CZ33307U1

CZ33307U1 - Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií mléčného kvašení

Info

Publication number: CZ33307U1
Application number: CZ2019-36669U
Authority: CZ
Inventors: Irena Němečková; Šárka Havlíková; Gabriela Krausová; Alexandra Šalaková
Original assignee: Výzkumný ústav mlékárenský s.r.o.
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2019-10-15

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká hypoalergenního veganského média pro kultivaci bakterií mléčného kvašení rodů Lactococcus, Leuconostoc, Enterococcus, Streptococcus a Lactobacillus, které má hypoalergenní veganské složení. Toto médium je vhodné pro výrobu zákysových kultur bakterií mléčného kvašení, které jsou určeny pro výrobu veganských hypoalergenních fermentováných potravin a nápojů.

Dosavadní stav techniky

Nejběžnějšími médii pro kultivaci bakterií mléčného kvašení a výrobu zákysových kultur jsou mléko a média na bázi mléka. Zákysové kultury v mléčných médiích jsou vhodné pro výrobu fermentováných mléčných výrobků. Fermentováné mléčné výrobky však nemohou být konzumovány osobami s alergií na mléčné bílkoviny. Dosud známým řešením, které těmto osobám poskytuje možnost konzumovat probiotické bakterie mléčného kvašení, je hypoalergenní mléčný přípravek pro dospívající a dospělou populaci podle užitného vzoru CZ 22359 Ul. Základem tohoto přípravku je parciální nebo extenzivní hydrolyzát mléka nebo mléčných surovin, ve kterém je 85 % hmotn. mléčných bílkovin hydro lyžováno na peptidy menší než 5 kDa. Existují však i další skupiny konzumentů (vegani, někteří vegetariáni, osoby s laktózovou intolerancí), kteří mléčné výrobky, včetně mléčných výrobků hypoalergenních, odmítají nebo ze zdravotních důvodů nemohou konzumovat.

Uvedené skupiny konzumentů preferují fermentované nemléčné potraviny a nápoje na bázi rostlinných surovin, avšak i v těchto výrobcích odmítají zákysové kultury v mléčných médiích, a to včetně hypoalergenních variant. Dosud známá technická řešení odstraňující tento nedostatek využívají obdobné rostlinné suroviny jak pro výrobu finálních fermentovaných potravin, tak jako základ kultivačních médií pro výrobu zákysových kultur. Jedná se například o médium na bázi sóji pro výrobu lyofilizované sójové kultury podle užitného vzoru CZ 21912 Ul. Nevýhodou tohoto řešení však je, že sójové bílkoviny patří mezi významné potravinové alergeny. Dalšími dosud známými řešeními jsou například hypoalergenní bakteriální kultura k přípravě fermentovaných funkčních potravin podle užitného vzoru CZ 19556 Ul, jejímž základem je rýžová mouka, a startér pro výrobu fermentovaných výrobků z kokosového mléka podle užitného vzoru CZ 32261 Ul, který je na bázi kokosového mléka. Pro všechna tato technická řešení je charakteristické, že pro výrobu zákysových kultur bakterií mléčného kvašení využívají jako suroviny základní potraviny, které však přirozeně mají proměnlivou kvalitu. Problém spočívá zejména v mikrobiální kontaminaci těchto surovin, které proto vyžadují několikanásobné tepelné ošetření. S tepelným ošetřením jsou většinou navíc spojené i konzistenční změny (především houstnutí). Z těchto důvodů výroba zákysových kultur v médiích na bázi základních potravin klade zvýšené technické a kapacitní nároky na čerpání, ohřev, chlazení, úchovu a další technologické kroky. Uvedená technická řešení jsou tedy vhodná spíše pro maloobjemovou produkci, zatímco pro výrobu v průmyslovém měřítku se nehodí.

Kromě médií na bázi mléka a jiných základních potravin mohou být zákysové kultury kultivovány také v syntetických médiích. Laktobacily se typicky kultivují v MRS (deMan, Rogosa a Sharpe) médiu (Tab. 1), mléčné koky v Ml7 (Terzaghi) médiu (Tab. 2). Pro některé aplikace se složení těchto médií modifikuje buď přídavkem antibiotik (zvýšení selektivity médií až na úroveň bakteriálního druhu), anebo úplnou náhradou glukózy, respektive laktózy jiným sacharidem (výzkum schopnosti bakterií mléčného kvašení využívat daný sacharid, typicky prebiotikum). Dále je známo médium podle Ellikera pro kultivaci laktobacilů a streptokoků v mlékárenství (Tab. 3). Z hlediska výrobků pro vegany a pro alergiky jsou v těchto médiích

- 1 CZ 33307 U1 problematické tyto složky: pepton z kaseinu, enzymatický hydrolyzát kaseinu, sójový pepton, masový pepton, masový extrakt, želatina a laktóza monohydrát.

Dosud známá veganská syntetická média jsou kultivační médium pro buňky, které nezahrnuje zvířecí protein, podle evropského patentu číslo EP 1520008 a Lactobacilli HiVeg médium (Tab. 4). První jmenované médium však obsahuje problematickou složku sójový hydrolyzát, druhé jmenované médium monohydrát laktózy.

HiVeg hydrolyzát obsažený v Lactobacilli HiVeg médiu a další rostlinné peptony, rostlinné hydrolyzáty, rostlinné extrakty, rostlinné infůze apod. se nejčastěji vyrábějí z rýže, brambor, pšenice, hrášku, fazolí nebo arašídů. Nevýhodou některých z nich je, že mohou obsahovat alergeny z pšenice či arašídů. Typicky se používají jako suroviny pro speciální aplikace - mimo oblast kultivace bakterií mléčného kvašení - ve kterých poskytují lepší výsledky než suroviny z masa, kaseinu a sóji. Na druhou stranu pro kultivaci bakterií mléčného kvašení mají tyto suroviny méně vhodné složení makro- a mikronutrientů, které ve srovnání s klasickými syntetickými médii dosud při kultivaci neumožňovalo srovnatelně rychlý a srovnatelně vysoký nárůst.

Tabulka 1: Složení MRS média (pH 5,7 ± 0,2)

Složka	Koncentrace (g/l)
Pepton z kaseinu	10,0
Masový extrakt	8,0
Kvasničný extrakt	4,0
D-glukóza	20,0
Hydrogenfosforečnan didraselný	2,0
Tween 80	1,0
Hydrogencitran diamonný	2,0
Octan sodný	5,0
Síran hořečnatý	0,2
Síran manganatý	0,04

Tabulka 2: Složení Ml7 média (pH 7,2 ± 0,2)

Složka	Koncentrace (g/l)
Sójový pepton	5,0
Masový pepton	2,5
Pepton z kaseinu	2,5
Kvasničný extrakt	2,5
Masový extrakt	5,0
Laktóza monohydrát	5,0
Kyselina askorbová	0,5
Beta-glycerolfosfát sodný	19,0
Síran hořečnatý	0,25

Tabulka 3: Složení média podle Ellikera (pH 6,8 ± 0,2)

Složka	Koncentrace (g/l)
Enzymatický hydrolyzát kaseinu	20,0
Kvasničný extrakt	5,0
Dextróza	5,0
Laktóza monohydrát	5,0

-2CZ 33307 U1

Sacharóza	5,0
Želatina	2,5
Kyselina askorbová	0,5
Octan sodný	1,5
Chlorid sodný	4,0

Tabulka 4: Složení Lactobacilli HiVeg média (pH 6,8 ± 0,2)

Složka	Koncentrace (g/1)
HiVeg hydrolyzát	22,5
Kvasničný extrakt	5,0
Dextróza	5,0
Laktóza monohydrát	5,0
Sacharóza	5,0
Kyselina askorbová	0,5
Octan sodný	1,5
Chlorid sodný	4,0

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky odstraňuje hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií mléčného kvašení podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že médium obsahuje hráškový pepton v koncentraci 7,0 až 13,0 g/1, kvasničný extrakt v koncentraci 6,0 až 10,0 g/1, glukózu v koncentraci 2,0 až 10,0 g/1, glukózový sirup o dextrózovém ekvivalentu DE 25 až DE 45 v koncentraci 5,0 až 15,0 g/1, kyselinu askorbovou v koncentraci 0,3 až 0,7 g/1 a síran hořečnatý v koncentraci 0,15 až 0,35 g/1, přičemž všechny složky média jsou rozpuštěny v destilované vodě. Aktivní kyselost (pH) média je 5,8 až 7,4. Médium dále s výhodou obsahuje beta-glycerolfosfát sodný v koncentraci 15,0 až 25,0 g/1 a/nebo dihydrogenfosforečnan draselný v koncentraci 1,0 až 3,0 g/1 společně s dodekahydrátem hydrogenfosforečnanu disodného v koncentraci 3,0 až 8,0 g/1 a/nebo sacharózu v koncentraci 1,0 až 5,0 g/1.

Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií mléčného kvašení neobsahuje žádné složky živočišného původu (na bázi masa, mléka, vajec, medu) a dokonce žádná z jeho složek není uvedena na Seznamu hlavních potravinových alergenů dle Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) číslo 1169/2011 o poskytování informací o potravinách spotřebitelům, ve znění pozdějších předpisů.

V médiu podle tohoto technického řešení lze kultivovat bakterie mléčného kvašení rodů Lactococcus, Leuconostoc, Enterococcus, Streptococcus a Lactobacillus, přičemž tyto bakterie v něm dosahují srovnatelného nárůstu jako v klasických syntetických médiích obsahujících živočišné složky a alergeny. Požadované účinnosti bylo dosaženo výběrem a optimalizací typů a složení jednotlivých zdrojů sacharidů, dusíkatých látek, růstových faktorů, vitaminů a minerálních látek, a rovněž pH a pufrační kapacity média.

Zdroji sacharidů v médiu podle tohoto technického řešení jsou glukóza, glukózový sirup a sacharóza. Při zachování stejné koncentrace celkových sacharidů je kombinace glukózy a glukózového sirupu o dextrózovém ekvivalentu DE 25 až DE 45 účinnější než samotná glukóza nebo glukóza v kombinaci s jinými otestovanými sacharidy. Sacharóza synergický účinek glukózy a glukózového sirupu ještě zvyšuje, a navíc zvyšuje životaschopnost z tohoto média vyrobených zákysových kultur ve finálních fermentovaných potravinách a nápojích.

Jako zdroje dusíkatých látek, růstových faktorů, vitaminů a minerálních látek byly otestovány různé kombinace peptonů, hydrolyzátů, extraktů a infůzí na bázi kvasinek a různých rostlinných surovin, včetně obohacení těchto surovin o vitaminové a minerální přípravky. Jako optimální se ukázala kombinace hráškového peptonu spolu s kvasničným extraktem, a to při vyšší koncentraci kvasničného extraktu, než odpovídá klasickým médiím podle dosavadního stavu techniky. Tyto složky jsou doplněny síranem hořečnatým jakožto zdrojem hořečnatých iontů. Další zdroje vitaminů ani minerálních látek přidávat není potřeba. Kyselina askorbová v médiu nemá funkci vitaminu, ale antioxidantu.

Pro kultivaci samotných koko vitých rodů bakterií mléčného kvašení médium s výhodou obsahuje selekční apufirační činidlo beta-glycerolfosfát sodný apH média je 6,8 až 7,4. Pro kultivaci samotných laktobacilů anebo pro kultivaci koků a laktobacilů společně médium s výhodou obsahuje pufrační kombinaci dihydrogenfosforečnanu draselného a dodekahydrátu hydrogenfosforečnanu disodného a pH média je 5,8 až 7,0. Pufrační látky v médiu zvyšují nárůst bakterií mléčného kvašení tím, že zpomalují pokles pH k hodnotám inhibujícím růst.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií Enterococcus faecium vznikne rozpuštěním složek uvedených v Tab. 5 v destilované vodě.

Tabulka 5: Složení hypoalergenního veganského média pro kultivaci bakterií Enterococcus faecium (pH 7,0 ± 0,2)

Složka	Koncentrace (g/l)
Hráškový pepton	10,0
Kvasničný extrakt	9,0
Glukóza	5,0
Glukózový sirup o dextrózovém ekvivalentu 30	8,0
Kyselina askorbová	0,4
Síran hořečnatý	0,22

Příklad 2

Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci mezofílní kultury obsahující bakterie Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. lactis biovar diacetylactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris a Leuconostoc spp. vznikne rozpuštěním složek uvedených v Tab. 6 v destilované vodě.

Tabulka 6: Složení hypoalergenního veganského média pro kultivaci mezofilní kultury (pH 7,2 ±

0,2)

Složka	Koncentrace (g/l)
Hráškový pepton	10,0
Kvasničný extrakt	8,0
Glukóza	6,0
Glukózový sirup o dextrózovém ekvivalentu 35	13,0
Kyselina askorbová	0,6
Beta-glycerolfosfát sodný	20,0
Síran hořečnatý	0,30

-4CZ 33307 U1

Příklad 3

Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií Lactobacillus helveticus vznikne rozpuštěním složek uvedených v Tab. 7 v destilované vodě.

Tabulka 7: Složení hypoalergenního veganského média pro kultivaci bakterií Lactobacillus helveticus (pH 6,0 ± 0,2)

Složka	Koncentrace (g/l)
Hráškový pepton	12,0
Kvasničný extrakt	6,5
Glukóza	9,0
Glukózový sirup o dextrózovém ekvivalentu 40	13,0
Kyselina askorbová	0,3
Dihydrogenfosforečnan draselný	2,2
Dodekahydrát hydrogenfosforečnanu disodného	5,7
Síran hořečnatý	0,18

Příklad 4

Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci jogurtové kultury směsi bakterií Streptococcus thermophilus a Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus vznikne rozpuštěním složek uvedených v Tab. 8 v destilované vodě.

Tabulka 8: Složení hypoalergenního veganského média pro kultivaci směsi bakterií Streptococcus thermophilus a Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus (pH 6,8 ± 0,2)

Složka	Koncentrace (g/l)
Hráškový pepton	9,0
Kvasničný extrakt	7,0
Glukóza	4,0
Glukózový sirup o dextrózovém ekvivalentu 25	10,0
Sacharóza	4,0
Kyselina askorbová	0,5
Dihydrogenfosforečnan draselný	2,4
Dodekahydrát hydrogenfosforečnanu disodného	6,3
Síran hořečnatý	0,25

Příklad 5

Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií Streptococcus thermophilus vznikne rozpuštěním složek uvedených v Tab. 9 v destilované vodě.

Tabulka 9: Složení hypoalergenního veganského média pro kultivaci bakterií Streptococcus thermophilus (pH 7,2 ± 0,2)

Složka	Koncentrace (g/l)
Hráškový pepton	8,0
Kvasničný extrakt	8,5
Glukóza	2,5
Glukózový sirup o dextrózovém ekvivalentu 40	9,0
Sacharóza	2,5

-5 CZ 33307 U1

Kyselina askorbová	0,5
Beta-glycerolfosfát sodný	18,0
Síran hořečnatý	0,20

Průmyslová využitelnost

Hypoalergenní veganské médium je využitelné pro kultivaci bakterií mléčného kvašení rodů Lactococcus, Leuconostoc, Enterococcus, Streptococcus a Lactobacillus. Výhodné je zejména pro velkoobjemovou výrobu zákysových kultur těchto rodů, které jsou následně využitelné pro výrobu veganských hypoalergenních fermentovaných potravin a nápojů.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims

1. Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií mléčného kvašení, vyznačující se tím, že obsahuje hráškový pepton v koncentraci 7,0 až 13,0 g/1, kvasničný extrakt v koncentraci 6,0 až 10,0 g/1, glukózu v koncentraci 2,0 až 10,0 g/1, glukózový sirup o dextrózovém ekvivalentu DE 25 až DE 45 v koncentraci 5,0 až 15,0 g/1, kyselinu askorbovou v koncentraci 0,3 až 0,7 g/1 a síran hořečnatý v koncentraci 0,15 až 0,35 g/1, vše rozpuštěné v destilované vodě.

2. Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií mléčného kvašení podle nároku 1, vyznačující se tím, že jeho aktivní kyselost (pH) je 5,8 až 7,4.

3. Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií mléčného kvašení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje beta-glycerolfosfát sodný v koncentraci 15,0 až 25,0 g/1.

4. Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií mléčného kvašení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje dihydrogenfosforečnan draselný v koncentraci 1,0 až 3,0 g/1 a dodekahydrát hydrogenfosforečnanu disodného v koncentraci 3,0 až 8,0 g/1.

5. Hypoalergenní veganské médium pro kultivaci bakterií mléčného kvašení podle předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dále obsahuje sacharózu v koncentraci 1,0 až 5,0 g/1.