Анотація до роботи:

Ямборко Г.В. Розробка технології отримання сухого концентрату молочнокислих бактерій. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія. – Одеська державна академія харчових технологій, Одеса, 2002.

Робота присвячена вивченню лактобактерій, ізольованих із сирого молока, некомерційних кисломолочних продуктів і квашених овочів, виготовлених в Одеській області і розробці технології отримання сухої концентрованої закваски на основі лактобактерій із стабільними властивостями і високим титром клітин, стійкої при збереженні в доступних умовах, призначеної для виробництва кисломолочних продуктів лікувально-профілактичного призначення.

У результаті скрінінгу 40 штамів лактобактерій був відібраний штам L. acidophilus OL4, перспективний для виробництва закваски, який мав більш виражену антагоністичну активність, ніж уже відомі промислові штами, середній ступінь адгезивної активності та полірезистентність до антибіотичних препаратів, що використовуються в медичній практиці, а також зберігав життєздатність у модельних умовах шлунково-кишкового тракту.

Розроблено й оптимізовано живильне середовище, яке забезпечувало високий врожай клітин L.acidophilus OL4, і встановлені оптимальні технологічні режими культивування. Встановлено робочі режими експлуатації ультрафільтраційної мембрани для концентрування бактеріальної маси. Показано можливість висушування бактеріального концентрату в киплячому шарі на інертному матеріалі і розроблено захисне середовище для максимального збереження життєздатності клітин лактобактерій.

Проведено промислову апробацію розробленої технології в умовах Одеського підприємства по виробництву бактерійних і вірусних препаратів. Використання даної технології дозволяє одержати суху концентровану закваску лактобактерій високої якості та активності, і знизити енергоємність процесу одержання сухого бактеріального концентрату в 2 рази.

Показано, що сухий бактеріальний концентрат L.acidophilus OL4 має здатність досить швидко корегувати порушення нормобіоти кишечнику експериментальних тварин, викликані антибіотикотерапією, а також колонізувати екосистему вагіни, підтримуючи стабільну популяцію лактобацил.

1. Визначено видовий склад бактерій роду Lactobacillus, представлених в некомерційних кисломолочних продуктах, сирому молоці і квашених овочах, виготовлених в Одеській області. На підставі вивчених біологічних ознак ізольовані штами лактобактерій віднесені до 6 видів: L. аcidophilus (30 % ), L. casei subsp rhamnosus (20 %), L. casei subsp. tolerans (5 %), L. delbrueckii subsp. bulgaricus (15 %), L.delbrueckii subsp. delbrueckii (5 %), L. plantarum (10 %), L. brevis (7,5 %), L. fermentum (7,5 %).

2. Показано, що штам Lactobacillus acidophilus OL4 характеризується найбільшим ступенем антагоністичної активності та середньою адгезивністю. Даний штам виявляє найкращі показники кислотоутворення: максимум накопичення кислот в молоці становить 390,51,5 ⁰Т, активність згортання молока - 3,80,5 год. L.acidophilus OL4 має низьку чутливість до впливу антибіотиків груп пеніцилінів, цефалоспоринів, хінолонів, аміноглікозидів, левоміцетинів, поліміксинів і сульфаніламідів. При рості на середовищі МРС с додаванням 40 % жовчі, 6 % шлункового соку, 0,5 % фенолу і 6 % хлориду натрію, а також в умовах різної кислотності (рН 2,0; 3,0; 8,5) він виявляє високу стабільність і антагоністичні властивості по відношенню до патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів. L. acidophilus OL4 є найбільш перспективним для виробництва закваски серед усіх досліджених штамів.

3. Методом математичного моделювання оптимізовано склад живильного середовища для культивування штаму L.acidophilus OL4 (%): просвітлена сирна сироватка - 20,0, гідролізоване молоко – 15,0, натрій оцтовокислий – 2,0, кукурудзяний екстракт - 1,5, марганець сірчанокислий – 0,02, рН 6,2; кількість засівної культури – 5 %, і експериментально встановлені технологічні режими культивування з підтримкою енергетичних ресурсів середовища в процесі росту популяції, що забезпечують високий врожай клітин лактобактерій.

4. Оптимізовано режими експлуатації мембрани УПЛ-0,6 при ультрафільтраційному концентруванні бактеріальної маси клітин L. acidophilus OL4: тиск фільтрації - 0,35-0,50 МПа, температура фільтрації - 40⁰С, швидкість потоку рідини - 2,0 м/с.

5. Встановлено, що в процесі висушування концентрату лактобактерій в киплячому шарі інертного матеріалу, оптимальною для збереження життєздатності клітин є температура 76 ⁰С, при цьому залишкова вологість сухого продукту становить 3,0 %, індекс його розчинності - 0,5 ± 0,2 мл сирого осаду, загальна чисельність мікроорганізмів, КУО/г - 1-210⁹. Розроблено захисне середовище для збереження життєздатної біомаси лактобактерій (%): сахароза – 10, желатин – 1, оцтовокислий натрій - 1, яке забезпечувало максимальне виживання бактерій, і показано, що сухі препарати мають гарантований термін придатності до використання при температурі зберігання від 3 до 5 ⁰С - 4 місяці.

6. Розроблено технологію одержання сухого бактеріального концентрату L. acidophilus OL4 і розроблено проекти нормативно-технічної документації на його отримання.

7. Медико-біологічні дослідження in vivo підтвердили здатність сухого бактеріального концентрату L.acidophilus OL4 корегувати мікробіоту кишечника експериментальних тварин, порушену внаслідок антибіотикотерапії, і колонізувати екосистему вагіни, підтримуючи стабільну популяцію лактобацил.

8. Досліджено функціонування сухого бактеріального концентрату у виробництві кисломолочного продукту при прямому внесенні у молоко. До застосування рекомендовано дозу препарату у кількості 0,3 %. Вироблений продукт відповідає мікробіологічним і органолептичним вимогам.

9. Проведено промислову апробацію розробленої технології на Одеському предприємстві по виробництву бактерійних і вірусних препаратів. Розрахована собівартість отриманого продукту складає 377,83 грн/кг у цінах 2001 р. Використання розробленої технології дозволяє отримати річний економічний ефект 295,97 тис. грн при річному обсязі продукції 100 тон.

Основний зміст роботи викладено в наступних публікаціях:

1. Ямборко Г.В., Пауліна Я.Б. Біологічна характеристика штамів лактобацил, перспективних для виробництва біопрепарату // Наукові праці ОДАХТ. – Одеса: ОДАХТ, 2001. – Вип. 22. – С. 113-117.

2. Ямборко А.В. Микробиологические и технологические подходы к производству бактериального концентрата молочнокислых бактерий // Холодильна техніка і технологія. – Одеса: ОДАХ, 2001. – Т. 71, № 2. – С. 52-54.

3. Ямборко Г.В. Приготування сухого бактеріального концентрату для виробництва кисломолочного продукту // Обладнання та технології харчових виробництв. - Донецьк: ДонДУЕТ, 2001. - Вип. 6. - С. 89-94.

4. Швець Г.В., Донцова Т.А., Іваниця В.О. Антагоністичні властивості бактерій роду Lactobacillus, виділених від породіль та немовлят, у поєднанні з їх антибіотикорезистентністю // Вісник Одеського державного університету. – Одеса: ОДУ, 1999. - Т. 4, Вип. 3. – С. 99-103.

5. Dontsova T.A., Shvets A.V., Ivanitsa V.A., Kilic A.O. Colonization of the rat vagina by lactobacilli // Вісник Одеського державного університету. – Одеса: ОДУ, 1999. - Т. 4, Вип. 3. – С. 104 -107.

6. Shvets A.V., Dontsova T.A., Ivanitsa V.A., Kilic A.O. Antimicrobial substance from a dairy Lactobacillus strain // Вісник Одеського державного університету. – Одеса: ОДУ, 1999. - Т. 4, Вип. 3. – С. 108 -113.

7. Донцова Т.А., Швець Г.В., Іваниця В.О. Антагоністичні властивості бактерій роду Lactobacillus // Вісник Одеського державного університету. – Одеса: ОДУ, 2000. - Т. 5, Вип. 1.– С. 235-240.

8. Донцова Т.А., Ямборко Г.В., Іваниця В.О. Вплив антибіотиків на адгезію бактерій роду Lactobacillus // Вісник Одеського національного університету. – Одеса: ОНУ, 2001. - Т. 6, Вип. 1. – С. 146-150.

9. Shvets A.V., Dontsova T.A., Ivanitsa V.A., Kilic A.O. In vitro antimicrobial activity of Lactobacillus johnsonii La1 strain against common pathogens // First Balcan conference of microbiology. – Plovdiv (Bulgaria). – 1999. – P. 92.