CC BY
6УДК 579.22
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ СОЛИ В СРЕДЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМАХ НА ЗАКВАСОЧНУЮ КУЛЬТУРУ STREPTOCOCCUS THERMOPHILUS
Брызгалова Анастасия Сергеевна, магистрант, направление подготовки 06.04.01 Биология, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: [email protected]
Научный руководитель: Мисетов Иосиф Александрович, кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры биохимии и микробиологии, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: [email protected]
Аннотация. В мире пищевой промышленности стало актуальным самостоятельное производство пищевой продукции при помощи натуральных заквасочных культур как для домашнего использования, так и в промышленных масштабах.
Для упрощения и оптимизации этого процесса необходимо не только подобрать заквасочный материал, но и условия, при которых он будет более эффективно выполнять свои функции.
В данном исследовании рассматривается возможность культивирования культуры клеток Streptococcus thermophilus в различных условиях среды. Условия среды изменялись по отношению температуры культивирования и присутствия соли NaCI в разной концентрации, растворенной в плотной питательной среде.
Также рассматривается способ выделения Streptococcus thermophilus из лиофилизированной заквасоч-ной культуры и метод идентификации данной бактерии из пробиотической культуры использующейся в качестве закваски для сыра моцарелла.
Работа представляет интерес с точки зрения производства кисломолочных продуктов и сыра для оптимизации данного процесса.
Ключевые слова: Streptococcus thermophilus, пробиотические культуры, закваска сыр моцарелла, различность температур, соль NaCI.
Для цитирования: Брызгалова А. С. Оценка влияния разных концентраций соли в среде при различных температурных режимах на заквасочную культуру Streptococcus thermophilus // Шаг в науку. - 2020. -№ 2. - С. 12-16.
ASSESSMENT OF THE INFLUENCE OF DIFFERENT SALT CONCENTRATIONS IN THE ENVIRONMENT AT VARIOUS TEMPERATURE REGIMES ON THE FILLING STREPTOCOCCUS THERMOPHILUS CULTURE
Bryzgalova Anastasia Sergeevna, graduate student, training program 06.04.01 Biology, Orenburg State University, Orenburg
e-mail: [email protected]
Research advisor: Misetov Iosif Aleksandrovich, PhD in Medical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Biochemistry and Microbiology, Orenburg State University, Orenburg e-mail: [email protected]
Abstract. In the world of the food industry, the independent production offood products using natural starter cultures, both for domestic use and on an industrial scale, has become relevant.
To simplify and optimize this process, it is necessary not only to select the starter material, but also the conditions under which it will more effectively fulfill its functions.
This study considers the possibility of cultivating a Streptococcus thermophilus cell culture under various environmental conditions. Environmental conditions changed in relation to the temperature of cultivation and the presence of NaCI salt in different concentrations, dissolved in a dense nutrient medium.
A methodfor isolating Streptococcus thermophilus from a lyophilized starter culture and a methodfor identifying this bacterium from a probiotic culture used as a starter for mozzarella cheese are also considered.
The work is of interest from the point of view of the production of dairy products and cheese to optimize this process.
Key words: Streptococcus thermophilus, probiotic cultures, mozzarella cheese sourdough, temperature difference, NaCI salt.
Cite as: Bryzgalova, A.S. (2020) [Assessment of the influence of different salt concentrations in the environment at various temperature regimes on the filling Streptococcus thermophilus culture]. Shag v nauku [Step into science]. Vol. 2, pp. 12-16.
При домашнем или производственном приготовлении сыра или кисломолочных продуктов возникает вопрос о создании оптимальных условий среды для получения большего количества ценного продукта питания при этом без траты больших средств и с целью укорочения времени изготовления продукта без потери пищевой ценности.
Также важно учитывать рецептуру приготовления сыра, так как она может включать в себя добавление различных веществ в виде усилителей вкуса даже таких стандартных как поваренная соль. Но не все заквасочные пробиотические микроорганизмы способны выдерживать присутствие солей в среде [3].
Поэтому в данном исследование и рассматривается возможность существования Streptococcus thermophilus в средах с добавлением соли в разной концентрации. Также важно определить температурный оптимум для данной бактерии в целях достижения наибольшей продуктивности '.
Часто при производстве кисломолочной продукции, а также масла и сыра в том числе моцареллы используется заквасочная культура термофильного стрептококка.
Преимущество данной бактерии при производстве продуктов питания состоит в способности развиваться при различных температурах и наличии соли в молочной среде.
Известно, что многие бактерии не устойчивы по отношению воздействия соли, а при производстве продуктов питания важным аспектом является присутствие вкуса и аромата, достигаемое различными усилителями вкуса в том числе и поваренной соли. Предполагается, что пробиотический штамм Streptococcus thermophilus обладает устойчивостью не только по отношению повышенных температур, но и различных концентраций соли от 0 до 4 % [5].
В исследовании использовалась закваска для сыра моцареллы (Streptococcus thermophilus) на 10 л молока в стерильном эппендорфе необходимая для получения культуры Streptococcus thermophilus в чистом виде.
В ходе данного исследования нами были подобраны условия культивирования Streptococcus thermophilus: температурный режим культивирования (37 °С, 42 °С, 45 °С) и содержание соли в плотной питательной среде (0,65 %, 2,5 %, 4 %).
Получение и идентификация чистой культуры из пробиотического препарата.
Культивирование в бульоне проводилось стандартным методом: лиофилизированный пробиоти-ческий препарат в виде белого или слегка розоватого порошка в количестве 1-2 мг помешали в пробирку с жидкой питательной средой МПБ и термо-статировали в течении 24 часов при температуре 37 °C. По окончании культивирования в жидкой питательной среде были обнаружены посредством микроскопии и окраской по методу Грамма грампо-ложительные клетки круглой формы, соединённые в цепочки по несколько штук (5-6) соответствующие культуральным характеристикам Streptococcus thermophilus [5, 6].
Культивирование на плотной питательной среде. По окончании культивирования в жидкой питательной среде, следует инокулировать культуру пробиотического штамма бактерии на плотную питательную среду (МПА) (рисунок 1).
Стоит помнить, что перед забором материала из пробирки с культивируемым микроорганизмом необходимо гомогенизировать содержимое пробирки. В данном случае пересев культуры из жидкой питательной среды на твердую питательную среду производился методом Дригальского получения чистых культур (метод истощающего штриха).
Чашки Петри с пробиотической культурой помещаем в термостат при температуре 37 °C для дальнейшего культивирования в течение 24 часов.
Для дальнейшей работы нам необходимо получить концентрацию микроорганизмов в количестве 103 КОЕ/мл. В целях получения нужной нам суспензии микроорганизмов был использован метод серийный разведений в физиологическом растворе [4].
Определение устойчивости Streptococcus thermophilus по отношению присутствия солей разной концентрации в среде выполнялось следующим образом:
1) при приготовлении плотной питательной среды в нее добавлялось разное количество соли NaCI (0,65 %, 2,5 %, 4 %);
2) компоненты смешивали и стерилизовали;
3) в плотные питательные среды разлитые по чашкам Петри вносим 100 мкл культуры
1 Хоулт Дж., Криг Н., Смит П., Стейли Дж., Уилльямс С. Краткий определитель бактерий Берджи // Мир. - 1997. - Т. 2. -
С. 780.
Streptococcus thermophilus в концентрации 102 КОЕ (рисунок 2);
4) бактерии тщательно высевали при помощи стерильного шпателя Дригальского;
5) далее чашки помещали в термостат с различными температурными условиями 37 °С, 42 °С, 45 °С на 24 часа [7].
г S—"
Чистая куьГура Sirepjcutxcut themophiltii
Рисунок 1. Схема проведения культивирования бактерий в жидкой и на твердой питательной среде
Рисунок 3. Схема проведения эксперемента на стадии помещения чашек Петри в термостат
Полученный результат фиксировали и заносили в таблицу 1, а культивированные колонии микро-скопировали для подтверждения правильности хода эксперимента и стерильности условий и материалов.
Контролем служили плотные питательные среды с добавлением разных концентрации соли (0,65 %, 2,5 %, 4 %) и помещенные в разные температурные условия (37 °С, 42 °С, 45 °С).
В ходе эксперимента выяснили что Streptococcus thermophilus выдерживает температуры от 37 °С до 45 °С. Оптимальной температурой культивирования является 42 °С. Об этом свидетельствует наличие обильного роста колонии данной бактерии. При температуре 45 °С рост колоний значительно меньше.
Таблица 1. Результаты исследования влияния различных температур и концентрации соли на
Streptococcus thermophilus
Температурные условия (°С) 37 42 45
Процентное содержание NaCI в плотной питательной среде
0,65 84 ± 5,291 91,6 ± 4,163 75 ± 5,567
2,5 83,6 ± 4,509 91,3 ± 2,51 71 ± 1,000
4 66,3 ± 3,78 67,6 ± 2,516 48,66 ± 2,516
Также Streptococcus thermophilus может выдерживать содержание соли в среде от 0,65 % до 4 %. Наибольший рост колоний наблюдался при значениях 0,65 % и 2,5 % относительно среды. При содержании соли в среде в количестве 4 % наблюдалось меньшее количество микроорганизмов.
Таким образом выяснили что оптимальными условиями среды культивирования Streptococcus thermophilus является температура равная 42 °С и содержание соли от 0,65 % до 2,5 %.
Эти показатели являются важными критериями при производстве сыра и кисломолочной продукции, т. к. могут сильно упростить процесс приготовления продуктов и укоротить по времени. Так же уменьшить стоимость затрат и увеличить выход готового продукта [2].
Также стоит отметить, что изменение условий среды культивирования и добавление соли являются ограничивающим фактором для роста многих патогенных бактерий. Поэтому данным подбором методов культивирования мы не только создаем благоприятные условия для роста Streptococcus thermophilus, но и исключаем загрязнение продукта некоторыми видами патогенных микроорганизмов.
Присутствие разных концентраций соли относительно плотной питательной среды не является ограничивающим фактором для роста бактерии Streptococcus thermophilus, что облегчает приготовление сыра и кисломолочных продуктов в состав которых может входить соль NaCI.
Литература
1. Кондрашова З. Н., Сергеев А. Г. Стрептококки // Микробиология. - 2002. - № 8. - С. 34-41.
2. Хавкин А. И. Пробиотические продукты питания и естественная защитная система организма // Русский медицинский журнал: Независимое издание для практикующих врачей. - 2009. - Т. 17. - № 4. -С. 241-245.
3. Abedi D. In vitro anti-bacterial and anti-adherence effects of Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus on Escherichia coli // Res. Pharm. Sci. - 2013 Oct. - 8(4). - 260-8.
4. Barrett E., Hayes M., O'Connor P., Microbiol // Environ. - 2007. - V. 73. - P. 3719-3723.
5. Breukink E., Demel R., Craaij van C. Biochemistry. - 1997. - V. 36. - P. 6968-6976.
6. Dalet K., Cenatiempo Y., Cossart P. Microbiology. - 2001. - V. 147. - P. 3263-3269.
7. Rossi F. Marzotto M., Cremonese S., Rizzotti L., Torriani S. Diversity of Streptococcus thermophilus in bacteriocin production; inhibitory spectrum and occurrence of thermophilin genes // Food Microbiol. - 2013 Aug. - 35(1). - Р. 27-33.
Статья поступила в редакцию: 29.04.2020; принята в печать: 13.08.2020.
