Сохранение активности заквасок влаболаторных условиях

Методы сохранения молочнокислых культур основаны на снижении скорости обмена веществ организмами и отделении клеток от продук­тов их обмена. Обмен веществ микроорганизмов подавляется при снижении температуры или удалении влаги. При использовании этих методов для улучшения сохранения культур добавляют лакто­зу, сухое молоко и пр. Неблагоприятное действие кислоты снижают, добавляя буфер, например мел, и другие соединения. Клетки от продуктов обмена отделяют центрифугированием и в дальнейшем их помещают в питательную среду, содержащую защит­ные вещества. Практически методы, основанные на этих двух принципах, комбини­руют. Например, после выращивания клетки отделяют от культуральной среды, распределяют их в новой среде и затем высу­шивают. В настоящее время чистые культуры и закваски молочнокислых бактерий сохраняют в жидком, высушенном и замороженном состоя­нии.

Жидкие культуры и закваски. Одним из наиболее старых способов сохранения чистых культур молочнокислых бактерий является под­держание их жизнеспособности путем периодических пересевов в сте­рильном молоке или других питательных средах. После внесения культуры в молоко (в пробирках) его выдерживают при температуре, оптимальной для развития данного вида микроор­ганизмов, и по окончании свертывания молока сохраняют до следую­щей перевивки. Частота пересевов зависит главным образом от тем­пературы, при которой хранят культуры между пересевами. Если культуры после свертывания молока хранят при комнатной температуре, пересевать их в свежее молоко нужно не реже, чем че­рез 5–7 дней (С. А. Королев, 1932, А. М. Скородумова, 1963). Если культуры хранят в холодильнике при 3–4° С, то их можно пересе­вать значительно реже: культуры мезофильных молочнокислых стрептококков и молочнокислых палочек – через 15–20 дней, тер­мофильных стрептококков – через 20–30 дней.

Как правило, в процессе хранения в результате отмирания части клеток активность заквасок снижается, поэтому для восстановления первоначальной активности культур перед употреблением рекомен­дуется пересевать их в свежее молоко.

Для сохранения активности культур большое значение имеет свое­временное прекращение жизнедеятельности микроорганизмов после сквашивания молока. Если культуры сразу после свертывания моло­ка поместить в холодильник, то их первоначальная активность со­храняется, по крайней мере, в течение 8 дней. В то же время куль­туры, которые выдерживали в термостате после образования сгустка для дальнейшего созревания, часто оказывались неактивными уже через 3–4 дня хранения при 4–5° С (Е. М. Фостер, 1962). Некото­рые авторы рекомендуют направлять культуры на холодильное хра­нение до образования сгустка (Б. Рийтер и А. Моллер-Мадсен, 1963). Добавляя к молоку мел, иногда можно сохранить культуры до 3–5 месяцев. X. Ц. Ольсену (1959) удалось сохранять удовлетворитель­ную активность молочнокислых бактерий при 7,5–10° С в течение 8 месяцев в молоке, содержавшем 20% глицерина, 3% поваренной соли и 30% сахарозы.

Чтобы снизить влияние качества и состава молока на молочнокислые бактерии и предотвратить изменение их свойств, за границей (США и пр.) используют среды более постоянного состава: молоко, восста­новленное из сухого обезжиренного или цельного молока одной про­веренной партии или молоко от коров одной фермы. Сборное молоко считается лучшим, чем молоко от одного животного, так как сред­ний химический состав его более постоянный. Однако даже в средах с постоянным составом желательно максимальное сокращение числа пересадок культур для сохранения их первоначальных свойств.

Культуры и закваски в высушенном состоянии. Культуры молочно­кислых бактерий сушат сублимацией, закваски смешиванием с крахмалом, методами распыления и сублимации (лиофлизации.

Метод смешивания с крахмалом. Сущность метода заключа­ется в высушивании заквасок путем смешивания с предварительно высушенным крахмалом. В дальнейшем он был усовершенствован предложено высушивать заквас­ки, смешанные с крахмалом, в вытяжном сушильном шкафу током нагретого воздуха при температуре не выше 40° С. В процессе сушки заквасок этим методом погибает значительная часть микрофлоры и изменяются свойства микроорганиз­мов, входящих в состав закваски.

Метод распыления. Сущность его состоит в том, что в стерильное обезжиренное молоко с повышенным (до 16%) содержанием сухих веществ (перед стерилизацией в него добавляют сухое обезжиренное молоко) вно­сят 1% закваски молочнокислых бактерий. Заквашенное молоко вы­держивают при температуре, оптимальной для развития данных мик­роорганизмов, и нейтрализуют 10%-ным раствором едкого натра до кислотности исходного стерильного молока. Нейтрализованную за­кваску высушивают на распылительной сушилке при температуре поступающего воздуха не выше 130° С и в зоне распыления – не выше 50° С. Сухие культуры смешивают с сухим стерильным крах­малом в пропорции 1: 1. Закваска, полученная этим методом, при влажности не выше 4–5% может сохранять достаточно высокую ак­тивность 3 мес. и более.

Метод получения сухих заквасок из бактериального концентрата. По этому методу микроорганизмы закваски выращивают в жид­кой питательной среде, основа которой состоит из сыворотки и гидролизованного молока. Для стимуляции роста молочнокислых стреп­тококков рекомендуется применять трехзамещенный лимоннокислый натрий и сернокислый марганец, а для стимуляции роста мо­лочнокислых палочек – дрожжевой автолизах и смесь буферных солей.

После выращивания на этой среде клетки бактерий отделяют от культуральной жидкости центрифугированием. Полученную биомас­су разводят в стерильном обезжиренном молоке, содержащем 16% сухих веществ, и высушивают на распылительной сушилке. В сухой закваске, приготовленной этим методом, после хранения на холоде в течение 6 месяцев содержатся миллиарды клеток в 1 г. При высушивании бактериального концентрата путем смешивания с крахмалом методом распыления, где часть операций производится открыто, невозможно получить абсолютно чистую культуру. Кроме того, при высушивании закваски, состоящей из разных штаммов микроорганизмов, последние по-разному реагируют на неблагопри­ятные условия сушки. В результате этого трудно сохранять нужные соотношения между отдельными компонентами микрофлоры. Метод сублимации. Сущность метода состоит в высушивании бактериальных клеток, находящихся в замороженном состоянии, при высоком вакууме.

В последние годы проведена работа по подбору опти­мальных условий приготовления заквасок, высушенных сублимацией из бактериального концентрата. Полученный концентрат, смешан­ный с защитной средой, фасуют во флаконы и высушивают при строго определенных режимах, после чего флаконы укупоривают. Подо­браны условия выращивания и сушки заквасок разного видового со­става микрофлоры. Выявлены основные факторы, влияющие на жиз­неспособность заквасок, высушенных методом сублимации: состав среды и условия накопления клеток, способ их отделения, состав за­щитной среды, температура и длительность высушивания, конечная влажность (И. В. Лагода, Л. А. Банникова, 1970). Разработан метод прогноза стойкости сухой закваски путем прогрева ее сразу после выработки при 80° С в течение 30 мин. Установлено, что, если в за­кваске после термостатирования остается 27–38% живых клеток, она будет стойкой при хранении в течение 4–5 мес.

Исследования показали, что закваски, вы­сушенные сублимацией, содержат 3–5 млрд. клеток в порции (0,1 г.). Применение их позволяет получать абсолютно чистую в микробиологическом отношении закваску при оживлении ее в стери­лизованном молоке. В процессе хранения на холоду она полностью сохраняет свою жизнеспособность и соотношение компонентов мик­рофлоры в течение 4–5 мес.

Этим методом сушат также коллекционные культуры, которые можно использовать в течение ряда лет. По данным разных иссле­дователей, выживаемость клеток составляет 40–80%, а иногда и 90% (в зависимости от индивидуальных свойств культуры и условий высушивания). Высушенные штаммы следует хранить при темпера­туре не выше 10° С.

Культуры и закваски в замороженном состоянии. С целью полного прекращения жизнедеятельности микроорганизмов, максимального сокращения числа пересадок культур при хранении применяют быст­рое замораживание их при низких температурах (–18-г-–25°С). В замороженных культурах удается получать от 75 до 90% живых

клеток от первоначального количества (Э. М. Фостер и др., 1962). Эти колебания зависят прежде всего от условий замораживания, а также от возраста культур, подвергавшихся замораживанию, и рН среды. Максимальную активность культур после дефростации уда­валось получить, если их замораживали в логарифмической или в начале стационарной фазы роста. Нейтрализация культуры перед замораживанием или отделение клеток от культуральной среды с последующим внесением их в молоко с рН 7 также позволяет по­высить активность замороженных культур.

Коллекционные культуры можно сохранять длительное время без перевивок в замороженном состоянии при температуре –25°С. По данным Л. А. Банниковой (19536), ароматообразующие молочнокис­лые стрептококки в течение 6 мес выдержки при –25° С сохраняли свои свойства – способность к кислотообразованию, накоплению ле­тучих кислот, ацетоина, диацетила. После размораживания культуры несколько дольше свертывали молоко, но полностью восстанавливали активность уже после первой пересадки в молоко, ацидофильные культуры сохраняют антибиотическую активность в течение длительного времени при –25° С с пересевами и последую­щим замораживанием через б мес. Имеются сообщения о возможно­сти сохранения замороженных при –30° С культур в достаточно жиз­неспособном состоянии в течение ряда лет (Э. М. Фостер, 1962; Е. Воле, Дж. Моко, 1967 и др.). За последние годы в разных странах проведены исследования по по­лучению бактериальных концентратов, замороженных в жидком азо­те В таких концентратах обычно хорошо сохраняется микробиологический состав заквасок. Они предназначены не для длительного хранения, а для непосредст­венного использования в производстве.