(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl6: C12N 1/00 A21D 2/08 (54) Szczepionka do fermentacji zakwasów piekarskich oraz sposób jej wytwarzania (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 24/95 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/99 (73) Uprawniony z patentu: Włodarczyk Magdalena, Łódź, PL Włodarczyk Aleksandra, Łódź, PL Grzelak Tomasz, Łódź, PL Krusz Witold, Łodź, PL Diowksz Anna, Łódź, PL Jeżyńska Barbara, Łódź, PL Adamów-Piaszczyńska Maria, Łódź, PL Dziugan Piotr, Zgierz, PL Steglińska Helena Małgorzata, Łódź, PL (72) Twórcy wynalazku: Magdalena Włodarczyk, Łódź, PL Aleksandra Włodarczyk, Łódź, PL Tomasz Grzelak, Łódź, PL Witold Krusz, Łódź, PL Anna Diowksz, Łódź, PL Barbara Jeżyńska, Łódź, PL Maria Adamów-Piaszczyńska, Łódź, PL Piotr Dziugan, Zgierz, PL Helena Małgorzata Steglińska, Łódź, PL (57) 1. Szczepionka do fermentacji zakwasów piekarskich, złożona z populacji bakterii mlekowych i drożdży, znam ienna tym, że zawiera w postaci zliofilizowanej następujące szczepy bakterii mlekowych: Lactobacillus plantarum BJ-1994 w ilości 30%, Lactobacillus brevis A D-1994 w ilości 25%, Lactobacillus sanfrancisco M W w ilości 25% oraz drożdże Saccharomyces cerevisiae M P-1994 w ilości 20%. PL B1

2 Szczepionka do fermentacji zakwasów piekarskich oraz sposób jej wytwarzania Zastrzeżenia patentowe 1. Szczepionka do fermentacji zakwasów piekarskich, złożona z populacji bakterii mlekowych i drożdży, znam ienna tym, że zawiera w postaci zliofilizowanej następujące szczepy bakterii mlekowych: Lactobacillus plantarum BJ-1994 w ilości 30%, Lactobacillus brevis AD-1994 w ilości 25%, Lactobacillus sanfrancisco M W w ilości 25% oraz drożdże Saccharomyces cerevisiae M P-1994 w ilości 20%. 2. Szczepionka według zastrz: 1, znamienna tym, że zawiera zdolnych do wzrostu bakterii mlekowych 3-5 x 109/ 1g oraz drożdży 2-3 x 108/ 1g. 3. Sposób wytwarzania szczepionki do fermentacji zakwasów piekarskich, znamienny tym, że populacja bakterii mlekowych: Lactobacillus plantarum BJ-1994, Lactobacillus brevis AD-1994, Lactobacillus sanfrancisco MW-1994 oraz drożdży Saccharomyces cerevisiae M P-1994 poddaje się inkubacji w ciekłym podłożu według Davisa, Bisseta i Hale a w temperaturze 28 C w czasie 24 godzin, po czym całością otrzymanego inokulum szczepi się ponownie sterylną pożywkę o objętości dziesięciokrotnie większej i poddaje inkubacji w temperaturze 28 C w czasie 24 godzin, a po uzyskaniu namnożenia bakterii mlekowych rzędu 109/cm3 i drożdży rzędu 108/cm3, zaszczepia się otrzymane inokulum na podłożu złożonym z mieszanki mąki żytniej i sojowej, substancji ochronnej w postaci sacharozy lub maltozy oraz wody w ilości 65-75% wagowych w temperaturze 28 C w. czasie 24 godzin, przy czym inkubację prowadzi się do momentu początku fazy wzrostu stacjonarnego, a tak otrzymaną kulturę surową poddaje się szybkiemu zamrożeniu i liofilizacji w czasie 22 godzin, przy temperaturze kondensatora -55 C, temperaturze półek +30 C oraz ciśnieniu w komorze liofilizatora x 10-3 mb. 4. Sposób według zastrz. 3, znam ienny tym, że liofilizację prowadzi się do uzyskania zawartości wody nie przekraczającej 7% wagowych, a po jej zakończeniu gotowy preparat rozdrabnia się i pakuje * * * Przedmiotem wynalazku jest szczepionka do fermentacji zakwasów piekarskich oraz sposób jej wytwarzania. Szczepionka zwana jest w dalszej części opisu kulturą starterową, przeznaczoną do intensyfikacji i żądanego ukierunkowania fermentacji zakwasów do wytwarzania chleba konwencjonalnego oraz różnych gatunków pieczywa dietetycznego. Uzyskanie pieczywa o dobrych walorach smakowych, aromatycznych i prawidłowej strukturze miękiszu uwarunkowane jest zrównoważonym przebiegiem fermentacji mlekowo-etanolowej. W przemysłowej technologii pieczywa fermentowanego przy ograniczonej do dwu lub trzech faz fermentacji zakwasów, procesy spontaniczne nie gwarantują oczekiwanych rezultatów. W składzie mikroflory dominują drożdże, co przy niskiej aktywności kwaszącej bakterii sprawia, że fermentacja mlekowa jest często niewłaściwie ukierunkowana. W praktyce piekarniczej wielu krajów stosowane są różne postacie szczepionek kultur ukierunkowujących i intensyfikujących fermentację zakwasów piekarskich. W opisach patentowych USA nr nr , i omówiono stosowanie pałeczek mlekowych drogą ciągłego zasilania dzież fermentacyjnych pastą homo- i hetero fermentacyjnych pałeczek mlekowych. W czasopiśmie Nowyje sztamy mołoczno kisłych bakterij rżanych zakwasok, 11, 4, 1967r. opisano skuteczną fermentację piekarską uzyskaną przy użyciu najprostszych szczepionek w postaci 24-godzinnych mono- lub mieszanych kultur bakterii fermentacji mlekowej.

3 Znane jest również stosowanie tak zwanych kultur starterowych w formie zamrożonych lub zliofilizowanych koncentratów czystych kultur opisane w czasopiśmie Journal Food Protection : 4 1, 980(1987) oraz 41, 977(1978). Znane jest też stosowanie czystej kultury Lactobacillus sanfrancisco do produkcji chleba francuskiego opisane w opisach patentowych USA nr nr i oraz zamrażanie tej kultury bez wstępnej izolacji komórek przedstawione w opisie patentowym USA nr Praktyka wykazała, iż zamrożone preparaty bakteryjne są uciążliwe zarówno w dystrybucji jak i w przechowywaniu, wymagają bowiem zachowania łańcucha chłodniczego. Wysuszone sublimacyjnie komórki można przechowywać z zachowaniem ich pełnej aktywności fizjologicznej do 3 miesięcy w temperaturze pokojowej, a w temperaturze 4 C ponad rok. W opisie patentowym USA nr opisano liofilizację różnych typów bakterii, które nie były wcześniej wyodrębnione z ich środowiska naturalnego, zaś w opisie patentowym USA nr , wskazano na wysoką przeżywalność bakterii, do 35%, uzyskaną w wyniku skróconej fazy wzrostu lag. W ostatnich latach ukazały się liofilizowane szczepy bakterii mlekowych produkowane przez duńską firmę Christian Hansen's oferującą monokultury pałeczek mlekowych, które są wysuszone sublimacyjnie z glukozą jako czynnikiem ochronnym. Znane szczepionki starterowe stosowane w celu intensyfikacji i założonego z góry ukierunkowania fermentacji zakwasów piekarskich nie odtwarzają wiernie biocenozy tego środowiska. Zatem zmierzając do ideału, badania winny iść w kierunku skomponowania takiej wspólnoty, w zakresie której każdy ze składników znalazłby właściwą dla siebie niszę ekologiczną, a nadto, aby składowe szczepy pozostały w relacjach symbiotycznych. Kultura starterowa według wynalazku złożona z populacji bakterii mlekowych i drożdży, charakteryzuje się tym, że zawiera w postaci zliofilizowanej następujące szczepy bakterii mlekowych: Lactobacillus plantarum BJ-1994 w ilości 30%, Lactobacillus brevis AD-1994 w ilości 25%, Lactobacillus sanfrancisco M W w ilości 25% oraz drożdże Saccharomyces cerevisiae M P-1994 w ilości 20%. Sposób wytwarzania kultury starterowej według wynalazku polega na tym, że populacje bakterii mlekowych: Lactobacillus plantarum BJ-1994, Lactobacillus brevis AD-1994, Lactobacillus sanfrancisco M W oraz drożdży Saccharomyces cerevisiae M P-1994 poddaje się inkubacji w ciekłym podłożu według Davisa, Bisseta i Hale'a w temperaturze 28 C w czasie 24 godzin, po czym całością otrzymanego inokulum szczepi się ponownie sterylną pożywkę o objętości dziesięciokrotnie większej. Inkubację prowadzi się w temperaturze 28 C w czasie 24 godzin, to jest do osiągnięcia początku fazy wzrostu stacjonarnego, czemu odpowiada zawartość zdolnych do wzrostu komórek bakterii mlekowych rzędu 109/cm3 i drożdży rzędu 108/cm3. Tak otrzymanym inokulum zaszczepia się właściwe podłoże do produkcji szczepionki, w skład którego wchodzi mąka żytnia i sojowa oraz substancje ochronne w postaci sacharozy lub maltozy uzupełnionej w odą w ilości 65-75% wagowych. Inkubację prowadzi się w temperaturze 28 C w czasie 24 godzin. Tak otrzymaną kulturę surową umieszcza się na tacach w warstwach o grubości 15 mm, po czym poddaje się szybkiemu zamrożeniu, a następnie liofilizacji w czasie do 22 godzin, przy temperaturze kondensatora -55 C, temperaturze półek +30 C oraz ciśnieniu w komorze liofilizatora x 10-3 mb. Liofilizację prowadzi się do zawartości wody nie przekraczającej 7% wagowych, po czym po jej zakończeniu gotowy preparat mieli się w młynie kulowym i pakuje w opakowania nie przepuszczające wilgoci. Gotowy preparat według wynalazku zawiera zdolnych do wzrostu komórek bakterii mlekowych 3-5 x 109/ 1 g i drożdży 2-3 x 108/ 1g. Jedną z podstawowych zalet kultury starterowej według wynalazku, niespotykaną wśród znanych dotychczas preparatów, jest zdolność tworzenia układów komensalnych i mutualistycznych z drobnoustrojami czynnymi w zakwasach chlebowych. Liofilizowany według wynalazku preparat, który swoją postacią nawiązuje do tak zwanego sztywnego zaczątku stosowanego w tradycyjnych technologiach piekarskich, zapewnia harmonijny rozwój i równoważne relacje ilościowe bakterii i drożdży już na początku fermentacji zakwasów. Dzięki temu istnieje możliwość wcześniejszego przewidywania dynamiki rozwoju drobnoustrojów w poszczególnych fazach fermentacyjnych ciasta oraz zaprogramowania udziału kwasu mlekowego i kwasu octowego,

4 odpowiednio 84-90% i 6-10% kwasości ogólnej. Kultura starterowa zapewnia też znaczną oszczędność drożdży prasowanych rzędu 50%, a przede wszystkim uzyskanie wyrobów piekarskich o wysokiej jakości oraz znaczne obniżenie kosztów produkcji. Wysoka aktywność fizjologiczna liofilizowanych bakterii mlekowych i drożdży zawartych w kulturze starterowej według wynalazku zapewnia eliminację co najmniej jednej fazy fermentacji, co oznacza skrócenie cyklu produkcyjnego do godzin w odniesieniu do aktualnie praktykowanego 36-godzinnego cyklu. Pieczywo otrzymane przy pomocy kultury starterowej według wynalazku, charakteryzuje się dobrą porowatością miękiszu, właściwą barw ą skórki, przedłużoną trwałością konsumpcyjną oraz pełnym aromatem i smakiem tradycyjnego chleba na zakwasach, a także wyrównaną jakością. Zapewnia również ograniczenie dodatku drożdży do 50% obecnie stosowanych w technologiach konwencjonalnych. Fermentacja zakwasów prowadzona z udziałem kultury starterowej gwarantuje właściwą odpowiadającą standardom EWG, jakość chleba. Produkty metabolizmu, a w szczególności zawartość lewoskrętnego kwasu mlekowego w pieczywie stanowi o jego walorach odżywczych i dietetycznych. Kultura starterowa według wynalazku ma charakter uniwersalny, może być bowiem stosowana do fermentacji zakwasów przeznaczonych na pieczywo konwencjonalne oraz dietetyczne, jak chleb bezbiałkowy, przeznaczony na dietę w wielu chorobach cywilizacyjnych. Kultura starterowa gwarantuje w każdym przypadku uzyskanie pieczywa wysokiej jakości o przedłużonej trwałości konsumpcyjnej. Dodatek kultury starterowej jest jedynym zabiegiem, wyklucza bowiem stosowanie spulchniaczy, polepszaczy, emulgatorów i konserwantów. Proces produkcji chleba ma wyłącznie charakter biologiczny, fermentacja przebiega dzięki wysokiej aktywności zawartych w szczepionce bakterii mlekowych i drożdży stanowiących odtworzenie naturalnej biocenozy tych środowisk, zatem technologia fermentacji zakwasów piekarskich w pełni odpowiada współczesnym tendencjom produkcji żywności ekologicznej. Proces produkcji chleba przy użyciu kultury starterowej według wynalazku jest bardzo prosty, nie wymaga dodatkowych inwestycji. Zabieg związany z dodawaniem kultury starterowej sprowadza się do dwukrotnego, w cyklu tygodniowym, szczepienia pierwszej fazy fermentacji. Przedmiot wynalazku ilustruje bliżej poniższy przykład nie ograniczając jego zakresu. Przykład. Monokulturami bakterii mlekowych w ilości: 30% Lactobacillus plantarum BJ-1994, 25% Lactobacillus brevis AD-1994, 25% Lactobacillus sanfrancisco MW-1994 oraz drożdży Saccharomyces cerevisiae M P-1994 w ilości 20% zaszczepiono 300 cm3 podłoża wg Davisa, Bisseta i Halea oraz inkubowano w temperaturze 28 C w czasie 24 godzin. Namnożona w tych warunkach mieszania populacja bakterii mlekowych i drożdży stanowiła inokulum do zaszczepienia 3000 cm3 sterylnej pożywki. Po 24 godzinach inkubacji w temperaturze 20 C uzyskano namnożenie zdolnych do wzrostu komórek bakterii mlekowych rzędu 109/cm3 i drożdży rzędu 108/cm3. Tak otrzymaną namnożoną m ieszaną populacją bakterii mlekowych i drożdży zaszczepiono właściwe środowisko do produkcji szczepionki złożone z mieszanki mąki żytniej i sojowej w proporcji 1:3, wody wodociągowej w takiej ilości, aby zawartość jej wynosiła 65% całości medium oraz 4% maltozy. Inkubację prowadzono w temperaturze 28 C w czasie 24 godzin. Tak otrzymany produkt, zwany surową kulturą starterową poddano następnie procesowi zamrażania i suszenia sublimacyjnego. W tym celu, w czasie nie przekraczającym 1 godzin umieszczono kulturę surową na tacach, w warstwach o grubości 15 mm. Temperatura półek wynosiła +30 C, temperatura kondensatora -55 C, a ciśnienie w komorze liofilizatora x 103 mb. Proces trwał 22 godziny. Po zakończeniu liofilizacji otrzymano gotową kulturę starterową według wynalazku zawierającą 7% wody oraz zdolne do wzrostu bakterie mlekowe w ilości 3-5 x 109/ 1 g i drożdży w ilości 2-3 x 108/ 1 g. Gotowy preparat zmielono w młynie kulowym, po czym popakowano w worki foliowe po 5 kg. Otrzymaną kulturę starterową użyto do fermentacji zakwasu chlebowego tradycyjnego oraz pieczywa dietetycznego. Dzięki zastosowaniu kultury starterowej według wynalazku cykl fermentacyjny trwał 22 godziny. Całość operacji technologicznych, od rozpoczęcia procesu do uzyskania gotowego

5 chleba, trwała 24 godziny. Chleb charakteryzował się wysoką jakością organoleptyczną oraz trwałością konsumpcyjną wynoszącą 7 dób. Otrzymany chleb był produktem ekologicznym, całkowicie naturalnym powstałym w wyniku procesu wyłącznie biologicznego, a co istotne zawierającym prawoskrętny kwas mlekowy, którego działanie zapobiega niepożądanym procesem w obrębie przewodu pokarmowego.

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł