РОЗДІЛ 2
ОРГАНІЗАЦІЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Вибір напрямку та методики досліджень
Дослідження проводились у відділі біотехнології Технологічного інституту молока
та м’яса УААН. Апробацію технологій бактеріальних препаратів та заквашувальних
культур для сухих і ферментованих молочних продуктів здійснювали в умовах
Дослідного виробництва бактеріальних заквасок ТІММ (нова назва Державне
дослідне підприємство бактеріальних заквасок ТІММ), технологій сухих продуктів
на ТОВ “Біостім”, кисломолочних продуктів – на ряді заводів України.
Основні напрямки досліджень та послідовність їхнього виконання відображено на
схемі (рис. 2.1).
Перший етап виконання роботи було присвячено теоретичному аналізу літератури з
питань ролі молочнокислих та біфідобактерій у харчуванні та здоров‘ї людей та
тварин, застосуванню цих мікроорганізмів у функціональних продуктах, а також
ознайомленню з сучасними технологіями бактеріальних препаратів для сухих
продуктів та заквашувальних культур. Проведено також критичний огляд методів,
що використовуються для дослідження пробіотичних молочнокислих,
пропіоновокислих та біфідобактерій, технологічних підходів до виробництва
бактеріальних концентратів та продуктів з їхнім використанням. Це дозволило
визначити основні напрямки роботи, мету, конкретні завдання та методи
досліджень.
Наступний етап склали роботи з селекції мікроорганізмів з високою біологічною
активністю та технологічністю. Було проведено скринінг високоефективних
промислових штамів з колекції ТІММ та вилучення нових штамів із біологічного
матеріалу від дітей та тварин.
Рис. 2.1. Схема проведення досліджень.
Досліджено біологічні властивості, що визначають функціональну активність
штамів, такі як антагоністична, адгезивна здатності, резистентність до
інгібіторів травної системи, біохімічна активність (b-галактозидазна,
протеолітична, ліполітична), здатність до асиміляції холестерину, а також
технологічні характеристики (ростові параметри, харчові потреби, умови
культивування, органолептичні показники тощо). За сукупністю ознак було
відібрано штами для сухих та ферментованих продуктів.
Наступні етапи було присвячено розробці технологій бактеріальних препаратів для
сухих та ферментованих продуктів, визначенню способу введення пробіотичних
культур до продуктів та дослідженню закономірностей функціонування
новостворених препаратів у продуктах та клінічному підтвердженню функціональної
активності продуктів. Одержані результати склали основу технологій та їхнього
вираження у нормативних документах.
Заключним етапом було впровадження розроблених технологій у виробництво.
2.2. Об’єкти досліджень
Об’єктами досліджень були колекційні та нововиділені культури молочнокислих, та
біфідобактерій, біологічний матеріал, композиції мікроорганізмів, поживні та
захисні середовища, бактеріальні препарати та заквашувальні культури, сухі та
ферментовані молочні продукти.
Із колекції промислових мікроорганізмів лабораторії біотехнології ТІММ до
роботи було залучено 93 чисті культури молочнокислих та біфідобатерій, що
належали до видів Lactococcus lactis, Streptococcus salivarius ssp.
thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, Lactobacillus
acidophilus та Bifidobcterium bifidum, B.longum, B.infantis, B.adolescentis.
2.3. Методи досліджень
Під час виконання роботи використовували традиційні та сучасні мікробіологічні,
технологічні і біохімічні методи досліджень.
2.3.1. Мікробіологічні методи. Ідентифікація та селекційні дослідження штамів
проводились відповідно до “Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology”
[357], за рекомендаціями Л.І.Банікової, Є.І.Кваснікова з співав. і “Сборника
инструкций по селекции МКБ” [105,226,358].
Культури молочнокислих бактерій підтримували у стерильному молоці, поновлюючи
їх через кожні 20-25 днів за оптимальних для кожного виду температурах росту.
Зберігали за температури (6-8) оС. Біфідобактерії підтримували на середовищі
Блаурокк або МГС, а пропіоновокислі бактерії на лактатному средовищі [205] або
на середовищі Гутьєреса наступного складу (г/л): глюкоза - 10, пептон – 10,
лактат – 5 сірчанокислий амоній – 0,5; фосфорнокислий калій (ІІ) – 2,
фосфорнокислий калій (І) – 1, сірчанокислий магній 0,05, хлористий кобальт –
0,05 і агар – 20 г.
Загальну кількість молочнокислих бактерій визначали стандартним методом висіву
згідно з ГОСТ 10444.11-89, біфідобактерій – за Shah [359], зброджування
вуглеводів – на середовищі Скородумової А.М. [360], інші загальноприйняті
біотехнологічні характеристики молочнокислих бактерій – відповідно до
рекомендацій Л.А.Баннікової, Н.С.Корольової та Є.І. Кваснікова і О.О.Нестеренко
[ 105,226,361].
Мікроскопічні препарати готували за загальновизнаною методикою та фарбували
метиленовим синім відповідно до ГОСТ 9225.
Аналіз мікроскопічних препаратів здійснювали за допомогою мікроскопу Motic
(Fischer Bioblock) з вмонтованою відеокамерою TopView 1000 зі збільшенням 1000
разів.
2.3.2. Методи дослідження біологічних властивостей окремих штамів бактерій та
їхніх композицій. Ураховуючи вимоги, що висуваються до штамів-пробіотиків,
дослідження біологічних властивостей культур проводили за наступними
методиками.
Стійкість до фенолу та NaCl визначали за Банніковою [266]
Стійкість до соляної та молочної кислот оцінювали у наступних дослідах:
12-годинні культури молочнокислих та біфідобактерій, вирощені у відповідних
поживних середовищах, підкислювали соляною ки