Исследование биосинтетической активности молочнокислых бактерий Lactobacillus acidophilus при сбраживании лактозы молочной сыворотки

Молочнокислые бактерии могут терять первоначальную активность при недостатке факторов роста в питательной среде. Введение в питательную среду дополнительных источников питания обеспечивает благоприятные условия для развития микроорганизмов, продуцирующих молочную кислоту. Целью данной работы являлось изучение влияния фосфорсодержащих солей на биосинтетическую активность специально подобранного штамма молочнокислых бактерий для биотрансформации лактозы творожной сыворотки в лактатсодержащие ингредиенты. В качестве продуцента молочной кислоты использовали молочнокислые бактерии из подгруппы термофильных палочек Lactobacillus аcidophilus, которые применяются в производстве кисломолочных продуктов и сыроделии. В полученных сброженных растворах определяли массовую долю лактозы методом Бертрана и лактата кальция комплексонометрическим методом. Исследовали изменение биосинтетической активности молочнокислых бактерий при варьировании вида фосфорсодержащей соли (натрий фосфорнокислый двузамещенный 12-водный, аммоний фосфорнокислый двузамещенный) и массовой доли (от 1,0 до 3,0 % с шагом 0,5 %). Количество вносимого посевного материала для максимального накопления молочной кислоты составило 2,5 % к объему питательной среды. Титруемая кислотность посевного материала составляла от 1,80 до 1,85 г/см3 . Накапливающуюся в процессе биосинтеза молочную кислоту нейтрализовали мелом с получением лактата кальция. Установлены зависимости коэффициента биоконверсии сыворотки в молочную кислоту молочнокислыми бактериями L. аcidophilus AT-I, скорости образования и выхода лактата кальция от вида фосфорсодержащей соли и ее массовой доли. Выявлено, что наибольшие величины скорости образования и выхода целевого продукта (0,78 г/(дм3 ·ч)) и 79,96 % соответственно) достигаются при внесении 2,0 % двузамещенного 12-водного фосфорнокислого натрия.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

1. ГорловИ.Ф., Мосолова Н.И., Серова О.П., Левина Я.О., Лопаева Е.А. Инновационная технология переработки молочной сыворотки с использованием модифицированного крахмала // Хранение и переработка сельхозсырья. 2018. N 2. С. 58–61.

2. Асновин М.А. Зарубежный опыт повышения эффективности использования молочной сыворотки // Формирование организационноэкономических условий эффективного функционирования АПК: сб. науч. ст. 9-й Междунар. науч.-практ. конф. (Минск, 25–26 мая 2017 г.). Минск: Изд-во Белорусского государственного аграрного технического университета, 2017. С. 85–89.

3. Володин Д.Н., Золоторёва М.С., Топалов В.К., Евдокимов И.А., Чаблин Б.В. Особенности переработки творожной сыворотки // Переработка молока. 2017. N 3 (209). С. 6–9.

4. Лысенко Ю.А., Хусид С.Б., Волкова С.А., Николаенко С.Н., Лунева А.В., Носенко А.В. Разработка функциональной кормовой добавки // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2016. N 115. С. 643–664. URL: http://ej.kubagro.ru/archive.asp?n=115 (21.05.2019).

5. Григораш А.И., Макланов А.И., Юрова Е.А. Комплексная утилизация молочной сыворотки – новые возможности повышения эффективности переработки молока [Электронный ресурс] // Реутовская торгово-промышленная палата. URL: https://rtpp.ru/old/news/2007/ st07_007.htm (21.05.2019).

6. Мельникова Е.И., Станиславская Е.Б. Сывороточные ингредиенты: перспективы производства и направления использования // Молочная река. 2019. N 2 (74). С. 52–56.

7. ГавриловГ.Б., Кравченко Э.Ф. Пути рационального использования молочной сыворотки // Сыроделие и маслоделие. 2013. N 2. С. 10–13.

8. БологаМ.К., Врабие Е.Г., Степурина Т.Г. Особенности минерализации белковых концентратов при электрофизической обработке молочной сыворотки // Электронная обработка материалов. 2013. N 49 (6). С. 61–65.

9. Jelen P. Whey Processing: Utilization and Products. In: FuquayJ.F., FoxP.F., McSweeney P.L.H. (eds) Encyclopedia of Dairy Sciences, vol 4, 2nd edn. Academic, Oxford. P. 731–737. https://doi.org/ 10.1016/B978-0-12-374407-4.00495-7

10. Зипаев Д.В., Зимичев А.В. Молочная сыворотка – ценное сырье для вторичной переработки // Известия вузов. Пищевая технология. 2007. N 2 (297). С. 14–16.

11. Грунская В.А., Габриелян Д.С. Микробиологические аспекты производства обогащенных кисломолочных продуктов с использованием молочной сыворотки // Молочнохозяйственный вестник. 2018. N 3 (31). С. 91–103.

12. Полянский К.К., Шуваева Г.П., Яковлев В.Ф., Деменко Н.А. Мембранные методы в производстве лактата кальция из молочной сыворотки // Биотехнология. 2000. N 2. С. 37–41.

13. Рябцева С.А., Скрипнюк А.А., Котова А.А., Храмцов А.Г., Родная А.Б., Лодыгин А.Д. [и др.]. Новый способ получения ферментного препарата бета-галактозидаз дрожжей и молочнокислых бактерий // Молекулярно-генетические и биотехнологические основы получения и применения синтетических и природных биологически активных веществ (Нарочанские чтения – 11): материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Минск – Ставрополь, 20–23 сентября 2017 г.). Ставрополь: Изд-во Северо-Кавказского федерального университета, 2017. С. 257–261.

14. Злотников К.М., Злотников А.К., Капаруллина Е.В., Казаков А.В., Казакова М.Л. Фосфатсолюбилизирующая активность молочнокислых бактерий // Владимирский земледелец. 2012. N 4 (62). С. 20–21.

15. Пат. № 2154386, Российская Федерация, А23С 21/02. Способ переработки молочной сыворотки / А.Ю. Винаров, Ю.И. Беляков, Т.Е. Сидоренко, А.И. Каравацкий; № 99126250/13. Заявл. 14.12.1999; опубл. 20.08.2000.

16. Артюхова С.И., Моторная Е.В. Об актуальности использования при производстве биопродуктов для функционального питания молочнокислых бактерий, синтезирующих экзополисахариды // Международный журнал экспериментального образования. 2015. N 5–1. С. 76.

17. Маркелова В.В., Красникова Л.В. Синтез экзополисахаридов штаммами L. acidophilus в молочной сыворотке // Известия вузов. Пищевая технология. 2013. N 4 (334). С. 26–29.

18. Ботина С.Г., Рожкова И.В., Семенихина В.Ф. Использование штаммов молочнокислых бактерий, синтезирующих экзополисахариды, в производстве кисломолочных продуктов питания // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. 2010. N 1. С. 38–40.

19. Красникова Л.В., Маркелова В.В., Вербицкая Н.Б., Добролеж О.В. Функциональные продукты из молочной сыворотки с использованием антагонистически активных штаммов ацидофильных лактобактерий // Известия вузов. Пищевая технология. 2012. N 1 (325). С. 41–43.

20. Синельников Б.М., Храмцов А.Г., Евдокимов И.А., Рябцева С.А. Серов А.В. Лактоза и ее производные. СПб.: Профессия, 2007. 768 с.