CC BY
78
Асланова-Мирзоева Ф.О., Ганбаров Х.Г.
Бакинский Государственный Университет
ТЕРМОУСТОЙЧИВОСТЬ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ И ДРОЖЖЕЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ СПОНТАННЫХ ПРОСТОКВАШ
Истоки многих направлений практического применения молочнокислых бактерий и дрожжей возникли в глубокой древности, когда человек начал стихийно использовать их в своей повседневной жизни.
Молочнокислые бактерии и дрожжи уже свыше ста лет привлекают к себе возрастающее внимание исследователей. Развитие микробиологии резко расширило и усовершенствовало области применения этих микроорганизмов. На основе их использования возникли крупные отрасли народного хозяйства. Велика роль молочнокислых бактерий в биологическом консервировании кормов и в приготовлении кисломолочных продуктов [4].
В последние десятилетия интерес к изучению молочнокислых бактерий возрос в связи со способностью обладать антибактериальными свойствами [5, 16, 17].
В процессе созревания кисломолочных продуктов, помимо молочнокислых бактерий, нередко принимают участие дрожжевые организмы, к которым принадлежит немаловажная роль в получении целевого продукта [1, 11, 14].
При получении некоторых кисломолочных продуктов (например, некоторых сортов сыра) в технологическом процессе требуется повышение температуры до 60-700С. Следовательно, микроорганизмы закваски должны быть устойчивы к высокой температуре и
исследование отношения данных микроорганизмов к высокой температуре имеет важное значение [3, 10, 12, 15, 18].
В предыдущих работах нами было изучено морфологические и некоторые физиологические особенности молочнокислых бактерий родов Lactobacillus и Streptococcus, и дрожжей родов Brettanomyces, Candida и Saccharomyces, выделенных из спонтанно-заквашиваемых простокваш, используемых в Азербайджане [2, 6-8].
Настоящая работа посвящена изучению устойчивости молочнокислых бактерий и дрожжей к высокой температуре.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В качестве объектов использовали культуры молочнокислых бактерий и дрожжей из коллекции культур микроорганизмов кафедры микробиологии Бакинского Государственного Университета. Все штаммы были выделены из спонтанно-заквашиваемых простокваш, используемых населением Кура-Аразинской агроклиматической области Азербайджана. Бактериальные культуры относились к видам: Lactobacillus aciaticae штаммы BL1 и BL3, L.fermentati штамм HA41, L.longum штаммы ST85 и AQ40, L.pentosum штаммы BI68, MI42 и KD27, Streptococcus cremoris штаммы GA28 и GA29, Str. lactis штаммы SA23 и SA102, а дрожжевые культуры - Brettanomyces intermedius штаммы SA17 и SA17a, Candida kefir штаммы BL2 и BL2k, C.macedoniensis штаммы BI79 и MI44, C.pelliculosa штаммы HA45 и HA45a, C.pseudotropicalis штаммы DI78 и KS19, Saccharomyces cerevisiae штаммы AQ46 и SI72.
Устойчивость культур микроорганизмов к высокой температуре изучали в физиологическом растворе (0,9% NaCl), где количество клеток в суспензии составляло для бактерий 105 КОЕ /ml, а для грибов -
104 КОЕ /ml. Суспензии клеток в пробирках поддерживали в водяной бане при 40, 50, 60, 70, 80 и 900С в течении 30 мин [4].
После инкубации суспензии хорошо перемешивали, засевали на агаризованную питательную среду. Количество выживших клеток определяли по выросшим колониям и выражали в %-ах по отношению к исходной [13].
Все опыты поставлены в 4-х повторностях и статистически обработаны [9].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
Изучение устойчивости штаммов молочнокислых бактерий к температуре показало, что при 400С все исследуемые культуры полностью сохраняют жизнеспособность. При 500С наблюдается незначительное уменьшение количества живых клеток, а при 600С у Lactobacillus aciaticae погибли 24-28%, у L.fermentati - 16%, у L.longum
- 29-32%, у L.pentosum - 18-20% клеток (табл. 1). Уменьшение количества живых клеток при 700С у бактерий рода Lactobacillus составляло 46-68%, а у бактерий рода Streptococcus - 39-56%. Значительная гибель клеток наблюдалась при 800С. Так, при этом клетки бактерий рода Lactobacillus погибли на 71-92%, а у бактерий рода Streptococcus - на 62-88%. Большинство исследуемых штаммов погибли при поддержании их при 900С. Однако у некоторых штаммов в определенной степени сохранялись жизнеспособные клетки. Например, у Lactobacillus fermentati штамм HA41 - 9%, у L.pentosum штамм BI68
- 7%, у Streptococcus cremoris штамм GA28 - 15% и у Str.cremoris штамм GA29 - 14% клеток остались живыми (табл. 1).
Следует отметить, что у штаммов Streptococcus cremoris GA28 и GA29 количество жизнеспособных клеток была в 1,6 - 2,1 раза больше, чем у штаммов Lactobacillus fermentati HA41 и L.pentosum DI68. Следовательно,
наиболее устойчивыми к высокой температуре оказались штаммы бактерий Streptococcus cremoris.
Таблица 1
Устойчивость клеток молочнокислых бактерий к высокой температуре (время инкубации 30 мин.)
Виды бактерий Штаммы бактерий Количество клеток бактерий в %-ах
Температура в QC
40 50 60 70 80 90
Lactobacillus BL1 100 98 76 45 17 0,0
aciaticae BL3 100 96 72 40 14 0,0
L.fermentati HA41 100 98 84 54 29 9,0
L.longum ST85 100 96 71 43 17 0,0
AQ40 100 95 68 41 15 0,0
L.pentosum BI68 100 96 78 50 27 7,0
MI42 100 98 58 32 8 0,0
KD27 100 96 58 33 8 0,0
Streptococcus GA28 100 97 88 61 38 15
cremoris GA29 100 98 86 60 36 14
Str.lactis SA23 100 99 82 47 20 0,0
SL102 100 96 80 44 17 0,0
Примечание: Исходное количество клеток принято за 100%.
У исследуемых бактерий степень термоустойчивости варьировала не только на уровне вида, но и на уровне штамма. Например, изменение температуры от 600С до 70-800С приводила к увеличению количества погибших клеток у Lactobacillus aciaticae штамм BL1 в 1,7 и 4,5 раза, у L.aciaticae, штамм BL3
- в 1,8 и 5,1 раза, соответственно; у L.longum штамм СТ85 увеличение составляло 1,7 и 4,2 раза; у L.longum штамм AQ40 - 1,7 и 4,5 раза; у L.pentosum штаммы BI68 - 1,7 и 2,9 раза; у L.pentosum штаммы MI42 и KD29
- 1,8 и 7,3 раза; у Streptococcus lactis штамм SA23 - 1,7 и 4,1 раза, а у Str.lactis штаммы SL102 - 1,8 и 4,0 раза, соответственно (табл. 1).
Таким образом, показано, что термоустойчивость для исследуемых 6 видов (из двух родов) молочнокислых бактерий не является строго видовым свойством и в значительной степени может меняться на уровне штамма.
Клетки дрожжевых организмов при 500С не погибали, за исключением штаммов Brettanomyces intermedius SA17 и SA17a, у которых наблюдалось небольшое (4-5%) уменьшение количества клеток. У последних при 600С клетки погибали на 18-20%, а при 700С - на 46-50%. Далее наблюдалось резкое уменьшение живых клеток, т. е. при 750С количество живых клеток уменьшилось на 79-81%, а при 800С все клетки погибли (табл. 2).
У штаммов дрожжей рода Candida небольшое уменьшение количества живых клеток наблюдалось при 600С и составляло 4-8%. У C. kefir штаммы BL2 и BL2k при 700С число погибших клеток составляло 30-32%, а при 800С
- 90-91%. У C. macedoniensis штаммы BI79 и MI44 при 70 и 800С число мертвых клеток составляло 32-34% и 90-92%, соответственно (табл. 2). Клетки штаммов C.pelliculosa HA45 и HA45a при 70 и 800С погибли, соответственно, на 32 и 94%, а C.pseudotropicalis BI78 и KD19 - на 30 и 91%, соответственно.
У штаммов гриба Saccharomyces cerevisiae AQ46 и ST72, клетки оказались более устойчивыми к высокой температуре. Так, все клетки остались живыми при 600С, а при 70 и 800С наблюдалось гибель клеток на 20-23 и 81-83%, соответственно.
Следовательно, среди исследованных дрожжевых организмов наиболее устойчивыми к высокой температуре оказались штаммы Saccharomyces cerevisiae, а наиболее чувствительными - штаммы Brettanomyces intermedius. Дрожжи рода Candida по термоустойчивости занимали среднее положение.
Следует отметить, что дрожжевые организмы при 60 и 700С проявляют более высокую устойчивость, чем молочнокислые бактерии. Однако при 800С устойчивость дрожжей резко падает и при 900С все клетки погибают.
Таблица 2
Устойчивость дрожжевых клеток к высокой температуре (время инкубации 30 мин.)
Виды дрожжей Штаммы дрожжей Количество клеток дрожжей в %-ах
Температура в 0 C
50 60 70 75 80 90
Brettanomyces SA17 96 82 54 21 0,0 0,0
intermedius SA17a 95 80 50 19 0,0 0,0
Candida BL2 100 96 70 36 10 0,0
kefir BL2k 100 93 68 34 9 0,0
C. BI79 100 94 66 33 8 0,0
macedoniensis MI44 100 92 68 36 10 0,0
C.pelliculosa HA45 100 95 68 32 7 0,0
HA45a 100 94 68 33 6 0,0
Saccharomyces AQ46 100 100 80 41 19 0,0
cerevisiae ST72 100 98 77 40 17 0,0
Примечание: Исходное количество клеток принято за 100%.
У молочнокислых бактерий, наоборот, термоустойчивость при 800С больше, по сравнению с дрожжевыми организмами и некоторые из них сохраняют жизнеспособность даже при 900С. Так, у дрожжевых организмов количество живых клеток при 60 и 700С было 1,1-1,7 и 1,1-2,5 раза больше, по сравнению с молочнокислыми бактериями, а при 800С, наоборот, устойчивость молочнокислых бактерий в 1,4-4,8 раза больше, чем у дрожжей (за исключением Saccharomyces cerevisiae).
Таким образом, показано, что исследованные молочнокислые бактерии родов Lactobacillus и Streptococcus и дрожжей родов Candida и Saccharomyces проявляют достаточно высокую устойчивость к высоким температурам. Молочнокислые бактерии оказались более устойчивыми к высокой температуре по сравнению с дрожжевыми организмами.
Литература
1. Ганбаров Х.Г., Джафаров М.М. Микробиология лечебных и диетических кисломолочных продуктов. Баку, 2001, 130 с.
2. Ганбаров Х.Г., Джафаров М.М., Мирзоева Ф.С. Влияние температуры на рост молочнокислых бактерий рода Lactobacilluc //Труды Института Микробиологии Национальной Академии Наук Азербайджана. Баку: Элм, 2007, т. 5, с. 205-209.
3. Джапаридзе И.И. Термоустойчивость молочнокислых бактерий // Молочная промышленность. 1983, № 10, с. 19-20.
4. Квасников Е.И., Нестеренко О.А. Молочнокислые бактерии и пути их использования. М.: Наука, 1975, 385 с.
5. Мартиросян А., Чарян Л., Никищенко М. Антимикробная активность штаммов молочнокислых бактерий из кисломолочных продуктов «Каринэ» и «Мауун» //Микробиология, 2004, т. 40, № 2, с. 210-213.
6. Мирзоева Ф.О., Ганбаров Х.Г., Джафаров М.М. Отношение молочнокислях бактерий родов Streptococcus и Lactobacillus к спиртам // Труды Института Ботаники Национальной Академи Наук Азербайджана. Баку: Элм, 2006, т. 26, с. 422-425.
7. Мирзоева Ф.О. Морфо-культуральные свойства штаммов молочнокислых бактерий, выделенных из кисломолочных продуктов // Труды Института Ботаники Национальной Академи Наук Азербайджана. Баку: Элм, 2008, т. 28, с. 131-133.
8. Мирзоева Ф.О. Влияние простых сахаров на развитие молочнокислых бактерий и дрожжевых грибов, выделенных из Кура-Аразинской агроклиматической области //Труды Института Микробиологии Национальной Академии Наук Азербайджана. Баку: Элм, 2008, т. 6, с. 227-232.
9. Плохинский Н.А. Биометрия. М.: Из-во МГУ, 1998, 150 с.
10.Семенехина В.Ф. Развитие микробиологии кисломолочных продуктов // Молочная промышленность. 1994, № 1, с. 9-12.
11.Скородумова А.М. Дрожжи молоко и молочных продуктов и их производственные значения. Москва, 1969, 246 с.
12.Сукецкене И. Термостойкая молочнокислая микрофлора двухмесячного голландского сыра // Труды Литовского филиала ВНИИМС, 1987, № 2, с. 161-167.
13.Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. Москва, 2005, 255 с.
14.Чужова З.П., Хренова Т.П. Морфологические и физиолого-биохимические свойства дрожжей, сбраживающих лактозу // Молочная промышленность, 1985, № 9, с. 20-23.
15.Coster E., White H. Effect of temperature on growth of Pedicoccus //Jour. Gen. Microbiology. 1964, v. 37, p.15-17.
16.Ivanova I., Miteva V., Stefanova T., Pantev A., Budakov I., Danova S. Characterizatvon of a bacteriocin produced by Stroptacoccus thermophilus. // Jntern. Journal of food Microbiology, 1998, v. 42, p. 147-158.
17.Niku-Paavola M., Laitila A., Matbila-Sandholm T., Haikara A. New types of antieccrobval compounds produced by Lactobacillus plantarum // Jour.Appl. microbvol. 1999, v. 86, p. 29-35.
18.Sandine W.E., Eleiker P.R., Hays H. Temperature optimum for Lactobacterium // Canad. Jour. Microbiology, 1982, v. 29, p. 161-164.
THERMOSTABILITY OF LACTIC-ACID BACTERIA AND YEASTS ISOLATED FROM SPONTANEONS SOUR
CLOTTED MILK
Aslanova - Mirzaeva F.O., Ganbarov Kh.G.
It has best shown that lactic-acid bacteria of genera Lactobacillus and Streptococcus, and yeasts of genera Candida and Saccharomyces, isolated from spontaneous sour clotted milk of Azerbaijan have higher thermostability.
The lactic - acid bacteria were more thermostable, than yeasts.
