Способ получения питательной основы для микробиологических сред

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ ОСНОВЫ ДЛЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Литвяк Владимир Владимирович Бренч Андрей Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет//Биотехнология. - 1997. -5. - С. 2227.1440914 1, 1988.1806185 3, 1993.1751197 1, 1992.93053290 , 1998. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М., Издательство МГУ, 1995 //.-./..10. ЛАБИНСКАЯ А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований. - . Медицина, 1978, //./.131978161.(57) Способ получения питательной основы для микробиологических сред, включающий обработку исходного сырья, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют предварительно подготовленный картофель или различные картофельные отходы,которые подвергают развариванию при избыточном давлении, проводят двухстадийную обработку разваренной массы амилолитическими ферментными препаратами, причем на первой стадии осуществляют разжижение, а на второй - осахаривание, осахаренную массу фильтруют, полученный фильтрат упаривают при вакууме 0,01-0,03 МПа до содержания сухих веществ 70,0-90,0 и подкисляют органическими кислотами до кислотности 3040 см 3 0,1 н раствора /100 г основы. Изобретение относится к микробиологии, биотехнологии, медицине, а также к пищевой промышленности, к области получения микробиологических сред, богатых углевода 16895 1 2013.02.28 ми и витамином , и может быть использовано для культивирования широкого спектра микроорганизмов. Изобретение обеспечивает получение микробиологической среды на основе картофельного концентрата, отличающейся большой питательностью, высоким содержанием углеводов, витамина , и содержит много свободных аминокислот и минеральных веществ. Известен способ получения питательной основы для микробиологических сред,предусматривающий отбор овариальной жидкости осетровых рыбстадии зрелости с последующими фильтрацией, гомогенезацией, нагреванием полученного гомогената до 3540 С и высушиванием на распылительной сушке при температуре на выходе 80-110 С,окружной скорости дискового распылителя 110-180 м/с с последующим охлаждением до комнатной температуры 1. Известна среда для культивирования микроорганизмов, которая содержит ферментативный гидролизат - молок лососевых рыб, натрий хлористый, натрий фосфорнокислый 2-замещенный, сульфит натрия, агар микробиологический и дистиллированную воду в заданном соотношении 2. Недостатком известного способа получения питательной основы для микробиологических сред и известной среды для культивирования микроорганизмов, прежде всего, являются дорогостоящие и редкие исходные питательные материалы (овариальная жидкость осетровых рыбстадии зрелости и ферментативный гидролизат - молок лососевых рыб). Наиболее близкой к изобретению является питательная среда для выращивания микроорганизмов 3 (прототип), предусматривающая смешивание пантолизата из пантового шрота, полученного путем экстракции пантового шрота водой в соотношении 14-15 соответственно при температуре 98-99 С под давлением 1,5 атм в течение 3-4 ч, с пептоном, хлоридом натрия и агар-агаром в заданном соотношении компонентов. Недостатком питательной среды для выращивания микроорганизмов, главным образом, является дорогостоящий и редкий исходный питательный материал (пантолизат из пантового шрота), а также технологическая сложность получения исходного материала и многокомпонентность среды. Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является способ получения микробиологической среды на основе картофельного концентрата,обладающей высоким содержанием питательных веществ (углеводов, витаминов, аминокислот, солей). Это достигается тем, что способ получения питательной основы для микробиологических сред, включающий обработку исходного сырья, отличается тем, что в качестве исходного сырья используют предварительно подготовленный картофель или различные картофельные отходы, которые подвергают развариванию при избыточном давлении,проводят двухстадийную обработку разваренной массы амилолитическими ферментными препаратами, причем на первой стадии осуществляют разжижение, а на второй - осахаривание, осахаренную массу фильтруют, полученный фильтрат упаривают при вакууме 0,010,03 МПа до содержания сухих веществ 70,0-90,0 и подкисляют органическими кислотами до кислотности 30-40 см 3 0,1 н раствора /100 г основы. Способ реализуется следующим образом. Получение исходного питательного материала (картофельного концентрата). Сырье. При приготовлении картофельного концентрата в качестве сырья используют целые клубни картофеля (.), или картофельное пюре, или различные картофельные отходы (клеточный сок, картофельная мезга, смесь клеточного сока и мезги и т.д.). Приемка картофеля. Картофель, поступающий на переработку, взвешивают и подают в цех автотранспортом, в контейнерах или транспортером. Мойка клубней. Картофель моют в машине моечной барабанной А 9-КМ-2. Для удаления с поверхности клубней картофеля органических, минеральных примесей (остатки со 2 16895 1 2013.02.28 ломы, земли и песка) можно использовать барабанные, лопастные, щеточные или другие моечные машины. Качество мойки картофеля контролируется визуально. Инспекция картофеля. Картофель после моечной машины инспектируют на ленточных или роликовых конвейерах для удаления непригодных для производства клубней с внешними дефектами (гнилых, поврежденных вредителями, позеленевших и др.). Инспекция осуществляется на ленточном конвейере инспекционном Ш 12-КЛЛ/1. Очистка картофеля. Вымытый картофель подвергают очистке от кожуры на оборудовании, используемом на картофелеперерабатывающих предприятиях. Очистку клубней картофеля осуществляют механическим или паровым способом. Допускается использование неочищенного картофеля (молодого, непосредственно с поля), но хорошо вымытого,доброкачественного, без признаков порчи. Механическая очистка. Механическую очистку от кожуры производят в корнечистках(Ш 12-КОУ, КВЧ, КНА-600 или др.) периодического или непрерывного действия с абразивной поверхностью при подаче в них небольшого количества воды для смывания и удаления отходов. Продолжительность обработки зависит от размеров клубней и составляет 1-5 мин. Паровая очистка. При паровом способе очистки картофель подвергают обработке паром в аппаратах А 9-КЛШ, А 9-КЧЯ или паровом бланширователе ТА 19.00.000 М. При выходе из аппарата под действием значительного перепада давлений кожица лопается и легко отделяется от мякоти. Окончательную очистку клубней от кожицы осуществляют водой в последовательно установленных моечно-очистительных машинах Ш 12-КПЛ/3 и Ш 12-КПЛ/4 или др. Разваривание. Очищенный картофель или картофельные отходы подают в накопительный бункер и далее в разварник Генца (разварник СП-1164), где его варят при избыточном давлении 0,35-0,45 МПа (3,5-4,5 атм) в течение 55-60 мин. Каждые 10 мин проводится перемешивание развариваемой массы путем кратковременного снижения давления на 0,1 МПа (1 атм). Приготовление амилолитических ферментных препаратов. Используются следующие амилолитические ферментные препараты Глюкаваморин Г 20 х (РУП Энзим, г. Пинск, Беларусь) - жидкость от ярко-янтарного до темно-коричневого цвета, удельной плотностью 1,1 г/см 3, с глюкоамилазной активностью 5000 ед.ГлС/см 3, используется для осахаривания. Ферментный препарат вносят из расчета на 1 т абсолютно сухого (абс. сух.) крахмала - 1,6 л препарата Термамил(фирма , Дания) - жидкость коричневого цвета, удельной плотностью 1,20-1,25 г/см 3, с -амилазной активностью 1900 ед.АС/см 3, используется для разжижения. Ферментный препарат вносят из расчета на 1 т абс. сух. крахмала - 0,5 л препарата Сан Супер 360 Л (фирма , Дания) - жидкость коричневого цвета, удельной плотностью 1,20 г/см 3, с глюкоамилазной активностью 5500-6000 ед.ГлС/см 3, а также с амилазной и протеазной активностью, используется для разжижения и осахаривания. Ферментный препарат вносят из расчета при осахаривании на 1 т абс. сух. крахмала - 0,8 л, а при полном ферментативном гидролизе (разжижении и осахаривании) на 1 т абс. сух. крахмала - 1,2 л препарата. Перед внесением в осахариватель ферментные препараты разводят водой в 10 раз и тщательно перемешивают. При осахаривании можно также применять и отечественные мультиэнзимные препараты (производитель РУП Энзим, Беларусь) Аминол АКс-50 содержит грибную -амилазу, ксиланазу, -глюказазу внешний вид жидкость цвет - коричневый оптимальные условия действия 4,5-5,550-55 С конечный продукт декстрины, олигосахариды, мальтоза, -глюканы, арабиноксиланы 16895 1 2013.02.28 Аминол АКс-70 содержит бактериальную -амилазу, ксиланазу, -глюказазу внешний вид - жидкость цвет - коричневый оптимальные условия действия 5,3-6,06065 С конечный продукт декстрины, олигосахариды, мальтоза, -глюканы, арабиноксиланы Аминол АКс-100 содержит термостабильную бактериальную -амилазу, ксиланазу,-глюказазу внешний вид - жидкость цвет - коричневый оптимальные условия действия 5,5-7,030-100 С конечный продукт декстрины, олигосахариды, мальтоза,-глюканы, арабиноксиланы Глюканол ГКс-60 содержит глюкоамилазу, ксиланазу, -глюказазу внешний вид жидкость цвет - коричневый оптимальные условия действия 4,2-4,855-60 С конечный продукт глюкоза, -глюканы, арабиноксиланы. Ферментативный гидролиз (разжижение и осахаривание) разваренной массы. Ферментативный гидролиз (разжижение и осахаривание) разваренной массы осуществляется в осахаривателе Ш 12-ККО. В осахариватель наливается немного воды, почти по нижний край лопастей мешалки, добавляются подготовленные ферментные препараты, выдувается разваренная масса и включается мешалка на 5-10 мин. Для разжижения используются ферментные препараты, обладающие -амилазной активностью, - Термамил(оптимальные условия действия 4,5-675-80 С), а для осахаривания с глюкоамилазной активностью - Глюкаваморин Г 20 х (оптимальные условия действия 4,0-4,260 С). Ферментативный гидролиз можно провести при помощи мультиферментных препаратов, обладающих -амилазной-глюкоамилазной активностью, - Сан Супер 360 Л (оптимальные условия действия 4-655-60 С). Для сокращения времени гидролиза можно использовать разжижающий ферментный препарат (Термамил ) совместно с мультиферметным препаратом (Сан Супер 360 Л). Контроль ферментативного гидролиза крахмала осуществляется методом йодной пробы. Хорошо гидролизованная масса должна иметь желто-коричневый или желтый цвет. Осветление осахаренной массы. Осахаренную массу при помощи насоса фильтруют на рамном фильтр-прессе через фильтровальную ткань - бельтинг. Качество фильтрации контролируют визуально. Упаривание. Упаривание сусла ведут в вакуум-выпарных установках периодического или непрерывного действия (двух аппаратах двутельных пароварочных МЗС-316), при включенных мешалках и вакууме 0,01-0,03 МПа (0,1-0,3 атм). Сусло упаривают до 70,090,0 СВ. При упаривании необходимо следить за наполнением вакуум-аппаратов через имеющееся окошко, используя фонарик. При снижении упариваемой жидкости ее необходимо подливать до оптимального уровня (уровня окошка). Массовую долю СВконтролируют в цеху рефрактометрическим методом. Если после уваривания СВ получилось больше чем необходимо, то, зная массовую долю СВ и массу концентрата, нужно добавить необходимое количество воды после пересчета и все тщательно перемешать. Подкисление. Подкисление проводят в вакуум-выпарных установках или в сборникереакторе с перемешивающим устройством. При подкислении в полученный концентрат,находящийся в вакуум-выпарных установках, добавляют органические кислоты (пировиноградную, и/или щавелевоуксусную, и/или яблочную, и/или фумаровую, и/или янтарную, и/или -кетоглютаровую, и/или щавелевоянтарную, и/или изолимонную, и/или цисаконитовую, и/или лимонную, и/или их смеси различного соотношения) до кислотности 30-40 см 3 0,1 н раствора /100 г концентрата. Способ получения микробиологической среды на основе картофельного концентрата. Полученный картофельный концентрат используют как исходный питательный материал. 16895 1 2013.02.28 Установлено, что картофельный концентрат богат минеральными веществами и витаминами, а также содержит уникальный состав незаменимых и заменимых аминокислот(фиг. 1 и 2). Аминокислотный состав картофельного концентрата представлен на фиг. 1. Общее количество аминокислот в 100 г картофельного концентрата составляет 177,80618 мг. При этом массовая доля , , , , , , , , , , ,ив общем количестве аминокислот концентрата составляет 2,1 4,6 5,0 3,1 4,3 0,9 2,2 1,5 2,6 21,3 39,2 8,9 4,5 соответственно. Картофельный концентрат на основе картофеля содержит большое количество калия 1329 и аскорбиновой кислоты - 200 мг/100 г. В зависимости от вида культивируемого микроорганизма (учитывая его отзывчивость к питательным веществам) картофельный концентрат можно обогащать добавками (углеводами, белками, аминокислотами, витаминами, макро-, микроэлементами и т.д.). Таким образом, предлагаемый способ получения микробиологической среды на основе картофельного концентрата позволит получать микоробиологическую среду, основное питательное вещество которой получают из отечественного (белорусского) недорогого и доступного сырья (картофеля или картофельных отходов) с высоким содержанием питательных веществ (углеводов, витаминов, аминокислот и солей). Источники информации 1. Патент 2391392, МПК 12 1/20, опубл. 10.06.2010. 2. Патент 2348686, МПК 12 1/20,12 1/04, опубл. 10.03.2009. 3. Патент 2388814, МПК 12 1/20,12 1/04, опубл. 10.05.2010. Биохимический остав картофельного концентрата а - минеральный состав б - витаминный состав Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6