Коллекция микроорганизмов для производства в Казахстане заквасок и препаратов пробиотического действия

УДК 573.6.086.83:/009.53: 681.3.016

 

коллекция микроорганизмов для ПРОИЗВОДСТВА В Казахстане ЗАКВАСОК И ПРЕПАРАТОВ ПРОБИОТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

 

Г.Н. Дудикова, д.б.н., г.н.с., доцент, А.В. Чижаева, к.б.н., в.н.с.,

 

Казахский научно-исследовательский  институт перерабатывающей и пищевой  промышленности, г. Алматы

E-mail: g_niipp@mail.ru

 

Показана структура  коллекции промышленных культур  КазНИИППП. Описаны композиции молочнокислых  бактерий и дрожжей для производства биопрепаратов и кисломолочных  продуктов.

The structure of a collection of industrial cultures of KAZRPFI is shown. Compositions of lactic acid bacteria and yeast for production of biological products and sour-milk products are described.

Постановлением Правительства  республики Казахстан № 830 от 30 июля 2002 года «О республиканской коллекции  микроорганизмов» коллекция нашего института определена Депозитарием промышленных микроорганизмов.

Согласно постановлению  основной деятельностью коллекции  – депозитария является обеспечение  строгого учета и правильного  хранения депонированных штаммов промышленных микроорганизмов, разработка стандартных  методов культивирования и хранения микроорганизмов, создание информационной базы и разработка соответствующей  нормативной документации. Коллекция  осуществляет сервисные услуги по депонированию  микроорганизмов и рассылке промышленных культур предприятиям по их запросам.

Коллекция нашего института является единственной в  Казахстане профильной коллекцией промышленных культур микроорганизмов и может  обеспечить все потребности пищевых  предприятий Казахстана в чистых культурах - это хлебопекарные предприятия, винодельческие и пивоваренные заводы, спиртовые и молочные заводы.

Рисунок 1- Коллекция промышленных микроорганизмов КазНИИППП

 

С целью  повышения информативности  для пищевых предприятий  и  описания промышленно-ценных свойств  коллекционных культур микроорганизмов  в 2008 году  проводилсь исследования физиолого-биохимических и морфологических свойств 60 наиболее интересных для производства культур молочнокислых бактерий и дрожжей и оформление  атласа.

Общая численность образцов культур составляет 1435 единиц, в  том числе, численность бактерий рода Lactobacillus составляет – 621 единица, рода Lactococcus – 287 единиц, род Pediococcus – 27 единиц, дрожжи – 240 единиц, бифидобактерии – 12 единиц.

Депозитарий промышленных культур  микроорганизмов в настоящее  время оснащен всем необходимым  оборудованием для хранения культур  микроорганизмов и проведения генетических исследований промышленно-ценных штаммов  микроорганизмов.

Нами проведены исследования и разработаны методы консервации  наиболее ценных промышленных штаммов  молочнокислых бактерий. Разработана  технология хранения молочнокислых  бактерий, состоящая из этапов: культивирования при пониженных температурах, концентрирования, использования криопротекторов, двухэтапного  замораживания и лиофильного высушивания. Исследовано влияние длительного хранения культур молочнокислых бактерий в лиофильно высушенном виде. Доказано, что после длительного хранения (в течение 10-25 лет) у исследованных штаммов молочнокислых бактерий сохранилась высокая способность к регенерации.

Очень важная часть работы коллекции - обеспечение предприятий  хлебопекарной промышленности чистыми культурами дрожжей для приготовления жидких дрожжей, пшеничных и ржаных заквасок, предотвращающих заболевание картофельной болезнью хлеба. Нами разработаны консорциум микроорганизмов Lactobacillus paracasei 2, Lactobacillus pontis 67, Pediоcoccus acidilactici Р1-6, Saccharomyces cerevisiae ЛВ, используемый для приготовления ржаной закваски для хлеба; консорциум Lactobacillus brevis-67, Lactobacillus casei var. аlactosus-22,  Lactobacillus fermentum-104, Lactobacillus plantarum-2, предотвращающий заболевание картофельной болезнью хлеба, защищенные авторскими патентами РК. По данным агентства РК по статистике в Казахстане ежегодно вырабатывается около 640 тыс тонн хлеба и хлебобулочных изделий. Около 30% хлебопекарных предприятий Казахстана работают на наших культурах дрожжей и молочнокислых бактерий. Передача чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий, используемых  для производства хлеба постоянно осуществляется нами уже более 10 лет на 40 предприятиях Казахстана, среди которых такие крупные объединения, как ТОО ХБК «Аксай»,  ТОО Объединение «Алматы-НАН», хлебозавод №2, ТОО «Меркур-нан» г. Алматы, ТОО «Акмола», ТОО «ЦеснаАстык», ТОО «Астананан», ТОО «Столичный хлеб» г. Астана, ТОО «Рамазан»,ТОО «Атырау нан групп», ТОО «Актау-нан», ТОО «Павлодарский ХБК», ПО «Элита» и ООО «Пекарный дом» г. Бишкек,  ТОО «Энергия капитал»-1 г. Экибастуз, ТОО «Кондитер плюс» г. Усть-Каменогорск, ТОО Хлебозавод «Первомайский» ВКО, Хлебозавод г.Аркалыка и пекарни (Магнум, Верненский хлеб и др.) Предлагаемые культуры микроорганизмов используются в технологическом процессе получения хлебобулочных изделий, обновление осуществляется ежегодно. Для производства сухих препаратов этих культур у нас есть разработанная технология сушки, имеется все необходимое оборудование, и мы самостоятельно справляемся с рассылкой культур на предприятия.  

Авторами статьи разработан новый уникальный препарат пробиотического  действия «Биоконс» на основе консорциума молочнокислых бактерий,  пептидов и ферментов, предотвращающий развитие различных патогенов в организме животного. Уникальность консорциума в том, что он может составлять основу препаратов не только для животных, но и для человека. Культуры молочнокислых бактерий, входящих в его состав выделены с поверхности зерна, не патогенны.

Предлагаемый нами новый  препарат, на основе   антимикробных  пептидов и живых молочнокислых  бактерий оказывает комплексное  воздействие на организм животного - сорбция,  антимикробные свойства и иммунная реабилитация,  может  служить альтернативой вакцинации.  Эффективность препарата будет  заключаться в повышении продуктивности животного и защите мяса и молока от патогенов (Salmonella sp, E. coli, Staphylococcus sp.,  Brucella sp,  Bacillus subtilis  и др.). Проведенные в хозяйствах испытания препарата на цыплятах, телятах, ягнятах и козлятах подтверждают эффективность препарата.

По результатам исследований получен патент Республики Казахстан  “Бактериальный консорциум  Lactobacillus brevis-67, Lactobacillus casei var. аlactosus-22, Lactobacillus fermentum-96, Lactobacillus fermentum-104, Lactobacillus plantarum-2, действующих активно против Escherichia coli и Salmonella typhimurum” .

Для производства натурального микробиологического продукта-пробиотика разработана новая технология со-культивирования  молочнокислых бактерий на оптимизированной питательной среде с последующей  сушкой препарата методом лиофилизации. Эта  биотехнология является экологически чистым,  не  трудоемким производством, экономически эффективным, не требующим  строительства специальных производственных зданий и создания специализированного  оборудования   

На основании проведенных  многократных опытов по применению различных  доз  препарата-пробиотика  «Биоконс»  телятам с лечебной и профилактической  разработан проект рекомендаций –  наставления по применению препарата  Биоконс. Проведены  производственные опыты на молодняке овец в хозяйстве «Санрай» с. Чемолган Карасайского района Алматинской  области.

Применение пробиотиков  существенно уменьшает расходы  на лечение заболеваний у животных, повышает продуктивность последних  и улучшает качество продукции. Кроме того, использование пробиотиков имеет актуальное значение не только для животноводства, но и для здравоохранения в целях: снижения риска заболеваемости людей и повышения экологической безопасности сельскохозяйственной продукции[1].

Однако, сельскохозяйственные предприятия зачастую не готовы нести  затраты по использованию профилактических средств. В связи  с этим возникают  проблемы с потребителями и внедрением этого препарата на производстве.

Молочнокислые бактерии всегда привлекали и привлекают внимание ученых и специалистов всего мира в связи с их большой практической ценностью. Поэтому этой группе бактерий посвящено достаточное количество монографий и обзоров, в которых дана полная и подробная характеристика молочнокислых бактерий, описаны их свойства и особенности, классификация и роль в жизнедеятельности человека и природе [2-6]. Очень сложной и требующей решения на государственном уровне остается проблема внедрения культур в молочную отрасль промышленности. На сегодняшний день  казахстанский рынок молочнокислых продуктов освоен заквасками, пре - и пробиотическими биопрепаратами из России и дальнего зарубежья (Табл.1).

 

Таблица 1 Список пищевых добавок, зарегистрированных в Экспортном совете

при  Комитете санитарно-эпидемиологического  надзора МЗ РК

 

№	Закваски  для производства кисломолочных  продуктов	Форма выпуска	Фирма производитель, Страна	Фирма заявитель	Рег. №	Дата регистрации	Срок действия
1	FD-DVS ABT – 5/25 х200U (закваска) 100193 и еще 18 наименований	гранулы	“ CHR HANSEN”, европейский союз (ЕС)	ТОО «Элигита Азия »	000020	30.06. 08	30.06.13
2	CHOOZIT BT 01 LYO 125 DCU и 26 наименований	порошок	“Danisco”, (Франция, Германия, Польша)	ТОО “Асар Лтд”	000040	30.06. 08	30.06. 13
3	CHOOZIT STAR 2 LYO 125 DCU и еще 25 наименований	порошок, гранулы и жидкость	Danisco”, (Франция, Германия, Польша)	ТОО “Асар Лтд”	000041	30.06. 08	30.06. 13
4	Сметана LAT CW и еще 6 наименований	порошок	ООО «Лактина», Болгария	ТОО «Real Food»	00016	28.11. 08	28.11.13
5	CHOOZIT BT 02 LYO 250 DCU и еще 9 наименований	порошок и жидкость	«Danisco France», Франция	ТОО «Асaр Лтд»	000150	19.02.  2009	19.02. 2014
6	Лиофилизированный бакконцентрат  GK – 4 наименования	порошок	«Genesis Laboratories Ltd», Болгария	TOO «Генезис Казахстан»	000155	19.02.  2009	19.02. 2014
7	«DI-PROX TTX 1 50 UAT» и еще 2 наименования	порошок	«BIOPROX», Франция	TOO «Real Food»	000157	19.02.  2009	19.02. 2014
8	Пищевая добавка «Плантарум LAT PL»	порошок	ООО  «Лактина», Болгария	ТОО  «Real Food»	000279	29.04. 2009	29.04. 2014
9	«CHOOZIT KefirMild 01 LYO 200 DCU» и  еще1 закваска	порошок	Фирма «Danisco», Польша	ТОО «Асaр Лтд»	000324	16.09. 2009	16.09. 2014
10	Lyofast M 030 N; 031N;032N;032T (5U),(10U),(50U) 3002905000  и еще 19 наименований	порошок	компания  «Sacco», Италия	ТОО «ДЭМИ»	000340	16.09. 2009	16.09. 2014

 

 Тогда как особенности  питания населения Казахстана  и условия производства животноводческой  продукции, в том числе кобыльего  и верблюжьего молока, требуют разработки отечественных заквасок из культур, выделенных из  национальных молочных продуктов.

Еще в начале прошлого века великий физиолог Иван Павлов говорил, что когда-нибудь лекарством будет  служить сама пища. Это предсказание сбылось, одним из лучших примеров такой  пищи являются пробиотические продукты питания на основе живых микроорганизмов, бифидо- и лактобактерий. Биокефиры  и йогурты с этими бактериями способны поддерживать и восстанавливать  здоровье человека благодаря нормализации кишечной микрофлоры.

Однако, как выяснили ученые из Института общей генетики РАН  и ряда медицинских институтов, способны на это далеко не все бактерии, и  что для русского здорово, то для  немца - не смерть, конечно, но и пользы почти никакой. И наоборот, пробиотики на основе импортных заквасок нормализуют  деятельность кишечника жителей  средней полосы России неэффективно. Дело в том, как говорит завотделом постгеномной биотехнологии Института  общей генетики РАН Валерий Даниленко, что геномы бифидо- и лактобактерий  специфичны для разных этнических групп  и, соответственно, по-разному ими  усваиваются. Так что биокефир или  йогурт, произведенный в Западной Европе, не очень хорош для жителей  России. Если бы эта продукция была адаптирована к нашему генотипу, то "работала" бы в десятки раз  лучше [7].

Выделение из природных источников и скрининг активных культур, в первую очередь молочнокислых бактерий для различных отраслей пищевой и перерабатывающей промышленности – важное направление работы нашей коллекции.

На основе скрининга коллекционных культур и исследований по конструированию консорциумов, созданы несколько композиций молочнокислых бактерий   (таблица 2).

 

Таблица 2- Композиции молочнокислых бактерий для производства кисломолочных продуктов

 

Композиция, состав микрофлоры	Назначение
Lc. lactis subsp. lactis К-8, Lb. acidophilus KM-2  и Lc. cremoris TM-5	для национального кисломолочного напитка из верблюжьего молока
Lc. lactis subsp. lactis КГ-6, Lb. acidophilus KM-2 и Bifidobacterium bifidum.	для йогурта из коровьего  молока
Lb. acidophilus В-400,  Lb. fermentum В-401, Lc. cremoris В-402	для производства кисломолочных  напитков, а также для приготовления  кумыса и шубата
Lactobacillus acidophilus KM-2, Lactobacillus acidophilus KH-1, Bifidobacterium bifidum-1	для приготовления  биологически активных добавок и  заквасок для производства кисломолочных  продуктов
Lc. lactis subsp. lactis К-8, Lb. acidophilus KM-3, Lb. acidophilus ББ-15, Lb. delbrueckii ssp. bulgaricum ГМ-8, Torulopsis kefir var. kumis 23	для получения кумыса, шубата и айрана
Lc. lactis subsp. lactis КГ-6, Lc. сremoris СмГ-1	для сметаны
Lc. lactis subsp. lactis КГ-6, Lb. delbrueckii ssp. bulgaricum АМ-2	для ряженки
Lc. lactis subsp. lactis КГ-6, Lc. сremoris СмГ-1, Lb. delbrueckii ssp. bulgaricum АМ-2, Candida (Torulopsis)kefir ver.kumis	для кефира