штамм молочнокислых бактерий lactobacillus delbrueckii - продуцент молочной кислоты

Формула изобретения

Штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii ВКПМ B-8744 - продуцент молочной кислоты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству молочной кислоты и представляет собой штамм бактерий Lactobacillus delbrueckii B-8744, предназначенный для использования в качестве продуцента в микробиологическом производстве молочной кислоты из углеводсодержащего сырья. Изобретение может быть использовано в пивоваренной, хлебопекарной, дрожжевой, сыродельной, мясоперерабатывающей, химико-фармацевтической промышленности и сельском хозяйстве.

Известен штамм бактерий Enterococcus faecium В-2240 D - продуцент L(+)-молочной кислоты (патент России №2205216, 27.05.2003).

Недостатками этого штамма являются: культивирование продуцента в условиях, создающих возможность инфицирования процесса молочнокислого брожения, использование низкоконцентрированного углеводсодержащего сырья и недостаточно рациональные приемы ведения технологического процесса.

Известен штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii Л-3, используемый для получения молочной кислоты из сахарсодержащего сырья (авт.св. СССР №730808, 30.04.80). Штамм используется в качестве продуцента на действующем производстве пищевой молочной кислоты при получении целевого продукта из смеси сахарсодержащего сырья (сахара-сырца, рафинадной патоки и свекловичной мелассы).

Недостатком этого штамма является недостаточно высокая продуктивность процесса молочнокислого брожения.

Техническими результатами заявленного изобретения являются: увеличение значения продуктивности штамма молочнокислых бактерий, повышение выхода целевого продукта.

Сущность изобретения

В основу изобретения положена задача селекции нового высокопродуктивного штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii - продуцента молочной кислоты, эффективно работающего на питательных средах из чистого высококонцентрированного сахарсодержащего сырья.

Задача изобретения решена тем, что получен новый генетически устойчивый штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii B-8744 - продуцент молочной кислоты.

Штамм B-8744 выделен из штамма бактерий Lactobacillus delbrueckii Л-3 путем проведения отбора спонтанных мутаций. Отбор молочнокислых бактерий осуществляли по качеству колоний и количеству образующейся в процессе биосинтеза молочной кислоты в культуральной жидкости. Генетической устойчивости отбираемых штаммов достигали путем их неоднократных пересевов на плотные питательные среды. Выросшие на них колонии затем пересевали в жидкую питательную среду для молочнокислых бактерий (аналог МРС-1). В результате получен новый генетически устойчивый штамм молочнокислых бактерий.

Идентификацию микроорганизма проводили в соответствии с определителем Bergey's Manual of Determenative Bacteriology, 9 edition, 1994, William, USA.

Штамм депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ), ФГУП ГосНИИгенетика. Коллекционный номер ВКПМ B-8744.

Штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii B-8744 имеет следующие культурально-морфологические и физиолого-биохимические признаки.

Величина клеток в двухсуточной культуре на солодовом сусле (6-7)×(0,5-0,6) мкм. Форма клеток - палочковидная. Палочки тонкие, прямые с закругленными концами, одиночные, в коротких цепочках (чаще по 3 клетки), отдельные клетки расположены под углом друг к другу. Палочки неподвижные, спор не образуют. Метахроматических зерен (волютина) не образуют. Грамположительные.

На поверхности твердой питательной среды (сусло-агар с мелом) образуют круглые, плоские колонии до 2 мм в диаметре. Цвет колоний белесый, пигмента не образуют. Вокруг колоний образуются зоны просветления мела диаметром до 5 мм.

Глубинные колонии - плотные, темные, в форме линз или треугольников.

Бактерии являются факультативными анаэробами. В жидкой среде на солодовом сусле наблюдается хороший рост при температуре (50-52)°С, менее интенсивный - при 45°С. При 15°С рост отсутствует.

Штамм развивается только на средах с органическими формами азота. Хорошо растет на сусле, сахарсодержащих средах с солодовыми ростками. Из органических источников азота могут быть использованы дрожжевой экстракт, пептон, пшеничные зародыши. Штамм В-8744 в высокой степени сахаролитический. Хорошо сбраживает глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу; хуже сбраживает маннозу и галактозу. Не сбраживает лактозу, ксилозу, арабинозу, раффинозу, крахмал.

Бактерии нового штамма являются гомоферментативными, основным продуктом брожения является молочная кислота.

Газообразных продуктов из глюкозы не образуют. На жидкой питательной среде нитраты не восстанавливают. Желатину не разжижают. Есть альдолазная активность.

При сбраживании сахарозы образуются D- и L-формы молочной кислоты. В ходе брожения соотношение энантиомеров изменяется, приближаясь к 1.

При использовании предлагаемого штамма по сравнению со штаммом Л-3 продуктивность повысилась с 0,82 г/л·ч до 2,92 г/л·ч (условия примера 1)

ПРИМЕР 1

В колбу емкостью 2,0 л вносили 25 г сухих солодовых ростков, 75 г природного молотого мела, 900 мл 12% раствора сахара-песка и настаивали 1 ч при температуре 50°С. Далее вносили 100 мл двухсуточной культуры молочнокислых бактерий. Колбы термостатировали при 50°С, периодически перемешивая их содержимое.

Выход лактата кальция через 50 ч брожения достиг 146,0 г/л, что соответствует общей продуктивности процесса 2,92 г/(л·ч) и выходу молочной кислоты 93,9%.

ПРИМЕР 2

В колбу емкостью 2,0 л вносили 15 г сухих солодовых ростков, 75 г природного молотого мела, 900 мл 12% раствора сахара-песка и настаивали 1 ч при температуре 50°С. Далее вносили 5 г дрожжевого экстракта и 100 мл двухсуточной культуры молочнокислых бактерий. Колбы термостатировали при 50°С, периодически перемешивая их содержимое.

Выход лактата кальция через 50 ч брожения достиг 147,0 г/л, что соответствует общей продуктивности процесса 2,94 г/(л·ч) и выходу молочной кислоты 94,6%.

ПРИМЕР 3

В колбу емкостью 2,0 л вносили 15 г сухих солодовых ростков, 75 г природного молотого мела, 900 мл 12% раствора сахара-песка и настаивали 1 ч при температуре 50°С. Далее вносили 5 г дрожжевого экстракта, композицию неорганических солей (MgSO₄·7Н ₂О - 0,575 г/л, MnSO₄·4Н₂О - 0,143 г/л, FeSO₄·7H₂O - 0,034 г/л, цитрат аммония - 2 г/л, К₂HPO₄ и КН ₂PO₄ по 0,5 г/л) и 100 мл двухсуточной культуры молочнокислых бактерий. Колбы термостатировали при 50°С, периодически перемешивая их содержимое.

Выход лактата кальция через 50 ч брожения достиг 148,0 г/л, что соответствует общей продуктивности процесса 2,96 г/(л·ч) и выходу молочной кислоты 95,2%.

Как следует из примеров, полученный штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii B-8744 - продуцент молочной кислоты - обеспечивает высокие показатели продуктивности процесса молочнокислого брожения и выхода молочной кислоты, (общая продуктивность процесса составляет 2,92-2,96 г/(л·ч), выход молочной кислоты - 93,9-95,2%).