерий

Однако  этот  вариант  экономически  невыгоден,  так  как  велик  расход  фермента.  На  основании  всего  вышеизложенного  в  после­дующем  в  качестве  питательной  среды  для  молочнокислых  бактерий  мы  использовали  сыворотку,  освобожденную  от  большей  части  белков,  подвергнутую  тепловой  обработке  при  рН  4,6. 

Таблица  4.

Влияние  продолжительности  гидролиза  молочной  сыворотки,  освобожденной  от  белков,  панкреатином  на  урожай  клеток  молочнокислых  бактерий

Таким  образом,  добавление  к  такой  сыворотке  до  10  %  гидроли­зованного  молока  способствовало  значительному  обогащению  среды  растворимыми  формами  азота  (до  32  мг%  аминного  азота)  и  повышению  урожая  клеток.  Так,  урожай  клеток  молочнокислых  стрептококков  повысился  в  4,4  раза,  а  молочнокислых  палочек  —  в  2  раза.

Список  литературы:

1. Диланян 3.Х.,  Остроумов  Л.А.  Подбор  бактериальных  заквасок  по  продуцированным  аминокислотам  и  их  применение  в  производстве  советского  сыра  //  Пищевая  промышленность.  —  1970.  —  вып.  5.  —  С.  13—19. 

2. Шапошников В.Н.  О  «дыхании» молочнокислых бактерий  // Микро­биология. — 1945. — Т. 14. —  вып. 3.  —  С.  156—163.