Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор 7
1.1 Функциональное питание - актуальная тенденция нутрициологии 7
1.2 Функционал ьные продукты 9
1.2.1 Функциональные свойства молока и молочных продуктов 11
1.2.2 Пробиотики - эффективные функциональные продукты 14
1.3 Функциональные ингредиенты 16
1.3.1 Бифидобактерии 16
1.3.1.1 Морфология и классификация бифидобактерии 17
1.3.1.2 Физиологическая роль бифидобактерии 20
1.3.2 Олигосахариды 24
1.3.2.1 Соевые олигосахариды и потенциальные источники их получения 25
1.3.2.2 Инулин и инулин о содержащие продукты как функциональные ингредиенты 28
1.4 Пробиотичсскис бифи до продукты - эффективное функциональное питание 30
1.4.1 Бифидосодержащис молочные продукты - 30
1.4.1.1 Особенности создания бифидосодержаших молочных продуктов 30
1.4.1.2. Ассортимент бифидосодержаших молочных продуктов 36
1.4.2 Бифидосодержащие пробиотичсскис препараты 44
1.4.2.1 Технологические аспекты производства бифидосодержащих пробиотиков 48
1.5 Синбиотические продукты - перспектива функционального питания 56
1.6 Заключение по аналитическому обзору 59
1.7 Цели и задачи собственных исследований 60
2. Постановка эксперимента, материалы и методы исследований 62
2.1 Объекты исследования 62
2.2 Схема исследований и ее реализация 62
2.3 Методы исследований 63
2.3.1 Экспресс-метод определения содержания фруктозы в кисломолочных напитках топинамбуровыми наполнителями 67
3. Результаты исследований и их обсуждение 70
3.1 Изучение селективности бифидобактерий в отношении растительных пребиотических олигосахарндов 70
3.2 Бифидогеиные свойства растительных олигосахаридсодержащих продуктов 82
3.2.1 Инулинсодсржащис продукты 82
3.2.2 Продукты на основе соевых олигосахарндов 91
3.2.2.1 Соевая сыворотка как потенциальный источник пребиотических олигосахарндов 91
3.2.2.1.1 Биохимическая характеристика соевых сывороток 91
3.2.2.1.2 Бифидогенный потенциал соевых сывороток 95
3.2.2.2 Разработка технологии и оценка качества пребиотического ингредиента на основе соевой сыворотки 99
3.2.3 Создание бифидогенного комплекса на основе растительных олигосахаридсодержащих продуктов 113
3.3 Разработка технологий бифидосодержаших синбиотических продуктов с применением растительных олигосахаридсодержащих продуктов 116
3.3.1 Технология молочных напитков 116
3.3.1.1 Технология кисломолочного напитка, комбинированного пюре топинамбура 116
3.3.1.2 Технология ферментированного напитка из сыворотки, комбинированного соком топинамбура 133
3.3.1.3 Технология кисломолочного напитка, ферментированного чистыми штаммами бифидобактерий 144
3.3.2 Технология синбиотической пищевой добавки 146
Выводы по работе 160
Список литературы 163
Приложения 188
- Функциональные свойства молока и молочных продуктов
- Особенности создания бифидосодержаших молочных продуктов
- Экспресс-метод определения содержания фруктозы в кисломолочных напитках топинамбуровыми наполнителями
- Разработка технологии и оценка качества пребиотического ингредиента на основе соевой сыворотки
Введение к работе
Актуальность темы. Стратегической задачей современной пищевой технологии является создание функционального питания, обеспечивающего поддержание и активизацию жизненно важных функций человека, повышение общей сопротивляемости организма агрессивным условиям среды жизнедеятельности. Особую роль в функциональном питании ученые отводят продуктам, обеспечивающим оптимизацию микроэкологического статуса организма человека, полагая, что именно нормобиоценоз является залогом иммуннобиологической стабильности и потенциально здоровья в целом. Синбиотические продукты на основе бифидобактерий в наибольшей степени отвечают этим критериям, т.к. способствуют колонизации пищеварительного тракта микроорганизмами - пробиотиками и повышению биологической активности собственной бифидофлоры за счет присутствия в составе продукта пребиотических ингредиентов. Ассортимент и технологии таких продуктов, в-основном, определены используемыми штаммами бифидобактерий и пребиотиками, а функциональный эффект -их синергидным взаимодействием.
Большой вклад в изучение свойств бифидобактерий, создание пребиотических ингредиентов, обоснование, разработку технологий различных бифидопродукіов, в том числе синбиотических, внесли исследования Г.И.Гончаповой, В.И.Максимова, Н.Ю.Каширской, А.В.Гудкова, Б.А.Шендерова, В.Ф.Семенихиной, С.А.Шевелевой, Л.В.Краскиковой, Т.М.Эрвольдер, В.И.Ганиной, И.С.Хамагаевой, А.М.Шалыгиной, П.Ф.Крашенинина, А.Г.Храмцова, И.А.Евдокимова, С.А.Рябцевой, Y. Saito, К. Kayakawa, J. Mizutani. G.R.Gibson, M.B.Roberfroid и многих других ученых. Поиск и применение новых пребиотиков, изучение их взаимодействия с микроорганизмами-пробиотиками определит создание новых технологий функционального питания, будет способствовать расширению его ассортимента и в итоге - реализации «Концепции государственной политики в области здорового питания населения РФ на период до 2005 г»
АкТуаЛЬНОСТЬ Проблемы, решению гптпрпй т|АДПЯтту»ц- пттпгчтрри'и-
онная работа, подтверждается получением г4а8т^гЙжУщ^і{^@^науч?ого
гуманитарного фонда (проект №03-06-0053 2а/ю), включением темы в НТП Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по технологии живых систем» (№ госрегистрации 1200004210) и тематику НИР Куб-ГТУ (2000-2003 гг).
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка теоретических основ и практических аспектов получения синбиотических продуктов, функциональный эффект которых определяется позитивным действием на организм человека через регуляцию кишечной микрофлоры как колонизацией бифидобактериями - пробиотиками так и активизацией собственной микрофлоры растительными пребиотиче-скими олигосахаридами или олигосахаридсодержащими ингредиентами.
Для достижения этой цели определены следующие задачи:
выбор и экспериментальное обоснование целесообразности использования растительных олигосахаридов как элементов углеводного питания для исследуемых штаммов бифидобактерий, используемых в функциональном питании;
системное изучение потенциальных источников растительных олигосахаридов, оценка их биохимических и бифидогенных свойств;
разработка на базе теоретических и экспериментальных исследований технологии олигосахаридсодержащих продуктов из новых и перспективных источников;
оценка качества и бифидогенного потенциала известных и созданных растительных олигосахаридсодержащих продуктов и целесообразности их использования как промоторов бифидобактерий;
разработка научно-практических аспектов оптимального применения олигосахаридсодержащих продуктов как пребиотических ингредиентов; ,
разработка технологий и оценка качества, с учетом современных тенденций функционального питания, синбиотических продуктов на основе бифидобактерий и вновь предложенных пребиотических ингредиентов;
разработка технической документации на новые синбиотические продукты.
» *;> і >
Научная концепция. В основу создания технологий синбиотиче-ских продуктов на основе растительных олигосахаридов был положен системный подход в решении логически взаимосвязанных задач от исследования селективности бифидобактерий в отношении инулина, раффинозы и стахиозы, создания их бифидогенного комплекса для отдельных штаммов, изучения известных и выявления новых источников растительных олигосахаридов до разработки технологии, реализации ее в технических документах и оценки свойств нового олигосахаридсодержащего продукта, обоснования его рационального использования как пребиотического ингредиента наряду с ранее созданными олигосахаридсодержащими продуктами.
Автор убежден в многоцелевой перспективности применения в функциональном питании'растительных бифидогенных олигосахаридов, изолированных или в комплексе, а также исследованных олигосахаридсо-держащих продуктов как эффективных пребиотических ингредиентов.
Научная новизна и теоретическая значимость:
разработаны теоретические и технологические аспекты получения синбиотических продуктов на основе бифидобактерий и растительных пребиотических ингредиентов олигосахаридной природы;
экспериментально обосновано проявление бифидогенных свойств, индивидуально или в комплексе, у растительных олигосахаридов различной химической природы: инулина, раффинозы, стахиозы по отношению к исследуемым штаммам бифидобактерий;
установлено и оценено бифидогенное действие инулинсодержащих продуктов из топинамбура: концентрата, пюре и сока - для B.longum В379М, B.adolescentis Г7513, B.breve 79-119;
разработаны основные принципы применения в качестве источника растительных олигосахаридов соевой сыворотки, оценены ее состав и свойства, позволившие доказать возможность ее использования как среды для бифидобактерий, ее эффективного ингредиента или дополнительного стимулятора к стандартным средам;
- научно-обоснована и предложена бифидогенная композиция олиго-сахаридсодержащих продуктов, обеспечивающая максимально эффективный рост и выживаемость B.adolescentis Г7513 в синтетических средах, накопление биомассы при культивировании в обезжиренном молоке и жизнеспособность при добавлении к сахарозо-желатозной криозащитной среде.
Практическая значимость работы. Разработаны ориентированные на промышленную реализацию технологии синбиотических продуктов на основе бифидобактерий, растительных олигосахаридсодержащих наполнителей и ингредиентов: напитков «Бифитоп» (ТУ 9224-033-02067862-2001), «Диетоп» (ТУ 9224-034-02067862-2001), «Бифи-плюс» (ТУ 9222-074-02067862-2002), пищевой добавки «Бифисин» (ТУ 9389-089-02067862-2003).
На основе перспективного источника растительных олигосахаридов - соевой сыворотки - разработана технология пребиотического ингредиента «Сухая соевая сыворотка» (ТУ 9199-072-02067862-2002).
Апробация результатов исследований. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на 22 конференциях различного уровня, в том числе: Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование пищевых производств» (Санкт-Петербург, 1999 г.), научно-технической конференции «Прогрессивные, экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозхпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности» (Москва, 1999), научно-практической конференции «Продовольственная индустрия Юга России. Экологически безопасные энергосберегающие технологии хранения и переработки сырья растительного происхождения» (Краснодар, 2000), VIII Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития пищевой промышленности и стандартизации пищевых продуктов» (Москва, 2002), Международной научной конференции «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2002), научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии» ( Ставрополь, 2002), Международной научно-практической конференции памяти Г.И.Гончаровой (Москва, 2002), конференциях «Актуальные направления
развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Воронеж, 2003), Всероссийской научно-практической конференции «Молочные продукты лечебно-профилактического назначения - основа здорового питания» (Адлер, 2003), конференции грантодержателей «Дни фундаментальной науки на Кубани - 2003» (г.Сочи, 2003).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 44 научные работы, в том числе 1 монография, 1 учебное пособие для вузов, 3 учебных пособия для работников АПК, 2 депонированных рукописи, 14 научных статей, получено 6 патентов РФ.
Результаты исследований вошли составной частью в кандидатские диссертации: О.П.Сазоновой (2001 г.), А.М.Лунева (2002 г), Т.Н.Садовой (2003 г.), которые выполнены под научным руководством диссертанта.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 267 страницах машинописного текста, содержит 44 таблицы, 39 рисунков и состоит из введения, аналитического обзора, методической и экспериментальной частей, выводов, списка литературных источников, включающего 257 наименований, и 17 приложений.
Функциональные свойства молока и молочных продуктов
Молоко является продуктом, в котором наиболее оптимально сочетаются все необходимые вещества /11,12,13,14, 15/. В состав молока входят более 100 компонентов: полноценные белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, ферменты, гормоны и др.
Важнейшей составной частью молока являются белки, в частности сывороточные, которые по сбалансированности аминокислот и усвояемости относятся к наиболее ценным. Высокое содержание в сывороточных белках лизина определяет их роль в защитных реакциях организма, а наличие в них аргинина, гистидина, метионина, треоинина, лейцина и триптофана способствует регенерации белков печени, образованию гемоглобина и плазмы крови. Сывороточные белки являются носителями специальных защитных факторов - иммуноглобулинов, которые участвуют в выработке антител против болезнетворных микроорганизмов и вирусов. Из основного белка молока - казеина - выделены вещества, снижающие кровяное давление, поэтому молоко и молочные продукты применяются в комплексном лечении ишемической болезни сердца, атеросклероза мозговых, периферических сосудов, гипертонической болезни /11,13,15,16/.
Под воздействием вырабатывающейся в желудке соляной кислоты и пищеварительных ферментов белки молока свертываются мелкими хлопьями, что значительно облегчает их переваривание и усвоение. В результате переваривания казеина молока образуются физиологически активные пептиды, в частности гликомакропепид, который угнетает желудочную секрецию и моторику. Усвояемость белков молока составляет 96-98% /17,18,19,20/.
Уникальными свойствами обладает молочный жир. Он содержит в своем составе более 30 жирных кислот, в том числе дефицитную арахидоновую, а также значительное количество фосфолипидов и витаминов А и D. В молочном жире сравнительно мало незаменимых полиисиасыщенных жирных кислот, но потребление 0,5 л молока покрывает 20% суточной потребности в них человека. Перевариваемость молочного жира составляет 97-99%.
Углеводы в молоке представлены в основном лактозой. Лактоза плохо растворима в воде, медленно всасывается в кишечнике, стимулирует развитие в нем молочнокислых палочек, которые, образуя молочную кислоту, подавляют гнилостную микрофлору и способствуют лучшему всасыванию кальция и фосфора. Под влиянием ферментов желудка и кишечника лактоза расщепляется на глюкозу и галактозу, которые всасываются в кровь и служат источником энергии.
Молоко богато кальцием и фосфором. При этом они находятся в сбалансированном соотношении, что обуславливает их высокую усвояемость. Основная доля суточной потребности человека в кальции удовлетворяется за счет молока и молочных продуктов. Молоко является постоянным источником витаминов, особенно дефицитного рибофлавина. Около 50 % суточной потребности человека в этом витамине удовлетворяется за счет молока и молочных продуктов /16,21/. Кисломолочные продукты в диетическом и лечебном отношении не только не уступают, но и превосходят молоко. Они содержат все составные части молока в более усваиваемом виде, а образующиеся в результате биохимических процессов молочная кислота, спирт, углекислый газ, антибиотики, витамины оказывают совместно с микроорганизмами благоприятное воздействие на организм человека, возбуждающее действуют на дыхательные центры, способствуют быстрому протеканию окислительно-восстановительных реакций в организме. Кисломолочные продукты, воздействуя на секреторную деятельность желудка, возбуждают аппетит и способствуют быстрому выделению ферментов, которые ускоряют процесс переваривания пищи, нормализуют деятельность кишечника и благоприятно действуют на нервную систему. Концепция оздоровления человека и предупреждения старения организма путем включения в рацион кисломолочных продуктов была выдвинута И.И.Мечниковым. По его мнению, продолжительность жизни человека может существенно возрастать при элиминации из кишечника гнилостных микроорганизмов с помощью антагонистически активной микрофлоры и прекращения всасывания в кровь токсических метаболитов/5,10/. Перспективным направлением повышения диетических свойств кисломолочных продуктов является использование специально подобранных и выделенных в результате селекции культур молочнокислых бактерий, бифидо-бактерий и других микроорганизмов, придающих кисломолочным продуктам новые функциональные свойства. Также целесообразным в технологии функциональных кисломолочных продуктов признано использование молочной сыворотки. По своей биологической ценности 3 литра молочной сыворотки приравниваются к 1 литру молока. В сыворотке содержится более 200 жизненно важных питательных веществ, среди которых до 25% белковых веществ, представленных сывороточными белками (а-лактоглобулином. р-лактальбумином, альбумином сыворотки крови, иммуноглобулинами и протеозопептонами), а также следами ферментов и железосодержащих белков. В сыворотку молока переходят витамины, причем водорастворимые в большей степени, чем жирорастворимые. Из органических кислот в ней присутствуют молочная, лимонная и летучие жирные - уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная /21,23,24,25/. Накоплен большой опыт в традиционной и народной медицине по ее использованию в лечении и профилактике таких болезней, как дизентерия, колит, гастрит с пониженной кислотностью, варикозное расширение вен, бронхит и др. Благодаря богатому химическому составу и высокой биологической ценности молоко и молочные продукты незаменимы в питании людей /26,27,28,29/. Сами по себе они проявляют биологическую и физиологическую активность и используются в функциональном питании, но при корректировке состава, обогащении микро- и макронутриентами, спектр их позитивного воздействия может быть расширен /30,31/.
Особенности создания бифидосодержаших молочных продуктов
Особенности создания бифидосодержащих молочных продуктов Постоянным местом обитания биоидобактерий является кишечник человека и животных, поэтому у них отсутствуют некоторые функции, связанные с расщеплением органических веществ. В кишечнике органические субстанции, служащие питанием бифидобактерий, находятся в легкоусвояемом виде, кроме того, при их расщеплении образуются вещества способствующие развитию этих микроорганизмов. Например, при расщеплении казеина образуются полипетиды, гликопептиды, аминосахара, стимулирующие рост бифидобактерий. При развитии в молоке лишь наиболее активные штаммы бифидобактерий образуют сгусток за довольно продолжительное время, обусловленное многоступенчатым добыванием питательных веществ из состава молока (таблица 1.3).
При выращивании чистых культур бифидобактерий в коровьем молоке скорость кислотообразовання большинства штаммов низкая, что неприемлемо для производства таких продуктов на молочных предприятиях, так как это создаёт условия для развития посторонней микрофлоры. Поэтому, производство бифидосодержащнх кисломолочных продуктов осложняется за счёт долгого сквашивания, отсутствия питательных веществ в усвояемом виде, отсутствия бифидус-факторов, растворённого в молоке кислорода. /50,51,56/.
Для решения проблемы при промышленном производстве продуктов с бифидобактериями на основе коровьего молока используют различные способы увеличения активности, в частности применяют несколько видов штаммов бифидобактерий.
Так, Хамагаевой И.С. предложена двуштаммовая закваска бифидобактерий, состоящая из Bifidobacterium bifidum штамм 791 и Bifidobacterium tongum В 379 М в соотношении 1:2. Автор считает, что такая закваска имеет оптимальную биохимическую активность и органолептические свойства /3/. Немаловажной причиной плохого развития бифидобактерий в коровьем молоке является отсутствие в нём определённых факторов роста. При получении бактериальных концентратов бифидобактерий в качестве рост-стимулирующих добавок используют гидролизаты молочного белка, низко-осахаренную крахмальную патоку, лактулозу, лизоцим,, мед и пихтовые волокна /87/.
Например, при производстве биомассы бифидобактерий лиофилизо-ванной (ТУ 9383-002-16414608-95, производитель АО «Партнер» (г.Москва)) применяют экстракт пекарских дрожжен, гидролизат казеина, D-глюкозу. В обогащенной этими веществами среде выращивают производственный штамм бифидобактерий №1 вида Bifidobacterium bifidum, рода Bifidobacterium, семейства Actinimycetaceae. Готовая сухая биомасса содержит в 1 г не менее 10 жизнеспособных клеток бифидобактерий /88/.
Причиной плохого роста бифидобактерий в коровьем молоке также является растворенный в нём кислород, так как большинство штаммов бифидобактерий - строгие анаэробы. Одним из способов решения этой проблемы является получение мутантов бифидобактерий, способных расти без какой-либо защиты от кислорода. Такие культуры уже широко используются в Японии. Однако использование мутантов для приготовления молочных продуктов весьма проблематично с точки зрения терапевтических свойств этих бактерий, так как профилактическая и лечебная ценность бифидосодержа-ших продуктов во многом обусловлена приживаемостью бифидобактерий в кишечнике. Вопрос о размножении кислородоустойчивых мутантов бифидобактерий в анаэробных условиях кишечника остаётся открытым.
Уменьшить влияние токсичности кислорода на бифидобактерий по данным отечественных и зарубежных учёных можно совместным выращиванием бифидобактерий в сочетании с молочнокислыми бактериями, которые обладают способностью связывать растворённый в молоке кислород /10,50,51,56/.
Большой интерес представляет изучение взаимоотношений бифидобактерий с молочнокислыми бактериями, так как их совместное использование помогает решить многие проблемы производства бифидосодержащих кисломолочных продуктов.
В нашей стране и за рубежом проведена большая работа по подбору комбинированных заквасок. Чаще всего используют смешанные культуры с представителями нормальной кишечной микрофлоры: L. acidophilus, L. casei, L. bulgaricus, L plantarum, а также с различными молочнокислыми стрептококками: Str. lactis, Str. termophilus, Str. Cremoris, Str.diacetilactis.
При совместном культивировании бифидобактерий с молочнокислыми бактериями не наблюдается антагонистического действия их друг на друга. Напротив, многие виды молочнокислых стрептококков и палочек стимулируют рост бифидобактерий. Кроме того, реологические свойства и кислотообразующая активность заквасок, состоящих из бифидобактерий и молочнокислых стрептококков выше, чем таковая у чистых культур.
При выработке молочных продуктов на чистых культурах бифидобактерий также наблюдается привкус уксусной кислоты (основной продукт метаболизма бифидобактерий), тогда как при совместном использовании с молочнокислыми бактериями происходит изменение метаболизма бифидобактерий, при этом соотношение между уксусной и молочной кислотой смещается в сторону увеличения последней, что позволяет получать продукты с традиционными органолептическими свойствами. Установлено, что лучше выращивать бифидобактерий совместно с L. acidophilus, либо Lcuc.dextranicum. Улучшение органолептических свойств таких молочных продуктов связано не только с маскировкой привкуса уксусной кислоты продуктами брожения молочнокислых бактерий, но и с изменением метаболизма бифидобактерий в этих условиях, что выражается в изменении соотношения между уксусной и молочной кислотой в сторону увеличения последней /48,50,51/.
Экспресс-метод определения содержания фруктозы в кисломолочных напитках топинамбуровыми наполнителями
Установленные бифидогенные свойства растительных олигосахаридов и оценка их уровня в отношении B.bifidum 791, B.longum В379М, B.adolescentis Г75ІЗ, B.breve 79-119, B.infantis 73-15 определяют их широкое использование в различных бифидосодержащих синбиотических продуктах. Однако, применяемые в микробиологических исследованиях олигосахариды имеют высокую степень очистки, поэтому достаточно дорогостоящи. Использование их в пищевой биотехнологии как пребиотических ингредиентов потребует больших количеств олигосахаридов, и, следовательно, экономически нецелесообразно. Это ставит задачу поиска или создания олигосахаридсодержащих растительных продуктов с подобными бифидогенными свойствами и более дешевых в применении.
В последнее время для получения инулинсодержащих продуктов чаще всего используют клубни топинамбура, сухие вещества которого содержат от 30 до 50% инулина /76,78/. Продукты из топинамбура многообразны, широко применяются в диетическом питании/71,76-83/. Продукты из топинамбура многообразны, широко применяются в диетическом питании для снижения гипергликемии /76-84/.
Предполагая применение продуктов из топинамбура в технологии сухих, жидких и вязких синбиотиков путем простого смешивания, выбирали для исследования продукты подобной консистенции: концентрат топинамбура по ТУ9379-003-11866470-95, сок топинамбура по ТУ 9162-014-04801346-98 и пюре топинамбура по ТУ 9162-037-04801346. - 96 - и оценивали их потенциал как пребиотических ингредиентов. Концентрат топинамбура (КТ) растворяли в дистиллированной воде до содержания сухих веществ 10% при нагревании, доводили до кипения, выдерживали 20 мин на водяной бане при 56 С и фильтровали через фильтровальную бумагу. Полученный прозрачный раствор стерилизовали в автоклаве при 112 С в течение 30 мин. Готовый раствор КТ хранили при 4 С не более пяти дней и использовали при необходимости в составе синтетических сред в количестве 2 % в пересчете на сухое вещество. Синтетические среды составляли аналогично, описанному ранее (см. стр.70). Результаты культивирования B.longum В379М, B.adolescentis Г7513, B.breve 79-119 в присутствии КТ представлены на рис.ЗЛО-3.12. Представленные кривые культивирования в средах с добавлением олигосахаридов описываются уравнением (1), коэффициенты уравнении регрессии и индекса корреляции приведены в табл. 2 приложения А.
Примечательно, что для всех культивируемых штаммов КТ был предпочтителен в составе питательной среды в сравнении с чистым инулином, Это объясняется особенностями состава КТ; содержащего помимо собственно инулина, другие бифидогенные компоненты: витамины, аминокислоты и пр.- проявляющие свой потенциал при выращивании бифидобактерий в синтетических средах.
Несмотря на то, что в синтетических средах темп роста микроорганизмов был ниже, чем в БС-среде, а для B.adolescentis Г7513 в первые 6 часов отмечено уменьшение популяции посевной дозы, по окончании эксперимента во всех случаях опытного культивирования количество КОЕ приближалось к контрольному. В большей степени это характерно для B.longum В379М (см. рис.3.10). Анализ результатов позволяет считать концентрат топинамбура компонентом, адекватным по эффективности инулину в культивировании B.longum В379М и B.adolescentis Г7513 и дает основание рекомендовать его применение в составе синтетических сред, аналогичных существующим стандартным для этих микроорганизмов. Представленные кривые культивирования в средах с добавлением сока и пюре топинамбура описываются уравнением (1), коэффициенты уравнений регрессии и индекса корреляции приведены в табл. 2 приложения А. Отмечено, что B.longum В37 развивались в консервированных продуктах неактивно, к 24 часам в пюре и соке прирост КОЕ был малозначителен. Это объяснимо тем, что сок и пюре имеют более низкое в сравнении с концентратом топинамбура содержанием сухих веществ, соответственно доля ростстимулирующих факторов в них меньше. Также отрицательно на развитии B.longum В37 сказалось наличие в консервированных продуктах растворенного кислорода, нежелательного для бифидобактерий - строгих анаэробов.
Для сравнения их бифидогенного начала с инулином как известным пребиотиком культивировали B.longum В379М в растворе чистого инулина, соке и пюре топинамбура, содержание сухих веществ по всех случаях доводили до 13% по рефрактометру. B.Iongum B379M лучше развивались в продуктах переработки топинамбура в сравнении с чистым инулином. Максимальный прирост КОЕ микроорганизмов отмечен в пюре, где наличие мякоти клубней обуславливает наибольшее количество питательных вешеств
При применении в качестве сред для культивирования консервированных продуктов их бифидогенная активность проявлялась недостаточно. Следовательно, для реализации пребиотических свойств консервированных продуктов требуются другие условия использования, предположительно в качестве ингредиентов синбиотических продуктов.
Разработка технологии и оценка качества пребиотического ингредиента на основе соевой сыворотки
Во всех случаях предлагаемого применения ССС, кроме способности накапливать биомассу с высоким количеством жизнеспособных клеток, бифидобактерии обязательно должны сохранять пробиотические свойства, способность к выживанию и жизнедеятельности в условиях желудочно-кишечного тракта (устойчивость к фенолу, желчи, NaCI, антибиотикам, выживание в условиях кислой и щелочной среды) /48/.
В лаборатории кафедры «Технология молока и молочных продуктов» МГУПБ сравнивали свойства B.Iongum ВГБ-21 после культивирования на восстановленной соевой сыворотке и среде ГМК-2 (в качестве контроля). Соевую сыворотку восстанавливали, как описано выше. Результаты представлены в табл.3.5
Установлено, что при культивировании в ССС B.Iongum ВГБ-2 дает высокий рост (10 ) и не изменяет спои основные! физиолого-биохимические свойства в сравнении с пассажем на ГМК-2: сохраняет устойчивость к 4 % NaCI, развивается при рН 7,0-9,0, в присутствии антибиотиков в дозах, аналогичных пороговым в контроле.
Это дало основание сделать заключение о возможности использовать ССС как питательную среду для бифидобактерии в технологии синбиотических продуктов. Для определения бифидогенного эффекта in vivo было исследовано влияние соевой сыворотки на микробиоценоз толстого кишечника крыс после курса антибиотикотерапии. Бактериологические исследования осуществляли согласно методическим рекомендациям /54,217/ в условиях отдела контроля качества и организации внедрения ЫИОКР Краснодарского НИИ хранения и переработки сельхозпродукции РАСХН. Четырем группам крыс в течение 10 дней перорально с помощью зонда вводили раствор ампициллина в воде в дозе 50 мг на крысу (250 мг/кг). Контролем служили интактные животные, которым вводили дистиллированную воду. После отмены антибиотика трем группам крыс в течение 21 дня ежедневно водили соевую сыворотку в виде водного раствора в количестве: 1 группе - 400 мг, 2 группе - 200 мг, 3 группе - 100 мг. Четвертую группу использовали в качестве контроля препаратов. Согласно отчету в приложении В на 10-й день перорального введения антибиотика было отмечено уменьшение общего количества индигенной аутофлоры (бифидобактерий, лактобактсрий, лактозопозитивных эшерихий). Значительно увеличилось количество условно-патогенных бактерий, в особенности лактозонсгативных и слабоферментирующих эшерихий и гемолитических стафилококков. После прекращения приема ампициллина в контрольной группе наблюдалось небольшое увеличение лактобактсрий, число лактозопозитивных эшерихий сохранило тенденцию к уменьшению. В течение восстановительного периода уменьшилось число слабоферментативных и лактозонегативных эшерихий и на 35-й день после отмены ампицилллина достигло нормальных значений. Осталось высоким количество кокковой условно-патогенной флоры и протея. Содержание [3-гемолитических стрептококков после отмены ампициллина возросло на 3 порядка и практически не менялось в течение восстановительного периода. Таким образом, воздействие ампициллина на микробиозеноз толстого кишечника крыс приводит к распространению устойчивых штаммов, содержание которых остается высоким в течение 35 дней после прекращения приема антибиотика. При введении соевой сыворотки в течение 3-х недель повысилось количество индигенной аутомикрофлоры. Лучшая динамика отмечена в группе с дозой 2 г/кг. Через 21 день приема соевой сыворотки в такой дозе содержание условно-патогенных бактерий снизилось до значений, характерных для интактных животных. Введение соевой сыворотки в дозах 1 г/кг также привело к сокращению количества условно-патогенной аутофлоры, но в меньшей степени, чем в дозе 2 г/кг. Влияние соевой сыворотки в дозе 0,5 г/кг малозначительно для ликвидации последствий антибиотикотсрапии. Через две недели после отмены приема соевой сыворотки отмечены небольшие изменения в микробиоценозе кишечника, проявляющиеся в слабом снижении количества индигенной флоры и увеличении содержания условно-патогенных бактерий. Таким образом, прием соевой сыворотки вызвал повышение содержание бифидобактерий и эшерихий, снижение в кишечнике условно-патоген ных бактерий, особенно выраженное при введении сыворотки в дозе 2 г/кг. На основании полученных данных сделано заключение о том, что соевая сыворотка оказывает корригирующее воздействие на микробиоценоз толстого кишечника крыс после курса антибиотикотерапии и может быть рекомендована к дальнейшему изучению и применению в качестве пребиотического ингредиента в биотехнологии и микробиологии.
На разработанную ССС нами созданы технические условия, приведенные в приложении Г. Экономические расчеты стоимости разработанной ССС приведены в приложении Д.
Поскольку производство ССС предполагается как утилизация вторичного ресурса производства соевых белковых концентратов с использованием основных фондов этого производства, то сухая соевая сыворотка имеет достаточно низкую себестоимость, и рекомендуемое ее использование как среды для бифидобактерий, ее ингредиента или дополнительного стимулятора к стандартным средам экономически эффективно в сравнении с существующими аналогами.
