Разработка замороженной концентрированной закваски молочнокислых микроорганизмов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Жарко Мария Юрьевна

• Жарко Мария Юрьевна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Жарко Мария Юрьевна

Список используемых сокращений

ВВЕДЕНИЕ

1.1. Применение методов замораживания в пищевой технологии и биотехнологии

1.2. Закваски молочнокислых микроорганизмов для молочной промышленности. Классификация

1.3. Обзор методов замораживания и хранения замороженных микроорганизмов

1.4. Процесс замораживания методом криогранулирования

1.5. Технологические факторы, влияющие на качество криогранул

1.6. Классическая технология творога

Заключение к литературному обзору

Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Организация работы

2.2. Объекты исследований

2.3. Методы исследований

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Выделение штаммов культур молочнокислых микроорганизмов, определение морфологических и биохимических свойств штаммов

3.2. Влияние условий культивирования на жизнеспособность клеток молочнокислых микроорганизмов

3.3. Влияние продолжительности культивирования на концентрацию жизнеспособных клеток микроорганизмов

3.4. Исследование влияния фаз роста клеток молочнокислых микроорганизмов на выживаемость при замораживании

3.5. Влияние вязкости суспензии молочнокислых микроорганизмов на выживаемость клеток при замораживании

3.6. Процесс замораживания молочнокислых микроорганизмов методом криогранулирования. Исследование влияния диаметра гранул на выживаемость молочнокислых микроорганизмов

3.7. Влияние замораживания/размораживания отдельных гранул и «монолита» на выживаемость молочнокислых микроорганизмов

3.8. Влияние суспензионной среды на выживаемость замороженных молочнокислых микроорганизмов

3.9. Влияние процесса замораживания на кислотообразующую активность молочнокислых микроорганизмов

3.10. Исследование процесса лиофилизации замороженных гранул

Выводы к Главе

Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ЗАМОРОЖЕННОЙ ЗАКВАСКИ МОЛОЧНОКИСЛЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ

4.1. Технология замороженной концентрированной закваски

4.2. Определение рекомендуемого срока годности

Глава 5. АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННОЙ КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ЗАМОРОЖЕННОЙ ЗАКВАСКИ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ТВОРОГА

5.1. Технология производства творога с помощью жидкой и замороженной концентрированных заквасок

5.2. Определение рекомендуемого срока годности

5.3. Опытно-промышленная выработка творога

Глава 6. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОЛУЧЕННОЙ

ЗАМОРОЖЕННОЙ ЗАКВАСКИ В СРАВНЕНИИ С АНАЛОГАМИ

Глава 7. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЙ

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Список используемых сокращений:

DVS - Direct-Vat-Starter или Direct-Vat-Set; АСВ - абсолютно сухой вес; БГКП - бактерии группы кишечных палочек; ЗПВ - закваска прямого внесения;

КМАФАнМ - количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов;

КОЕ - колониеобразующая единица; ОП - оптическая плотность; РВ - редуцирующие вещества; СТО - стандарт организации.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка замороженной концентрированной закваски молочнокислых микроорганизмов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Замороженные концентрированные закваски являются наиболее востребованными функциональными компонентами для изготовления ферментированных молочных продуктов. В соответствии со Стратегией повышения качества пищевой продукции до 2030 года (Распоряжение Правительства РФ от 29 июня 2016 г № 1364-р) приоритетным направлением государственной политики в области здорового питания населения в Российской Федерации является разработка и производство продуктов. Кисломолочные продукты благодаря специфическим свойствам и направленному воздействию оказывают положительное влияние на организм человека.

В основе производства кисломолочных продуктов лежат биотехнологические процессы, следовательно, качество этих продуктов зависит от заквасок, используемых для их производства, что, в свою очередь, определяется свойствами микроорганизмов, входящих в состав последних. В молочной промышленности наибольшее распространение получили закваски молочнокислых микроорганизмов в виде замороженных гранул (криогранул) DVS (Direct-Vat-Starter или Direct-Vat-Set) [22, 25], которые обеспечивают стабильное качество продукции, технологичны в использовании, обеспечивают наименьший риск обсеменения посторонней микрофлорой, устойчивы к воздействию ингибирующих веществ за счёт высокой концентрации молочнокислых микроорганизмов и имеют постоянный состав культур.

Производство российских замороженных концентрированных заквасок сегодня не превышает 1% от общего объёма их потребления, что ставит отечественную молочную промышленность в зависимость от импорта. На данный момент почти все замороженные закваски, используемые в отрасли, являются импортными, а наибольшую их часть составляют закваски Danisco (Дания), Chr. Hansen (Дания), DSM (Нидерланды), Sacco (Италия); MicroMilk (Италия); Tecnolatte (Италия). Количество производителей бактериальных заквасок для молочной промышленно-

сти в России насчитывает не более 7 компаний, при этом в России отсутствует производство замороженных концентрированных заквасок для молокоперерабатыва-ющих предприятий.

В связи с этим российские производители сильно импортозависимы, так как предпочтение отдают замороженным закваскам из-за их быстрого растворения и активации на производстве, удобного способа внесения в молоко и стабильного качества готовых продуктов.

Для получения качественных замороженных концентрированных молочнокислых заквасок используются криогенные технологии, криобиотехнологии, которые в настоящее время являются неотъемлемой и безальтернативной частью многих производств [34, 60, 110]. Криогенные технологии используются в различных областях пищевой промышленности [93, 111], при производстве биоконсервантов для силосования сельскохозяйственных кормов [29], в «зелёной» биотехнологии [69], а также при создании и поддержании коллекций производственных штаммов целевого предназначения [63].

Технология замораживания как стадия технологического производства используется при лиофилизации, криоконцентрировании, криоконсервировании и т.д. [66, 106, 107].

Большое распространение получили закваски в виде замороженных гранул (криогранул). Криогранулирование - это процесс с определённой программой полного перехода жидкости замораживаемого биоматериала в лёд с получением сферической формы в хладагенте [2]. В качестве хладагента используется жидкий азот.

В пищевой промышленности и биотехнологии из-за отсутствия комплексных исследований криогранулирование используется крайне редко.

В этой связи исследования, направленные на разработку отечественной технологии замороженных концентрированных заквасок молочнокислых микроорганизмов для защиты российского рынка и стабильного производства в России кисломолочных продуктов, являются актуальными и перспективными.

Целью диссертационной работы является научное обоснование и разработка технологии замороженной концентрированной закваски молочнокислых микроорганизмов для производства кисломолочных продуктов.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследования:

- получить консорциум штаммов молочнокислых микроорганизмов Lactococ-cus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris из самоквасного молочного продукта, изучить влияние условий культивирования на накопление биомассы клеток и их жизнеспособность;

- установить взаимосвязь между выживаемостью микроорганизмов видов Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactiplanti-bacillus plantarum и Streptococcus thermophilus, их фазой роста и температурой замораживания;

- установить влияние концентрации молочнокислых микроорганизмов на вязкость суспензии и качество криогранул;

- изучить влияние процесса диспергирования и размера криогранул на выживаемость молочнокислых микроорганизмов;

- установить взаимосвязь между выживаемостью молочнокислых микроорганизмов и режимом замораживания/дефростации отдельных криогранул и «монолита»;

- изучить влияние разработанной технологии замораживания на процесс лиофильного высушивания криогранул молочнокислых микроорганизмов;

- разработать технологию производства замороженной концентрированной закваски молочнокислых микроорганизмов, определить её сроки годности и провести опытно-промышленную выработку;

- апробировать разработанную замороженную концентрированную закваску в технологии производства творога и сметаны;

- провести сравнительную оценку эффективности полученной замороженной закваски в сравнении с аналогами.

Научная новизна:

- выделены и идентифицированы новые штаммы молочнокислых микроорганизмов Lactococcus \actis subsp. \actis, Lactococcus \actis subsp. cremoris, выявлено влияние лимитирующих компонентов питательной среды на их культивирование;

- установлена зависимость между выживаемостью молочнокислых микроорганизмов Lactococcus \actis subsp. \actis, Lactococcus \actis subsp. cremoris, LactiplantibacillusрШ^атт и & thermophilus, их фазой роста и температурой замораживания;

- определены зависимости вязкости суспензии и качества криогранул микроорганизмов от их концентрации;

- определена взаимосвязь между режимом замораживания/дефростации отдельных криогранул и выживаемостью молочнокислых микроорганизмов;

- получены новые данные по влиянию криогранул на процесс лиофилизации и на выживаемость микроорганизмов.

Практическая значимость работы:

- разработана технология производства замороженной концентрированной закваски молочнокислых микроорганизмов Lactococcus Шс^ subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris и & thermophilus, обеспечивающая содержание жизнеспособных клеток не менее 1010 КОЕ/г на конец срока годности, утверждён в установленном порядке СТО 00419785-057-2021 «Закваска молочнокислых микроорганизмов Lactococcus Шс^ subsp. ШсШ, Lactococcus Шс^ subsp. cremoris и & thermophilus прямого внесения для творога» и осуществлена опытно-промышленная апробация разработанной технологии;

- разработан технологический регламент применения разработанной замороженной концентрированной закваски в производстве творога и сметаны;

- доказано, что по основным показателям разработанная замороженная концентрированная закваска молочнокислых микроорганизмов Lactococcus Шс^ subsp. ШсШ, Lactococcus lactis subsp. с^тош и & thermophilus не уступает импортным аналогам, доминирующим на российском рынке.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Применение методов замораживания в пищевой технологии и

биотехнологии

Интерес к криогенным технологиям впервые появился в 1877 году, когда французскому инженеру Л. Кайлетэ и швейцарскому физику Р. Пикте впервые удалось получить сжиженный кислород, а в 1883 году З. Врублевски и К. Ольшевски выполнили сжижение азота [19].

П. Беккерель и Г. Рам впервые установили способность различных организмов (микроорганизмов, беспозвоночных - тихоходок, коловраток, нематод), а также спор и семян переносить в высушенном состоянии глубокое охлаждение (до минус 269 и минус 271°С, т.е. до температур, близких к абсолютному нулю) [37].

В нашей стране научные основы криобиологии заложены в конце XIX века П.И. Бахметьевым - выдающимся русским учёным, изучавшим явление переохлаждения у насекомых и анабиоз летучих мышей.

Активное использование криотехнологий и жидкого азота в биотехнологии началось только в середине прошлого столетия. Решающую роль в развитии криогенного машиностроения сыграл выдающийся физик ХХ столетия, основатель и организатор отечественной криогеники, лауреат Нобелевской премии, академик Петр Леонидович Капица, заложивший основы криогенной техники страны [8].

Во второй половине ХХ века сформировалась важная научно-практическая сфера - криотехнология, наука о холоде, методах его получения и использования. Роль и использование криотехнологии постоянно возрастает [78]. Использование криогранулирования открывает большие возможности и позволяет осуществить охлаждение и замораживание по заранее запрограммированному закону, по оптимальной программе для каждого вида продукта в зависимости от его структурно-функциональных особенностей.

В настоящее время всё больше отраслей промышленности открывают для себя потенциал криогенных технологий.

Несмотря на накопленные данные и постоянное углубление знаний в области генетики, биохимии, физиологии и экологии микроорганизмов, научное сообщество далеко от понимания полной картины о процессах, ответственных за обратимый переход клеток микроорганизмов в анабиотическое состояние [20, 86, 89].

Одной из задач современной криобиологии является изучение устойчивости микроорганизмов, - как в целом, так и отдельных клеток, - к воздействию холода, замораживания и разработка методов их защиты и адаптации.

В настоящее время замораживание методом криогранулирования - широко применяется и доказывает свою надёжность для сохранения микроорганизмов [48]. Кроме того, криозамораживание используется как стадия подготовки биоматериала к лиофильному высушиванию (лиофилизация) [121, 124].

По мнению некоторых авторов, разработка методов замораживания для сохранения жизнеспособности микроорганизмов является важной задачей [45, 73, 112].

1.2. Закваски молочнокислых микроорганизмов для молочной промышленности. Классификация

В последние годы всё больше учёных занимается разработкой микроорганизмов, входящих в состав микрофлоры заквасок. Это связано со стремлением улучшить органолептические свойства продуктов, повысить их пищевую и биологическую ценность, интенсифицировать процесс выработки, повысить сроки годности продуктов, обеспечить безопасность для потребителя [29].

Российские производители молочной продукции сильно зависимы от поставок импортных заквасок. В 2021 г. импорт молочных заквасок в натуральном выражении составил 2 588 000 тонн, что в денежном выражении оценивается примерно в $141 386 000 [127].

Из зарубежных брендов на российском рынке представлены закваски: Chr. Hansen (Дания), Danisco (Франция), DSM Food Specialties B.V. (Нидерланды), CSK Food Enrichment CV (Нидерланды), Sacco S.r.l. (Италия), Micromilk (Италия)

и другие. На долю брендов Danisco и Chr. Hansen, которые поставляются не только из Дании, но и с производств, расположенных в Германии, Франции, Словении, США и Австралии, в 2021 г. приходилось 62% всего импорта заквасок.

По данным аналитической группы «Деловой профиль», количество производителей бактериальных заквасок для молочной промышленности в России невелико и насчитывает всего 3 компании:

- ГУП «Угличская экспериментальная биофабрика»;

- «Зелёные линии» (подразделение ГК «Союзснаб»);

- ООО «Барнаульская биофабрика».

Одним из недостатков российских производителей заквасок является отсутствие производства замороженных заквасок, в то время как в портфеле западных компаний доля замороженных заквасок достигает 80%.

На территории России работает 673 промышленных молочных предприятий [128] по переработке молока и производству молочных продуктов, и их работа в большой степени зависит от наличия качественных и безопасных заквасок.

Закваска - это жидкий, замороженный или сухой концентрат бактерий и микроорганизмов, которые вызывают ферментацию молока и в ходе сквашивания образуют кисломолочные продукты, такие как йогурт, кефир, творог, а также сыры. Закваски выполняют следующие основные функции [15, 26]:

- синтезируют ферменты, действие которых приводит к осуществлению биохимических превращений компонентов исходного сырья в соединения, формируя при этом физико-химические, органолептические и микробиологические показатели;

- способствуют ингибированию развития технически вредной, патогенной и условно-патогенной микрофлоры;

- повышают пищевую и биологическую ценность;

- способны придавать продукции пробиотические свойства и синтезировать биологически активные вещества, в частности витамины, экзополисахариды, бактериоцины; ароматические соединения: диацетил, ацетоин, летучие жирные кислоты, эфиры, ацетальдегид, 2,3-бутиленгликоль.

Закваски, применяемые при производстве кисломолочных продуктов, можно классифицировать [9, 15, 29]:

- по способу производства (жидкие, замороженные, сухие);

- содержанию молочнокислых микроорганизмов (закваски, бактериальные концентраты);

- составу микрофлоры (моновидовые, поливидовые, симбиотические);

- температурному интервалу развития входящих в состав видов (мезофильные, термофильные, мезо-термофильные);

- назначению (группы продуктов);

- способу использования (производственные закваски, прямого внесения, защитные, добавочные, пробиотические);

- функциональным свойствам (кислотообразующие, газо- и ароматообразую-щие, комплексные, защитные, пробиотические).

Бактериальные замороженные и сухие концентраты являются наиболее востребованными функциональными компонентами для изготовления молочнокислых продуктов. Замороженные закваски представляют собой замороженную «монолитом» или в виде криогранул концентрированную биомассу молочнокислых микроорганизмов в среде жидкого азота, концентрированные сухие заквасочные культуры производят при помощи лиофилизации [29].

Мезофильные закваски - это закваски, включающие заквасочные культуры, имеющие температурный интервал жизнедеятельности от 10 до 45°С с оптимумом 20-36°С. Термофильные закваски - закваски, включающие заквасочные культуры, имеющие температурный интервал жизнедеятельности от 10 до 60°С с оптимумом 37-46°С. Мезо-термофильные закваски - закваски, включающие как мезофильные, так и термофильные заквасочные культуры [24].

В зависимости от количества видов микроорганизмов, входящих в состав закваски, их можно разделить [9]:

- на моновидовые, содержащие несколько штаммов одного вида микроорганизмов;

- поливидовые, стимулирующие развитие друг друга (термофильный стрептококк и болгарская палочка), и индивидуального развития (молочнокислые и пробиотические) - искусственный ценоз;

- симбиотические - естественные поливидовые микроорганизмы, активно стимулирующие друг друга, - естественный ценоз.

В соответствии с требованиями ТР ТС 033/2013 (Технический регламент Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции», принят Решением Совета Евразийской экономической комиссии от 09.10.2013 г. № 67 (ред. от 19.12.2019 г.)) и СанПиН 2.3.2.1078-01, строго определено содержание клеток микроорганизмов в заквасках и бактериальных концентратах (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Норма содержания клеток молочнокислых и (/или) других чистых культур микроорганизмов

Вид закваски по способу производства Содержание клеток молочнокислых и (/или) других чистых культур микроорганизмов, КОЕ/г, не менее

Закваски Бактериальные концентраты

Жидкие, в том числе замороженные 1 х 108 1 х 1010

Сухие 1 х 109 1 х 1010

Молочнокислые микроорганизмы, входящие в состав заквасок, можно классифицировать по типу брожения [24]:

Гомоферментативные молочнокислые бактерии, метаболизирующие не менее 95% глюкозы в молочную кислоту в результате процесса гликолиза. Основные роды гомоферментативных молочнокислых бактерий в производстве молочных продуктов: род Lactococcus, род Streptococcus, большая часть видов рода Lactobacillus.

Гетероферментативные молочнокислые бактерии - микроорганизмы, которые в результате сбраживания глюкозы кроме молочной кислоты образуют много других продуктов, в том числе этиловый спирт, уксусную кислоту, углекислый газ

и т.д. Основные роды и виды гетероферментативных молочнокислых бактерий в производстве молочных продуктов: род Leuconostoc и некоторые виды рода Lactobacillus, в том числе виды Lactobacillus fermentum, Lactobacillus brevis.

Цитратсбраживающие молочнокислые бактерии - микроорганизмы, способные преобразовывать цитраты (соли лимонной кислоты) в диацетил и ацетоин с выделением углекислого газа и составляющие газо-, ароматообразующую микрофлору заквасок, формирующую диацетильный вкус в ферментированной молочной продукции и рисунок в сырах. Основные группы цитратсбраживающих бактерий, используемые в производстве молочных продуктов: Lactococcus lactis subsp. diacetylactis и род Leuconostoc.

Кроме молочнокислых бактерий в состав заквасок могут входить бифидобак-терии, пропионовокислые и уксуснокислые бактерии. Бифидобактерии - грампо-ложительные, мезофильные или термофильные (в зависимости от вида) бактерии. Конечные органические продукты метаболизма - уксусная и молочная кислоты. Пропионовокислые бактерии - грамположительные, факультативно анаэробные, мезофильные. Конечные органические продукты метаболизма - пропионовая и уксусная кислоты. Уксуснокислые бактерии: грамотрицательные, аэробные, мезофильные клетки. Конечный органический продукт метаболизма - уксусная кислота [24].

При подборе микроорганизмов в состав закваски учитываются следующие факторы: специфические свойства вырабатываемого продукта, температурные режимы производства, интенсивность и направленность процессов, протекающих во время производства кисломолочных продуктов, фагоустойчивость культур, их биологическая совместимость, энергия кислотообразования, способность к накоплению ароматических соединений, солеустойчивость штаммов [28]. Качество и специфические свойства кисломолочных продуктов во многом зависят от направленности и интенсивности протекающих при их выработке микробиологических процессов. В присутствии только молочной кислоты продукты характеризуются невыраженным вкусом, аромат сгустку придают продукты биохимической активности микроорганизмов при развитии последних в молоке.

Органолептические свойства готового продукта (выраженность вкуса и аромата) определяет видовой состав закваски. Состав ароматических веществ, образующихся в результате жизнедеятельности различных микроорганизмов:

- Мезофильные лактококки: молочная и уксусная кислоты;

- Ароматообразующие лактококки: молочная и уксусная кислоты, ацетальде-гид, ацетоин, диацетил, этиловый спирт, 2,3-бутиленгликоль;

- Термофильный стрептококк: молочная кислота, ацетальдегид, гликолевый альдегид (привкус пастеризации);

- Мезофильные молочнокислые палочки: молочная кислота, ацетальдегид, ацетоин;

- Термофильные молочнокислые палочки: молочная и уксусная кислоты, муравьиный альдегид, ацетальдегид;

- Бифидобактерии: гликолевый альдегид, ацетальдегид, ацетоин, пентанон, бутанон, формальдегид, изовалерьяновый альдегид, молочная, янтарная и уксусная кислоты;

- Пропионовокислые микроорганизмы: пропионовая кислота, уксусная углекислота, янтарная кислота.

К заквасочным культурам микроорганизмов, обладающим пробиотическими свойствами, относятся не только молочнокислые (L. acidophilus, L. casei, L. plantarum, Enteroco^us), но и немолочные микроорганизмы видов Bifidobacterium, Propionibacterium.

Применение заквасок с известной биохимической активностью позволяет получить продукт с определёнными химическими и органолептическими свойствами, избежать развития случайных микроорганизмов, которые нарушают нормальное течение молочнокислого брожения, а также обеспечить высокое качество готовой продукции.

Таким образом, подбор микрофлоры заквасок в производстве кисломолочной продукции имеет первостепенное значение. Количественный и качественный

состав закваски предопределяет направленность биохимических процессов производства и созревания молочнокислых продуктов, тем самым формирует вкусовые и видовые особенности продукта.

Все отклонения от требований показателей готового продукта приводят к ухудшению его качества и порче и называются пороками или дефектами. Их образование обусловлено разными причинами, к которым относятся:

- изменение качественного и количественного состава ингредиентов молока;

- контаминация посторонними веществами, обладающими вкусовыми и ароматическими свойствами;

- химические изменения отдельных компонентов молока под влиянием физических и химических воздействий (свет, кислород воздуха, тепло и т.п.);

- нарушение режимов тепловой обработки, что создаёт условия для активности эндоферментов микроорганизмов;

- изменение параметров хранения;

- несоблюдение оптимальных условий развития полезной микрофлоры при выработке и созревании продуктов;

- биохимический распад отдельных ингредиентов молока при одновременном образовании промежуточных и конечных продуктов с ярко выраженными ароматическими и вкусовыми свойствами: к данной группе относят дефекты вкуса и запаха, возникающие в результате неправильного развития полезной микрофлоры.

При нарушении оптимальных условий жизнедеятельности, неправильном подборе культур или соотношения между отдельными микроорганизмами, могут замедлиться биохимические превращения некоторых составных частей молока или, наоборот, может накопиться большое количество продуктов их распада. При этом изменятся вкус и запах готовых продуктов.

1.3. Обзор методов замораживания и хранения замороженных

микроорганизмов

Существует несколько подходов к замораживанию микроорганизмов, оптимальный выбор которых зависит от характера и сложности микроорганизмов, а также от требуемой продолжительности хранения [23, 39, 104].

В биотехнологии низкотемпературные методы замораживания микроорганизмов - дрожжевых и мицелиальных грибов, бактерий, водорослей и вирусов -стали актуальной научно-практической проблемой в связи с доступностью поддержания низких температур в течение длительного времени. Понижение температуры приводит к замедлению всех протекающих в микроорганизмах биохимических реакций или к их временному обратимому прекращению (анабиозу) [91, 122]. При возобновлении благоприятных условий для микроорганизмов их жизнеспособность восстанавливается до исходного состояния [35, 91, 122]. Одним из основных преимуществ использования криозамораживания в биотехнологиях является сохранение обратимости всех биохимических процессов в клетках микроорганизмов, однако авторы отмечают необходимость подбора параметров методов замораживания для каждого микроорганизма в отдельности [65].

Замораживание продуктов биологической природы и их хранение в замороженном состоянии приводит к определённым качественным изменениям, зависящим в основном от структурно-функциональных особенностей продуцента микроорганизмов, а также от параметров проведения технологических процессов [88, 106].

При низкой температурной обработке совокупность и особенность проведения процессов охлаждения и замораживания обусловлены их интенсивностью и варьируют в соответствии с законом отвода тепла - именно он воздействует на структурно-функциональные характеристики, замедляет рост и жизнедеятельность и т.д. [2]. Интенсивность теплоотвода или скорость охлаждения строго индивиду-

альны для каждого микроорганизма. Более того, скорость охлаждения до эвтектической точки имеет большое значение. Для большинства суспензий микроорганизмов пределы эвтектики составляют от минус 5 до минус 15°С, однако для некоторых эвтектическая точка находится ниже минус 30°С [48].

Существует несколько методов замораживания: в морозильных камерах, работающих в диапазоне температур от минус 20 до минус 30°С, в низкотемпературных морозильных камерах, работающих в диапазоне температур от минус 60 до минус 80°С, в камерах с твёрдой двуокисью углерода (сухой лёд) с температурой минус 78°С и при сверхнизкой температуре от минус 140 до минус 196°С.

Установлено, что замораживание и хранение при температуре от минус 20 до минус 30°С дают плохие результаты выживаемости культур из-за ряда побочных эффектов. Низкотемпературные камеры и камеры с твёрдой двуокисью углерода дают результаты выживаемости выше, обеспечивая наиболее благоприятные температуры для хранения микроорганизмов, - температура от минус 60 до минус 85°С ниже, чем точки эвтектики для большинства суспензий микроорганизмов [20, 63, 77, 100].

Существует несколько способов сверхнизкотемпературного хранения: погружение непосредственно в жидкий азот в сосудах Дьюара (температура -минус 196°С) и хранение в парах жидкого азота, располагая пробы непосредственно над ним (температура - от минус 140 до минус 180°С) [20, 63, 77, 100, 122].

В качестве хладагента в настоящее время при работе с биологическими объектами широко используется жидкий азот (температура - минус 195,8°С). Данный хладагент характеризуется высоким коэффициентом теплопередачи [16] и низким потреблением. В жидком состоянии он бесцветен, нетоксичен, поэтому при замораживании продуктов может использоваться при непосредственном контакте с пищевым продуктом.

Криоконсервация в парах и в жидком азоте даёт возможность длительного хранения клеточных суспензий сложной морфологии [58] и имеет ряд преимуществ:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Жарко Мария Юрьевна, 2023 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белоус А. М., Бондаренко В. А., Шраго М. Г. Структурные изменения биологических мембран при охлаждении. - Киев: Наук. думка, 1982.

2. Белуков С. В. Криогранулирование как способ формирования структурно-функциональных свойств целевых продуктов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2007. - № 10. - С. 19-21.

3. Белуков С. В. Практика криогранулирования пищевых продуцентов // Научно-практическое обеспечение холодильной промышленности. -2015. - С. 25-30.

4. Белуков С. В., Иванова В. Ю. Взаимосвязь параметров культивирования и определение их оптимальных значений для достижения наибольшей крио-резистентности клеток // Биотехнология. 1997. - № 2. - С. 49-52.

5. Белуков С. В., Иванова В. Ю., Кустова Н. А. Криорезистентность клеток Saceharomyces cerevisiae в зависимости от температуры культивирования при аэрации // Биотехнология. 1997. - № 3. - С. 39-40.

6. Белуков С. В., Малышев Р. Е. Методы интенсификации процессов кристаллизации при криогранулировании жидкофазных суспензий в жидком азоте. Исследование окрестности фронта смены режимов кипения // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. -2012. - Т. 4. - № 2. - С. 62-67.

7. Богданова Е. А., Богданова Г. И. Производство цельномолочных продуктов / Е. А. Богданова, Г. И. Богданова. - Москва : Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 200 с.

8. Богомолов Г. Д. О неопубликованной книге П.Л. Капицы «Основы техники глубокого холода» // Холодильная техника. - 2012. - № 3. - С. 48-51.

9. Борисова Г. В., Ожиганова Е. В., Бурыкина Т. П. Закваски для кисломолочных продуктов: классификация, характеристики, качество // Молочная промышленность. - 2008. - № 6. - С. 73-74.

10. Г. Шлегель «Общая микробиология» / Под ред. Е.Н. Кондратьевой. -М.: «Мир», 1987.

11. Ганина В. И., Рожкова Т. В. Штамм бактерий Lactococcus lactis subspecies lactis ВКПМ В-8558, используемый в производстве молочных продуктов, и способ получения стартерной культуры штамма Lactococcus lactis subspecies lactis ВКПМ В-8558. - 2007.

12. Забодалова, Л. А. Технология цельномолочных продуктов и мороженого / Л. А. Забодалова, Т. Н. Евстигнеева. - Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2013. - 305 с.

13. Зобкова, З. С. История развития технологии творога / З. С. Зобкова, Д. В. Харитонов, Д. В. Зенина [и др.] // Молочная промышленность. - 2016. - № 2. - С. 32-33.

14. Зобкова, З. С. О твороге как национальном продукте // Молочная промышленность. - 2016. - № 1. - С. 28-30.

15. Ибрагимова, Е.А. Исследование и разработка технологии низкотемпературного консервирования заквасок термофильных молочнокислых микроорганизмов : диссертация ... канд. техн. наук: 05.18.04. - Кемер. технол. ин-т пищевой пром. - Кемерово - 2011 - 166 с.

16. Клименко В. В. Сравнительная характеристика охлаждающих сред для получения твердых замороженных частиц // Монохроматическое диспергирование вещества и криодисперсная технология. - 1981. - № 545. - С. 43.

17. Кулешова Л. Г. Кинетика льдообразования в живых клетках и модельных системах: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Харьков, 1983.

18. Макеев А. А. Процессы диспергирования и замораживания растворов в установках криохимического синтеза неорганических материалов. - М.: МИХМ, 1993.

19. Петров Д. Н. Современные тенденции развития рынка сжиженного природного газа: Магистерская диссертация. - Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет; Школа инженерного предпринимательства, 2019.

20. Похиленко В. Д., Баранов А. М., Детушев К. В. Методы длительного хранения коллекционных культур микроорганизмов и тенденции развития // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2009. - № 4. - С. 99-121.

21. Пушкарь Н. С., Белоус А. М. Введение в криобиологию. - Киев: Наукова думка, 1975. - С. 334-337.

22. Романова Н. В., Иванова Е. В., Терентьев С. Е. Подбор заквасок прямого внесения для твёрдых сыров // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - 2020. - Т. 82. - № 1(83). - С. 187193.

23. Савкина О. А. и др. Криоконсервация перспективный метод хранения про-мышленно ценных штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей // Сельскохозяйственная биология. - 2014. - № 4. - С. 112-119.

24. Свириденко Г. М., Сорокина Н. П., Оносовская Н. Н. Закваски бактериальные для производства молочной продукции // Переработка молока. - 2018. -№ 8. - С. 6-10.

25. Сорокина Н. П. и др. Бактериальные закваски для производства творога // Молочная промышленность. - 2016. - № 2. - С. 36-40.

26. Сорокина Н. П., Перфильев Г. Д. Активность заквасочной микрофлоры: причины снижения и способы повышения. Методы поражения молочнокислых бактерий бактериофагами // Молочная промышленность. 2013. № 11. С. 32-35.

27. Тихомирова Н.А. Технология и организация производства молока и молочных продуктов / Н.А. Тихомирова. - М.: ДеЛи принт, 2007. -560с.

28. Фурик Н. Н., Жабанос Н. К. Поливидовые замороженные концентрированные закваски для сыров // Актуальные вопросы переработки мясного и молочного сырья. - 2021. - Т. 1. - № 10. - С. 80-85.

29. Фурик Н. Н., Жабанос Н. К., Василенко С. В. Сухие и замороженные концентрированные закваски // Молочная промышленность. - 2016. - № 3. - С. 54-57.

30. Харитонов Д. В. Некоторые особенности замораживания микроорганизмов в среде жидкого азота // Сборник научных трудов «Научное обеспечение молочной промышленности (ВНИМИ-80)». - М.: ВНИМИ, 2009. - С. 393-397.

31. Харитонов Д. В., Райдна Е. И. Изучение некоторых аспектов криозаморажи-вания микробной биомассы // Хранение и переработка сельхозсырья. -2003. - № 9. - С. 64-66.

32. Харитонова И., Просеков А.Ю., Шрамко М. И. Изучение качественных характеристик концентратов лактобактерий в процессе криозамораживания и сублимационной сушки // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. - 2015. - № 2. - С. 87-90.

33. Цуцаева А. А. (ред.). Криоповреждение и криозащита биологических объектов: Сборник научных трудов. - Киев: Наукова думка, 1988.

34. Цуцаева А. А., Грищенко В. И., Стегний Б. Т. и др. Криобанки. Использование криоконсервированных биообъектов в медицине, ветеринарии и на этапах биотехнологии // Ветеринарная Патология. - 2007. - № 1. - С. 17.

35. Цуцаева А. А., Аграненко В. А., Федорова Л. И. Криоконсервирование клеточных суспензий. - Киев: Наукова думка, 1983.

36. Цуцаева А. А., Попов В. Г. Криобиология и биотехнология. - Киев: Наукова думка, 1987.

37. Чернова Н. М., Былова А. М. Общая экология. - М.: Дрофа, 2004. - Т. 416. -С. 9.

38. Чижов Г. Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии пищевых продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - Т. 5.

39. Alonso S. Novel preservation techniques for microbial cultures / Novel food fermentation technologies. - Springer, Cham, 2016. - P. 7-33.

40. Araki T. The effect of freeze-thawing upon the fermentation of yeast cells // Low Temp. Sci. Series B. - 1965. - Vol. 23. - № 9. - P. 7-109.

41. Archer D. L. Freezing: An underutilized food safety technology? // International Journal of Food Microbiology. - 2004. - Vol. 90. - № 2. - P. 127-138.

42. Ashwood-Smith M. J., Farrant J. Low temperature preservation in medicine and biology. - University Park Press, 1980.

43. Baati L. et al. Study of the cryotolerance of Lactobacillus acidophilus: Effect of culture and freezing conditions on the viability and cellular protein levels // International Journal of Food Microbiology. - 2000. - Vol. 59. - № 3. - P. 241-247.

44. Bald W. B. Real cooling and warming rates during cryopreservation // Cryo-Let-ters. - 1993. - Vol. 14. - № 4. - P. 207-216.

45. Barzegari A., Saeedi N., Saei A. A. Shrinkage of the human core microbiome and a proposal for launching microbiome biobanks // Future Microbiology. - 2014. -Vol. 9. - № 5. - P. 639-656.

46. Baust J. G., Baust J. M. Advances in biopreservation. - CRC Press, 2006.

47. Beal C., Fonseca F., Corrieu G. Resistance to freezing and frozen storage of Streptococcus thermophilus is related to membrane fatty acid composition // Journal of Dairy Science. - 2001. - Vol. 84. - № 11. - P. 2347-2356.

48. Bhattacharjee K., Chrungoo N. K., Joshi S. R. Cryopreservation design for bacterial cell: A non-conventional gizmatic approach // Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences. - 2021. - Vol. 91. -№ 4. - P. 811-820.

49. Bircher L. et al. Effect of cryopreservation and lyophilization on viability and growth of strict anaerobic human gut microbes // Microbial Biotechnology. -2018. - Vol. 11. - № 4. - P. 721-733.

50. Butterfield W., Jong S. C., Alexander M. T. Polypropylene vials for preserving fungi in liquid nitrogen // Mycologia. - 1978. - Vol. 70. - № 5. - P. 1122-1124.

51. Calcott P. H. Freezing and thawing microbes // Patterns of Progress Microbiology Series PPM 14. - 1978.

52. Calcott P. H., MacLeod R. A. The survival of Escherichia coli from freeze-thaw damage: The relative importance of wall and membrane damage // Canadian Journal of Microbiology. - 1975. - Vol. 21. - № 12. - P. 1960-1968.

53. Caplice E., Fitzgerald G. F. Food fermentations: role of microorganisms in food production and preservation // International Journal of Food Microbiology. -1999. - Vol. 50. - № 1-2. - P. 131-149.

54. Carvalho A. S. et al. Protective effect of sorbitol and monosodium glutamate during storage of freeze-dried lactic acid bacteria // Le Lait. - 2003. - Vol. 83. -№ 3. - P. 203-210.

55. Carvalho A. S. et al. Relevant factors for the preparation of freeze-dried lactic acid bacteria // International Dairy Journal. - 2004. - Vol. 14. - № 10. - P. 835-847.

56. Carvalho A. S. et al. Survival of freeze-dried Lactobacillusplantarum and Lactobacillus rhamnosus during storage in the presence of protectants // Biotechnology Letters. - 2002. - Vol. 24. - № 19. - P. 1587-1591.

57. Cebrian G. et al. Bacterial maximum non-inhibitory and minimum inhibitory concentrations of different water activity depressing solutes // International Journal of Food Microbiology. - 2014. - Vol. 188. - P. 67-74.

58. Champagne C. P. et al. Freeze-drying of lactic acid bacteria. A review // Canadian Institute of Food Science and Technology Journal: Journal de l'Institut canadien de science et technologie alimentaire. - 1991.

59. Chapman D. et al. Cold-induced lipid phase transitions: Discussion // Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B. - 1990. - Vol. 326. -№ 1237. - P. 567-570.

60. Ciurzynska A., Lenart A. Freeze-drying-application in food processing and biotechnology - A review // Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. - 2011. -Vol. 61. - № 3.

61. Colvert A., Coty H. (Eds.). Cryopreservation: Technologies, applications, and risks/outcomes. - Nova Biomedical, 2013.

62. Derzelle S. et al. Improved adaptation to cold-shock, stationary-phase, and freezing stresses in Lactobacillus plantarum overproducing cold-shock proteins // Applied and Environmental Microbiology. - 2003. - Vol. 69. - № 7. - P. 42854290.

63. Donev T. Methods for conservation of industrial microorganisms // Sofia: NBIMCC, 2001. - 96 p.

64. Douzou P. Cryobiochemistry: An Introduction. - London: Acad. Press, 1977.

65. Dumont F., Marechal P. A., Gervais P. Cell size and water permeability as determining factors for cell viability after freezing at different cooling rates // Applied and Environmental Microbiology. - 2004. - Vol. 70. - № 1. - P. 268-272.

66. Foerst P., Santivarangkna C. Advances in starter culture technology: Focus on drying processes // Advances in fermented foods and beverages. - Woodhead Publishing, 2015. - P. 249-270.

67. Fonseca F., Beal C., Corrieu G. Method of quantifying the loss of acidification activity of lactic acid starters during freezing and frozen storage // Journal of Dairy Research. - 2000. - Vol. 67. - № 1. - P. 83-90.

68. Fonseca F., Beal C., Corrieu G. Operating conditions that affect the resistance of lactic acid bacteria to freezing and frozen storage // Cryobiology. - 2001. -Vol. 43. - № 3. - P. 189-198.

69. Fonseca F., Cenard S., Passot S. Freeze-drying of lactic acid bacteria // Cryopres-ervation and freeze-drying protocols. - Springer, New York, NY, 2015. - P. 477488.

70. Fowler A., Toner M. Cryoinjury and biopreservation // Annals of the New York Academy of Sciences. - 2006. - Vol. 1066. - № 1. - P. 119-135.

71. Franks F. Biophysics and biochemistry at low temperatures. - 1985.

72. Fuller B. J., Lane N., Benson E. E. (Eds.). Life in the frozen state. - CRC press, 2004.

73. Gaci N. et al. Functional amplification and preservation of human gut microbi-ota // Microbial ecology in health and disease. - 2017. - Vol. 28. - № 1. - P. 1308070.

74. Gao D., Critser J. K. Mechanisms of cryoinjury in living cells // ILAR Journal. -2000. - Vol. 41. - № 4. - P. 187-196.

75. Giulio B. D. et al. Use of alginate and cryo-protective sugars to improve the viability of lactic acid bacteria after freezing and freeze-drying // World Journal of Microbiology and Biotechnology. - 2005. - Vol. 21. - № 5. - P. 739-746.

76. Grout B., Morris J., McLellan M. Cryopreservation and the maintenance of cell lines // Trends in Biotechnology. - 1990. - Vol. 8. - P. 293-297.

77. Heckly R. J. Preservation of microorganisms // Adv. Appl. Microbiol. - 1978. -Vol. 24. - P. 1-53.

78. Hubalek Z. Cryopreservation of microorganisms at ultra-low temperatures. -Academia, 1996.

79. Jackson P. R., Jackson J. E., Raney D. E. A sterile leakproof plastic vial for cell cryopreservation in liquid nitrogen: Application to parasitic protozoa // Cryobiol-ogy. - 1981. - Vol. 18. - № 6. - P. 608-611.

80. Johannsen E. Influence of various factors on the survival of Lactobacillus leich-mannii during freezing and thawing // Journal of Applied Bacteriology. - 1972. -Vol. 35. - № 3. - P. 415-421.

81. Kawahara H. The structures and functions of ice crystal-controlling proteins from bacteria // Journal of Bioscience and Bioengineering. - 2002. - Vol. 94. - № 6. -P. 492-496.

82. Khan M. T., van Dijl J. M., Harmsen H. J. M. Antioxidants keep the potentially probiotic but highly oxygen-sensitive human gut bacterium Faecalibacterium prausnitzii alive at ambient air // PLoS One. - 2014. - Vol. 9. - № 5. - P. e96097.

83. Kiani H., Sun D. W. Water crystallization and its importance to freezing of foods: A review // Trends in Food Science & Technology. - 2011. - Vol. 22. - № 8. -P. 407-426.

84. Leroy F., De Vuyst L. Lactic acid bacteria as functional starter cultures for the food fermentation industry // Trends in Food Science & Technology. - 2004. -Vol. 15. - № 2. - P. 67-78.

85. Lewis J. G., Learmonth R. P., Watson K. Cryoprotection of yeast by alcohols during rapid freezing // Cryobiology. - 1994. - Vol. 31. - № 2. - P. 193-198.

86. Llano G. Antarctic conservation: Prospects and retrospects // Proc. Colloquium on conservation problem in Antarctica. - Blacksburg. - 1971. - P. 72-74.

87. Malik K. A. A new method for liquid nitrogen storage of phototrophic bacteria under anaerobic conditions // Journal of Microbiological Methods. - 1984. -Vol. 2. - № 1. - P. 41-47.

88. Mazur P. Freezing of living cells: Mechanisms and implications // American Journal of Physiology - Cell Physiology. - 1984. - Vol. 247. - № 3. - P. C125-C142.

89. Meyer G. H., Morrow M. B., Wyss O. Viable micro-organisms in a fifty-year-old yeast preparation in Antarctica // Nature. - 1962. - Vol. 196. - № 4854. - P. 598598.

90. Mishra S., Imlay J. A. An anaerobic bacterium, Bacteroides thetaiotaomicron, uses a consortium of enzymes to scavenge hydrogen peroxide // Molecular Microbiology. - 2013. - Vol. 90. - № 6. - P. 1356-1371.

91. Mohammadipanah F. et al. Protective effects of cryoprotectants and lyoprotectants on the survival of persipeptide producing Streptomyces zagrosensis UTMC 1154 // Biopreservation and Biobanking. - 2017. - Vol. 15. - № 5. -P. 451-456.

92. Morgan C. A. et al. Preservation of micro-organisms by drying: A review // Journal of Microbiological Methods. - 2006. - Vol. 66. - № 2. - P. 183-193.

93. Morris G. J. Cryopreservation: An introduction to cryopreservation in culture collections. - Institute of Terrestrial Ecology, 1981.

94. Mullin J. W. Crystallization. - Elsevier, 2001.

95. Obruca S. et al. Accumulation of poly (3-hydroxybutyrate) helps bacterial cells to survive freezing // PloS One. - 2016. - Vol. 11. - № 6. - P. e0157778.

96. Ong J. W. et al. Cryoprotectant-free preservation of bacteria using semi-spherical drops // Cryobiology. - 2022. - Vol. 104. - P. 98-101.

97. Palmfeldt J., Rádstróm P., Hahn-Hagerdal B. Optimisation of initial cell concentration enhances freeze-drying tolerance of Pseudomonas chlororaphis // Cryobi-ology. - 2003. - Vol. 47. - № 1. - P. 21-29.

98. Pan N., Imlay J. A. How does oxygen inhibit central metabolism in the obligate anaerobe Bacteroides thetaiotaomicron // Molecular Microbiology. - 2001. -Vol. 39. - № 6. - P. 1562-1571.

99. Passot S. et al. Quality degradation of lactic acid bacteria during the freeze drying process: experimental study and mathematical modelling // ICEF 11, International Congress of Engineering and Food. - 2011.

100. Perry S. F. Freeze-drying and cryopreservation of bacteria // Molecular Biotechnology. - 1998. - Vol. 9. - № 1. - P. 59-64.

101. Peter G., Reichart O. The effect of growth phase, cryoprotectants and freezing rates on the survival of selected micro-organisms during freezing and thawing // Acta Alimentaria. - 2001. - Vol. 30. - № 1. - P. 89-97.

102. Petrov I. V. et al. Cryopreservation of probiotic strains of microorganisms immobilized in gel granules with additional coatings // Bulletin of Problems Biology and Medicine. - 2021. - Vol. 1. - № 1. - P. 189-192.

103. Petzold G., Aguilera J. M. Ice morphology: Fundamentals and technological applications in foods // Food Biophysics. - 2009. - Vol. 4. - № 4. - P. 378-396.

104. Prakash O., Nimonkar Y., Shouche Y. S. Practice and prospects of microbial preservation // FEMS Microbiology Letters. - 2013. - Vol. 339. - № 1. - P. 1-9.

105. Saegeman V. S. M. et al. Short- and long-term bacterial inhibiting effect of high concentrations of glycerol used in the preservation of skin allografts // Burns. -2008. - Vol. 34. - № 2. - P. 205-211.

106. Santivarangkna C., Kulozik U., Foerst P. Alternative drying processes for the industrial preservation of lactic acid starter cultures // Biotechnology Progress. -2007. - Vol. 23. - № 2. - P. 302-315.

107. Santivarangkna C., Kulozik U., Foerst P. Inactivation mechanisms of lactic acid starter cultures preserved by drying processes // Journal of Applied Microbiology. - 2008. - Vol. 105. - № 1. - P. 1-13.

108. Schonherr R., Rudolph J. M., Redecke L. Protein crystallization in living cells // Biological Chemistry. - 2018. - Vol. 399. - № 7. - P. 751-772.

109. Shannon J. E., Macy M. L. Freezing, storage, and recovery of cell stocks // Tissue Culture. - Academic Press, 1973. - P. 712-718.

110. Singh H., Meghwal M., Prabhakar P. K. Cryogenic Freezing // Food Processing. -CRC Press, 2021. - P. 181-194.

111. Singh S. K., Baghela A. Cryopreservation of microorganisms // Modern Tools and Techniques to Understand Microbes. - Springer, Cham, 2017. - P. 321-333.

112. Smirnova D. V. et al. Cryopreservation of the human gut microbiota: Current state and perspectives // International Journal of Medical Microbiology. - 2019. -Vol. 309. - № 5. - P. 259-269.

113. Smith D., Onions A. H. S. The preservation and maintenance of living fungi. -CABI, 1994.

114. Smittle R. B., Gilliland S. E., Speck M. L. Death of Lactobacillus bulgaricus resulting from liquid nitrogen freezing // Applied Microbiology. - 1972. - Vol. 24. - № 4. - P. 551-554.

115. Spadaro D. et al. Effect of culture age, protectants, and initial cell concentration on viability of freeze-dried cells of Metschnikowia pulcherrima // Canadian Journal of Microbiology. - 2010. - Vol. 56. - №. 10. - P. 809-815.

116. Streit F. et al. Acid adaptation of Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus induces physiological responses at membrane and cytosolic levels that improves cryotolerance // Journal of Applied Microbiology. - 2008. - Vol. 105. - № 4. -P.1071-1080.

117. Tanghe A. et al. Identification of genes responsible for improved cryoresistance in fermenting yeast cells // International Journal of Food Microbiology. - 2000. -Vol. 55. - № 1-3. - P. 259-262.

118. Taubner R. S. et al. Assessing the ecophysiology of methanogens in the context of recent astrobiological and planetological studies // Life. - 2015. - Vol. 5. - № 4. - P. 1652-1686.

119. Taylor M. J. et al. New approaches to cryopreservation of cells, tissues, and organs // Transfusion Medicine and Hemotherapy. - 2019. - Vol. 46. - № 3. -P. 197-215.

120. Tedeschi R., Paoli P. D. Collection and preservation of frozen microorganisms // Methods in biobanking. - Humana Press, Totowa, NJ, 2011. - P. 313-326.

121. Trsic-Milanovic N. et al. The influence of a cryoprotective medium containing glycerol on the lyophilization of lactic acid bacteria // Journal of the Serbian Chemical Society. - 2001. - Vol. 66. - № 7. - P. 435-441.

122. Uzunova-Doneva T., Donev T. Anabiosis and conservation of microorganisms // Journal of Culture Collections. - 2005. - Vol. 4. - № 1. - P. 17-28.

123. Wang Y., Corrieu G., Beal C. Fermentation pH and temperature influence the cryotolerance of Lactobacillus acidophilus RD758 // Journal of Dairy Science. -2005. - Vol. 88. - № 1. - P. 21-29.

124. Wonglumsom W. et al. An evaluation of storage temperature on viability of bacterial mixture after freezedrying // J. Lab. Med. & Quality Assurance. - 2006. -Vol. 28. - P. S3.

125. Zayed G., Roos Y. H. Influence of trehalose and moisture content on survival of Lactobacillus salivarius subjected to freeze-drying and storage // Process Biochemistry. - 2004. - Vol. 39. - № 9. - P. 1081-1086.

126. Zhao G., Zhang G. Effect of protective agents, freezing temperature, rehydration media on viability of malolactic bacteria subjected to freeze-drying // Journal of Applied Microbiology. - 2005. - Vol. 99. - № 2. - P. 333-338.

127. Данные ФТС. URL: https://milknews.ru/longridy/rynok-molochnyh-zakvasok.html?ysclid=lf262wss9371213649

128. URL: https://molokozavody.ru/

СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЙ

вними

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ» (ФГАНУ «ВНИМИ»)

Утверждаю Заместитель директора í научной работе ФГАНУ «ВНИМИ»

Пряничникова Н. С.

/ «09» февраля 2021 г.

•J:I«¡> I'-^Í-íÍk

AKT

Опытно-промышленной выработки закваски молочнокислых микроорганизмов Lactococcus ¡actis subsp. ¡actis, Lactococcus ¡actis subsp. cremoris и Streptococcus thermophilus прямого внесения для творога

Мы, нижеподписавшиеся: заведующая Центральной лабораторией микробиологии ФГАНУ «ВНИМИ» Рожкова И.В., научный сотрудник ФГАНУ «ВНИМИ» Бегунова A.B., младший научный сотрудник ФГАНУ «ВНИМИ» Жарко М.Ю., составили настоящий акт о том, что в лаборатории «Центральная лаборатория микробиологии» осуществлена опытно-промышленная выработка закваски прямого внесения глубокозамороженной, состоящей из Lactococcus ¡actis subsp. ¡actis, Lactococcus ¡actis subsp. cremoris и Streptococcus salivarius subsp. thermophilus в соответствии с CTO 00419785-057-2021,«Закваска молочнокислых микроорганизмов Lactococcus ¡actis subsp. ¡actis, Lactococcus ¡actis subsp. cremoris и S.

thermophilus прямого внесения для творога».

При производстве закваски прямого внесения использовали микроорганизмы видов

Lactococcus ¡actis subsp. lactis, Lactococcus ¡actis subsp. cremoris, которые выделены из

самоквасного кисломолочного, идентифицированы и определены биохимические свойства

референсным методом с использованием тест-системы API 50 CHL (bioMerieux) и

программного обеспечения APIWEB™. Культура S. thermophilus получена в виде

лиофилизированной чистой культуры из Всероссийской коллекции промышленных

микроорганизмов НИЦ «Курчатовский институт».

Процесс культивирования L. lactis, L. cremoris проводили по отработанной технологии на среде (г/л): глюкоза - 40,0; дрожжевой экстракт - 10,0; калий фосфорнокислый двузамещенный - 2,0; магния сульфат - 0,1; сульфат аммония - 4,0;

марганца сульфат - 0,05, культуру S. Ihermophilus на синтетической среде М-17. В процессе накопления биомассы контролировали активную кислотность (pH), температуру. По окончании процесса биомассу охлаждали до температуры (4±1) °С, концентрировали и проводили криогранулирование. В замороженной закваске в виде гранул определяли активность и проверяли на соответствие требованиям СТО 00419785-057-2021.

На основании результатов опытно-промышленной выработки закваски прямого внесения Laclococcus lactis subsp. lactis, Laclococcus lactis subsp. cremoris и Streptococcus ihermophilus, а также анализа активности полученных препаратов комиссия считает предложенный способ получения закваски перспективным и рекомендует для применения в производственной практике.

у /Рожкова И.В./

_/Бегунова A.B./

/Жарко М.Ю./

МИННГТГ РСТВО МАУКИ И ВЫШИТО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ Д| РАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕН!«* АЛГ(»ЮМН01> НАУЧНО) УЧГГЖДЕНИЕ

«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ вними МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ» (ФГАНУ «ВНИМИ»)

СТАНДАРТ СТО 00419785-058-2021

ОРГАНИЗАЦИИ

УТВЕРЖДАЮ

ирсктор НИМИ»

А.Г. Галстян

08 ^ ноября 2021 г.

ТВОРОГ Технические условия

РАЗРАБОТАНО

Зав. Центральной лабораторией микробиологии ФГАНУ «ВНИМИ» В. Рожкова 1 (цучный сотру дник Центральной лаборатории микробиологии ФГАНУ «ВНИМИ» _М Ю Жарко

Москка 2021

Ф

ИТАЛЬЯНСКИЕ ТРАДИЦИИ

Общество с ограниченной ответственностью «Итальянские традиции»

Россия, 115093, г. Москва, ул. Люсиновская, д. 35, корп. 7 А, 2 эт., ком. 20 ИНН 7729660696, КПП 770501001, ОГРН 1107746588113

АКТ

Опытно-промышленной выработки творога

Мы, нижеподписавшиеся: от ООО «Итальянские традиции» заместитель генерального директора Демченко А.Ю., главный технолог Новелли Иван, от ФГАНУ «ВНИМИ» заместитель директора по научной работе, к.т.н. - Пряничникова Н.С., заведующий лаборатории молочных консервов, к.т.н. - Кручинин А.Г., младший научный сотрудник - Жарко М.Ю., составили настоящий акт о том, что в условиях производственной площадки компании провели выпуск образцов творога на основе молока и закваски прямого внесения, состоящий из Lactococcus lactis subsp. Iactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris и Streptococcus thermophilus, согласно технологии, разработанной ФГАНУ «ВНИМИ» (СТО 00419785-058-2021 «Творог»).

Для выработки продукта в качестве сырья использовали:

- Молоко коровье сырое кислотностью 17 °Т, плотностью 1028,0 кг/м3 по ГОСТ 31449, ГОСТ Р 52054

- Закваску молочнокислых микроорганизмов Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris и S. thermophilus прямого внесения для творога по СТО 00419785-057-2021.

Технологический процесс производства кисломолочного продукта состоял из следующих стадий:

- приемка сырья;

- охлаждение до 4 ± 2°С;

- подогрев и очистка до 40 ± 2°С;

- нормализация;

- пастеризация (80 °С, выдержка 15 е.);

- охлаждение до 35 ± ГС;

- внесение закваски прямого внесения СТО 00419785-057-2021 «Закваска прямого внесения Lactococcus lactis subsp. laclis (M-2017/L), Lactococcus lactis subsp. cremoris (M-2017/C) и Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (штамм ВКПМ: B-2011) глубокозаморожденная» и сквашивание 8 часов;

- разрезка сгустка (размер зерна 2 см);

- отваривание сгустка, формирование зерна;

- охлаждение сгустка;

- удаление части сыворотки;

- отделение сыворотки от сгустка;

- охлаждение творога;

- фасовка, упаковка, маркировка.

На основании результатов исследований физико-химических, органолептических и