Погибают ли молочнокислые бактерии при заморозке

Влияние замораживания на жизнеспособность микроорганизмов

Основными причинами, вызывающими порчу свежих плодов и овощей, являются повреждения, вызванные микроорганизмами. На поверхности замороженных плодоовощных продуктов обнаруживаются, главным образом, те же виды микроорганизмов, что и на свежих. Кроме того, дополнительно были установлены почвенные и водные микроорганизмы, попадающие на продукцию при переработке. Микроорганизмы относительно легко приспосабливаются к различным неблагоприятным условиям, в том числе и к низким температурам. Установлено, что некоторые виды болезнетворных бактерий остаются жизнеспособными при температурах от -20 до -45°С. Однако в замороженных продуктах никогда не отмечалось развития патогенных микроорганизмов.

Замораживание по-разному влияет на разные виды микроорганизмов. При температуре ниже -10°С микроорганизмы развиваться не могут, большинство психрофильных микроорганизмов прекращает жизнедеятельность при температурах ниже -5. -7°С. Наиболее устойчивыми к низким температурам считаются плесневые грибы и дрожжи. Наиболее чувствительны к отрицательным температурам не образующие спор бактерии. Однако полного отмирания всех микроорганизмов при замораживании практически не происходит. Например, количество спор грибов при хранении замороженных продуктов при -12°С в течение 114 дней снижалось с 10 млн единиц на 1 см 2 до нескольких единиц, которые оставались жизнеспособными и могли размножаться в благоприятных условиях. На гибель микроорганизмов при замораживании в первую очередь влияют температура и время замораживания, а также кислотность среды. Лучше всего микроорганизмы выживают в нейтральной или слабощелочной среде. Медленное замораживание вызывает более активную гибель микроорганизмов, чем быстрое, так как в них так же образуются крупные кристаллы льда, разрушающие протоплазму и клеточные оболочки. При температуре -4°С микроорганизмы погибают в большей степени, чем при -15°С и при -24°С. Установлено, что бактерии выживали при длительном хранении (220 дней) при отрицательных температурах. При -10°С выживаемость составила 2,5%, при -15°С — 8,2%, при -20°С — 53%. Некоторые виды микроорганизмов выдерживают многократное замораживание и оттаивание.

При производстве многих быстрозамороженных плодов и овощей применяется бланширование, в результате которого создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов. При медленном охлаждении продукции, а также за счет того, что при бланшировании снижаются естественные защитные реакции самих растительных тканей, микроорганизмы получают хорошую питательную среду для жизнедеятельности. Поэтому бланшированные плоды нужно подвергать быстрому охлаждению до температуры ниже 5°С и быстрому замораживанию. Чем выше скорость замораживания, тем ниже степень обсемененности продукции микроорганизмами.

Микроорганизмы, сохранившиеся в замороженной продукции, после оттаивания могут развиваться и служить причиной ее порчи. Длительное оттаивание замороженных плодов и овощей создает благоприятные условия для развития психрофильных дрожжей, плесеней и молочнокислых бактерий. Считается, что при температуре от -10°С до +3°С могут развиваться сапрофитные психрофильные микроорганизмы, вызывающие порчу продукции. При низких положительных температурах (+3°С и выше) могут начинать медленно развиваться патогенные микроорганизмы.

При изготовлении консервов или соков из замороженных фруктов или полуфабрикатов необходимо учитывать, что добавление небольших количеств сахара повышает выживаемость микроорганизмов. Добавление поваренной соли в концентрации до 3% оказывает на бактерии защитное влияние, повышение концентрации соли вызывает осмотическую деструкцию микроорганизмов.

Анализируя известные сведения, ученые пришли к выводу, что температура хранения замороженной плодоовощной продукции, предупреждающая развитие эпифитной микрофлоры, должна быть не ниже -18°С.

Источник

Лиофилизация остается наиболее эффективным способом консервирования микроорганизмов

ВЫЖИВАЕМОСТЬ ПРОБИОТИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ КОНСЕРВИРОВАНИЯ

Исследование жизнеспособности Propionibacterium shermanii , Bifidobacterium bifidum и Lactococcus lactis при замораживании и сублимационном высушивании

В статье приведены результаты исследований по изучению жизнеспособности пробиотических бактерий при замораживании и сублимационном высушивании. Консорциум пробиотических бактерий культивировали на питательной среде с добавлением селенита натрия в концентрации 0,03 мг/мл для стимулирования синтеза экзополисахаридов. Консервирование микроорганизмов проводили при достижении стационарной фазы развития. Для концентрирования биомассы использовали центрифугирование с частотой вращения 3000 об./мин в течение 25 мин. В качестве защитной среды использовали стерильный 10%-ный раствор сахарозы с добавлением буферных солей. Биомассу бактерий замораживали при температуре минус (18-22) о C в течение двух часов. Опытным путем были подобраны оптимальные режимы лиофилизации: давление — 0,01-0,03 атм., температура минус (50,3-51,2) о С, продолжительность 28 ч. Массовая доля влаги в высушенном препарате составила 4%. Выживаемость культур при высушивании составила 76-85% в зависимости от видовой принадлежности.

Сохранение штаммов культур в жизнеспособном состоянии без потери производственно-ценных свойств является одной из важных задач в пищевой биотехнологии. Анабиоз как естественный процесс выживания клетки остается наиболее эффективным способом консервирования бактерий. Длительность хранения бактерий, введенных в ксероанабиоз, достигает 50 лет с сохранением высокой плотности популяций в препарате.

В связи с огромным разнообразием существующих микроорганизмов единого протокола сохранения микробных культур, отвечающего всем предъявляемым требованиям, не существует. Методы хранения микробных культур широко варьируют для разных видов микроорганизмов в силу большого разнообразия присущих им биологических свойств. Даже для разных штаммов одного вида не всегда приемлем один и тот же метод [3].

Изучение способности пробиотических микроорганизмов переживать стрессовые условия при замораживании и сублимации вызвано научным интересом в рамках теории адаптации и необходимостью создания продуктов на основе устойчивых пробиотических культур, длительное время сохраняющих способность к размножению, без утраты и изменения нативных свойств.

Объекты и методы исследований

Объектом исследований являлась ассоциация культур бактерий Propionibacterium shermanii, Bifidobacterium bifidum и Lactococcus lactis из фонда ВКПМ (г. Москва).

Наращивание биомассы консорциума пробиотических микроорганизмов проводили на сывороточной среде с добавлением буферных солей, структурирующего агента и антиоксидантов с промежуточной нейтрализацией до наступления стационарной фазы. Для оптимизации среды в целях повышения синтезэкзополисахаридов микроорганизмами закваски использовали стерильный 1%-ный раствор селенита натрия.

Лиофилизацию биомассы бактерий проводили на аппарате сублимационной сушки марки VacuPro II. Для количественного учета микроорганизмов использовались стандартные бактериологические методы.

Результаты и их обсуждение

Длительное хранение бактерий с сохранением ценных свойств основано на ингибировании протекающих обменных процессов в клетке. К таким способам относятся криоанабиоз микроорганизмов и высушивание бактерий из замороженного состояния (лиофилизация). Эффект консервации при сублимации достигается путем снижения активности воды путем удаления свободной влаги в условиях субнулевых температур.

При замораживании для защиты биомассы применяли среду на основе сахарозы и натрия лимоннокислого. В присутствии в среде натрия лимоннокислого происходят обратимые повреждения аминокислотной транспортной системы клетки, сахароза повышает вязкость среды, снижая скорость движения молекул воды и обезвоживания мембран.

Концентрированную биомассу смешивали с защитной средой в равных соотношениях и замораживали при температуре минус (18-22) о С. После реактивации замороженного препарата определяли количество жизнеспособных клеток. Влияние процесса замораживания на сохранность жизнеспособных клеток показано на рисунке 1.

Рисунок 1 – Выживаемость культур консорциума при замораживании

Как видно из представленных данных, количество жизнеспособных клеток снижается незначительно, культуры консорциума обладают устойчивостью к повреждающим факторам криоконсервации. Экзополисахариды (ЭПС), вырабатываемые бактериями, обладают гидрофильными свойствами, что способствует дополнительному повышению вязкости среды. ЭПС в бактериальной клетке выполняют защитную функцию, предотвращая высыхание. Замораживание и высушивание высокопродуктивных ЭПС-синтезирующих культур возможны без дополнительных протекторов, однако устойчивость таких препаратов при длительном хранении и реактивации требует дальнейшего изучения.

Чувствительность разных видов микробов к замораживанию-оттаиванию неодинакова. В литературе имеются сведения, что грамотрицательные бактерии более чувствительны к замораживанию, чем грамположительные. Из грамположительных микробов наибольшей устойчивостью обладают кокки. Подобное различие, вероятно, связано с особенностями строения клеточной стенки. Даже в пределах одного вида разные штаммы показывают неодинаковую чувствительность к низким температурам [3].

К достоинствам криогенного хранения относят малое количество технологических операций и контрольных критических точек, повышающих вероятность вторичного обсеменения культур, обеспечение постоянства свойств микроорганизмов и доступность компонентов для подготовки протективной среды.

К недостаткам данного способа относят относительно короткую продолжительность хранения. Максимальный рекомендованный срок составляет 12 мес.

На следующем этапе была изучена жизнеспособность пробиотических культур консорциума в условиях сублимационного высушивания.

Высушивание биоматериалов из замороженного состояния (лиофилизация, сублимационное высушивание, замораживание-высушивание) — широко распространенный способ, при котором вода испаряется в условиях вакуума без оттаивания льда, что позволяет полностью сохранять первичную структуру объекта сушки. При использовании данного способа многие физиологически разнородные виды бактерий и бактериофаги удается сохранять в жизнеспособном состоянии 50 лет и более [2].

Лиофилизацию проводили после концентрирования биомассы бактерий путем центрифугирования в течение 20 мин при частоте n=3000 об./мин. Далее биомассу в асептических условиях смешивали с защитной средой в соотношении 1:1 и замораживали при температуре минус 20 о С.

После полного замораживания биомассу высушивали при следующих условиях: p=(0,01-0,03) атм., Т= минус (50,3-51,2) о С, τ=28 ч. Количественные показатели по выходу концентрированной биомассы рассмотрены в таблице 1.

Таблица 1. Выход биомассы консорциума пробиотических бактерий

Источник

5 мифов о заморозке

Замороженные продукты: вред или польза?

Делаете на зиму заготовки? Предпочитаете заранее запасаться домашними полуфабрикатами? Собираетесь в отпуск и не знаете, как сэкономить, не выбрасывая готовую еду из холодильника? Человечество давно изобрело отличный способ обеспечить сохранность продуктам питания – заморозку. Однако вокруг этого метода постоянно ведутся споры. Некоторые люди уверенны, что овощи, фрукты и мясо теряют свои полезные свойства после оттаивания. Другие утверждают, что кристаллизация – единственный шанс получить витамины в зимнее время года. Попробуем разобраться в истинах и выдумках.

5 МИФОВ О ЗАМОРАЖИВАНИИ ПРОДУКТОВ

Миф 1. Заморозка убивает болезнетворные бактерии.

Избавиться от вредных микроорганизмов поможет приготовление еды при высокой температуре. В морозильном ларе бактерии не погибнут, а всего лишь временно приостановят свою активность.

Миф 2. При заморозке теряются питательные свойства пищи.

Спорный вопрос, учитывая, что зимой в супермаркетах и на рынке продаются овощи и фрукты, наполненные нитратами. Старайтесь замораживать продукты «по сезону», а для процесса оттаивания используйте микроволновую печь или паровую баню. Таким образом, с водой не «убегут» витамины. Также специалисты рекомендуют съедать содержимое камеры как можно быстрее.

Миф 3. Положить в морозилку и приготовить через год.

Действительно с пельменями или порезанными на рагу овощами ничего не случится в специальном отделении холодильника. Другой вопрос – сохраняться ли качества и вкус еды после длительного пребывания в морозилке? Эксперты советуют соблюдать следующие правила относительно периодов хранения определенных продуктов:

• супы, готовые овощи и запеканки – 2-3 месяца;
• блюда из птицы – 4 месяца;
• приготовленное мясо – 2-3 месяца;
• сырые полуфабрикаты – 4-12 месяцев;
• птица – 9-12 месяцев.

Также рекомендовано использовать вакуумные упаковки. Они помогут сохранить баланс воздуха и влажности.

Миф 4. Замораживать можно все без исключения.

При минусовой температуре замерзнет любой продукт, но не каждый из них удастся потом приготовить. Например:

• листья салата и другие нежные овощи превратятся в несъедобную кашу;
• сливочный соус свернется;
• кофе впитает запахи морозилки и потеряет масла, которые обеспечивают вкус.

Не стоит также класть в домашнюю или производственную камеру яйца в скорлупе и консервы.

Миф 5. Повторная заморозка строго запрещена.

Если продукт достали из холодильной камеры не более чем на 2 часа (60 минут в жаркое время года), то обратно его положить вполне допустимо. Исключением является сырое мясо. При размораживании оно теряет влагу, что не приносит вреда, но отражается на вкусовых качествах готового блюда.

Замораживайте правильно!

Хотите, чтобы ваши продукты хранились дольше и не потеряли свои вкусовые качества? Соблюдайте правила хранения и пользуйтесь морозильным оборудованием от профессионалов. «Фростор Групп» – лидер российского рынка холодильного оборудования. Мы предлагаем множество моделей морозильных ларей и комплектующих к ним для заведений общественного питания, магазинов и дома. В ассортименте самые современные агрегаты, которые помогут быть уверенными в качестве продуктов питания даже после длительной заморозки.

Источник