[go: up one dir, main page]

RU2115724C1 - Strain of bacterium streptococcus lactis - a producer of nisin - Google Patents

Strain of bacterium streptococcus lactis - a producer of nisin Download PDF

Info

Publication number
RU2115724C1
RU2115724C1 RU97111343A RU97111343A RU2115724C1 RU 2115724 C1 RU2115724 C1 RU 2115724C1 RU 97111343 A RU97111343 A RU 97111343A RU 97111343 A RU97111343 A RU 97111343A RU 2115724 C1 RU2115724 C1 RU 2115724C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nisin
strain
streptococcus lactis
producer
new strain
Prior art date
Application number
RU97111343A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97111343A (en
Inventor
Л.П. Минаева
В.В. Бирюков
И.Н. Щеблыкин
М.Б. Биттеева
Е.В. Шушеначева
Л.Д. Стехновская
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ filed Critical Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ
Priority to RU97111343A priority Critical patent/RU2115724C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2115724C1 publication Critical patent/RU2115724C1/en
Publication of RU97111343A publication Critical patent/RU97111343A/en

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: microbiology, biotechnology. SUBSTANCE: new strain of Streptococcus lactis VKPLM B-7430 - a producer of food polypeptide preserving agent nisin. New strain provides high rate of biosynthesis of nisin at operated periodic regime of culturing (activity is 11 500-12 500 IU/ml). Strain shows the increased capability to ferment different carbohydrates and alcohols. EFFECT: new strain indicated above, increased yield of the end product.

Description

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в пищевой, молочной, микробиологической и консервной промышленности в качестве полипептидного консерванта низина. Традиционные способы консервирования пищевых продуктов за счет стерилизации сопровождаются разрушением ценных компонентов используемых продуктов. Снижение потерь пищевых компонентов добавками органических кислот обычно изменяет вкус пищевого продукта. В качестве альтернативы рассматриваются природные пищевые консерванты. Продуцентами низина являются штаммы молочнокислых бактерий Streptococcus lactis. Низин подавляет развитие грамположительных микроорганизмов: стрептококков, стафилококков, сарцин, спорообразующих бактерий, в том числе и термофильную микрофлору. Механизм биологического действия низина связан с нарушением проницаемости бактериальных цитоплазматических мембран. Нарушение мембранного потенциала инициирует образование пор, через которые проходят молекулы бактериоцина. Низин подавляет прорастание спор у ряда бациллярных форм бактерий, что в свою очередь позволяет сократить время термообработки пищевых продуктов при консервировании и предотвращает разрушение витаминов и изменение вкусовых качеств продуктов питания человека. The invention relates to biotechnology and can be used in the food, dairy, microbiological and canning industry as a polypeptide preservative nisin. Traditional methods of preserving food products through sterilization are accompanied by the destruction of valuable components of the products used. Reducing the loss of food components by the addition of organic acids usually changes the taste of the food product. As an alternative, natural food preservatives are considered. The producers of nisin are strains of lactic acid bacteria Streptococcus lactis. Nisin inhibits the development of gram-positive microorganisms: streptococci, staphylococci, sarcinomas, spore-forming bacteria, including thermophilic microflora. The biological mechanism of nisin is associated with impaired permeability of bacterial cytoplasmic membranes. Violation of the membrane potential initiates the formation of pores through which bacteriocin molecules pass. Nisin inhibits the germination of spores in a number of bacillary forms of bacteria, which in turn allows to reduce the time of heat treatment of food during canning and prevents the destruction of vitamins and change the taste of human food.

Известен мутантный штамм Streptococcus lactis ВКПМ В-4591 - продуцент антибиотика низина (авторское свидетельство СССР N 1687616, кл. C 12 P 21/00, C 12 N 1/20, БИ N 40, 1991). Known mutant strain of Streptococcus lactis VKPM B-4591 - producer of the antibiotic nisin (USSR author's certificate N 1687616, class C 12 P 21/00, C 12 N 1/20, BI N 40, 1991).

Антибиотическая активность данного рекомбинантного штамма на минеральной среде с глюкозой или мальтозой равна 4000 - 4200 МЕ/мл при времени ферментации 8 - 9,5 ч. Недостатком известного мутантного штамма является относительно низкая активность конечного целевого продукта - низина и недостаточная устойчивость его в производственных условиях. Известен штамм Streptococcus lactis ВКПМ В-6793 - продуцент бактериоцина низина (патент РФ N 2061042, кл. C 12 N 1/20, C 12 P 1/04, C 12 R 1:4, БИ N 15, 1996). Недостатками этого известного штамма являются относительно низкая активность низина - 4800 МЕ/мл и меньший спектр сбраживания сахаров и спиртов. The antibiotic activity of this recombinant strain on a mineral medium with glucose or maltose is 4000 - 4200 IU / ml with a fermentation time of 8 - 9.5 hours.The disadvantage of the known mutant strain is the relatively low activity of the final target product - nisin and its insufficient stability under production conditions. Known strain of Streptococcus lactis VKPM B-6793 - producer of nisin bacteriocin (RF patent N 2061042, class C 12 N 1/20, C 12 P 1/04, C 12 R 1: 4, BI N 15, 1996). The disadvantages of this known strain are the relatively low activity of nisin - 4800 IU / ml and a smaller spectrum of fermentation of sugars and alcohols.

Наиболее близким по техническому решению и производственным показателям является штамм Streptococcus lactis ВКПМ В-6795 -продуцент бактериоцина низина (патент РФ N 2059716, кл. C 12 N 1/20, C 12 P 1/04, БИ N 13, 1996), который обеспечивает активность 5600 МЕ/мл, продуктивность 2520 МЕ/см3/ч при скорости протока среды Д = 0,45 ч-1. Недостатками его использования в производстве являются меньший спектр сбраживания углеводов и относительно меньшая активность синтеза низина на гидролизованном молоке.The closest in technical solution and production indicators is a strain of Streptococcus lactis VKPM B-6795 - producer of bacteriocin nisin (RF patent N 2059716, class C 12 N 1/20, C 12 P 1/04, BI N 13, 1996), which provides activity of 5600 IU / ml, productivity of 2520 IU / cm 3 / h at a flow rate of the medium D = 0.45 h -1 . The disadvantages of its use in production are the smaller spectrum of carbohydrate fermentation and the relatively lower activity of nisin synthesis in hydrolyzed milk.

Задачей изобретения является получение нового штамма-продуцента низина, обеспечивающего высокий выход целевого продукта и активно сбраживающего более широкий спектр различных углеводов и спиртов. The objective of the invention is to obtain a new strain-producer of nisin, providing a high yield of the target product and actively fermenting a wider range of different carbohydrates and alcohols.

Технический результат заключается в получении конечного целевого продукта - полипептидного консерванта низина с концентрацией в два раза выше - 11500 - 12500 МЕ/мл и в сбраживании, в отличие от прототипа - штамма Str. lactis ВКПМ В-6795, арабинозы, рамнозы, сорбита, глицерина, дульцита. The technical result consists in obtaining the final target product - the polypeptide preservative nisin with a concentration two times higher - 11500 - 12500 IU / ml and in fermentation, in contrast to the prototype strain Str. lactis VKPM B-6795, arabinose, rhamnose, sorbitol, glycerol, dulcite.

Штамм Streptococcus lactis 47-28 хранится во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов института ГосНИИгенетика под номером ВКПМ В-7430. The strain Streptococcus lactis 47-28 is stored in the All-Russian collection of industrial microorganisms of the Institute of GosNIIgenetika under the number VKPM B-7430.

Из музея молочнокислых культур ВНИИМС (г. Углич) были отобраны в периодическом асептическом процессе несколько активных штаммов Streptococcus lactis и проверены в непрерывном процессе при увеличивающейся скорости протока среды (Д = 0,3 - 0,5 ч-1) в аппарате "Биостат". Второй этап селекции заключался в отборе активных, крупных колоний при высеве образцов с периодического и непрерывного процесса в аппарате на мясо-пептонный агар и агаризованный молочный гидролизат с последующим культивированием в качалочных колбах активного изолята штамма Streptococcus lactis ВКПМ В-7430 на оптимальной жидкой питательной среде и определением низинобразующей способности методом диффузии в агар с тест-организмом Bacillus coaqueans.Several active strains of Streptococcus lactis were selected from the Museum of Lactic Acid VNIIMS (Uglich) in a periodic aseptic process and tested in a continuous process with an increasing flow rate of the medium (D = 0.3 - 0.5 h -1 ) in the Biostat apparatus . The second stage of selection was the selection of active, large colonies when seeding samples from a batch and continuous process in an apparatus on meat-peptone agar and an agarized milk hydrolyzate, followed by cultivation in rocking flasks of the active isolate of the strain Streptococcus lactis VKPM B-7430 in an optimal liquid nutrient medium and the determination of nizinobrazuyuschego ability by diffusion into agar with the test organism Bacillus coaqueans.

Культурально-морфологические и физиолого-биохимические свойства штамма Streptococcus lactis ВКПМ В-7430:
на мясопептонном агаре образует мелкие, гладкие, блестящие беловатые колонии диаметром 1,5 - 2,0 мм, край колонии гладкий, профиль возвышенный;
на агаризованном молочном гидролизате колонии мелкие, белые, гладкие, блестящие с гладким краем, профиль возвышенный, диаметр колонии 0,8 - 1,5 мм.
Cultural-morphological and physiological-biochemical properties of the strain Streptococcus lactis VKPM B-7430:
on meat and peptone agar forms small, smooth, shiny whitish colonies with a diameter of 1.5 - 2.0 mm, the edge of the colony is smooth, the profile is elevated;
on an agarized milk hydrolyzate, the colonies are small, white, smooth, shiny with a smooth edge, the profile is elevated, the diameter of the colony is 0.8-1.5 mm.

Клетки: овальные кокки 1,05 - 1,5, 1,05 - 2,1, 1,2 - 1,4 мкм, в основном образующие пары и цепочки из 4-6-8 клеток. Cells: oval cocci 1.05 - 1.5, 1.05 - 2.1, 1.2 - 1.4 microns, mainly forming pairs and chains of 4-6-8 cells.

Бактерии грамположительные, бесспоровые, неподвижные, желатину не разжижают, нитраты не восстанавливают, каталазоотрицательные. Сбраживает из углеводов: глюкозу, фруктозу, галактозу, лактозу, сахарозу, мальтозу, арабинозу, маннозу, рамнозу, ксилозу; из спиртов - маннит, сорбит, глицерин, дульцит. Не образует индол и сероводород. Молоко быстро свертывает, не пептонизирует, продолжительность свертывания молока при внесении 10% инокулята 14 - 16 ч, кровь не гемолизирует. Факультативный анаэроб, тип брожения - гомоферментативное, температура выращивания 20 - 32oC, оптимум 30oC, pH среды 6,5 - 6,8, содержание Г+Ц в ДНК варьирует в пределах 33-42 мол%. Штамм фагоустойчив. Культура хранится в сублимационно высушенном состоянии в ампулах при температуре - 4±2oC не менее 12 месяцев и в виде молочного сгустка в 12%-ном обезжиренном стерильном молоке с ежемесячным пересевом и хранением в бытовом холодильнике при температуре 4 - 6oC.Bacteria are gram-positive, indisputable, motionless, do not dilute gelatin, nitrates do not restore, catalase-negative. It is fermented from carbohydrates: glucose, fructose, galactose, lactose, sucrose, maltose, arabinose, mannose, rhamnose, xylose; of alcohols - mannitol, sorbitol, glycerin, dulcite. Does not form indole and hydrogen sulfide. Milk quickly coagulates, does not peptone, the duration of coagulation of milk with a 10% inoculum is 14-16 hours, the blood does not hemolize. Optional anaerobic, fermentation type - homoenzymatic, cultivation temperature 20 - 32 o C, optimum 30 o C, medium pH 6.5 - 6.8, the content of G + C in DNA varies between 33-42 mol%. The strain is phage resistant. The culture is stored in freeze-dried state in ampoules at a temperature of - 4 ± 2 o C for at least 12 months and in the form of a milk clot in 12% skim sterile milk with monthly reseeding and storage in a domestic refrigerator at a temperature of 4 - 6 o C.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.

Пример 1. Штамм Streptococcus lactis ВКПМ В-7430 восстанавливают следующим образом: содержимое ампулы вносят в пробирку со стерильным обезжиренным 12% молоком с добавкой 1% дрожжевого автолизата и инкубируют при температуре 30oC в течение 24 ч, из него делают 3 пассажа. Из последнего пассажа восстановленной культуры готовят инокулят на обезжиренном молоке в пробирках или маленьких колбочках, 10% инокулята вносят в качалочные колбы объемом 750 мл и проводят периодическое культивирование на качалке при 220 об/мин в течение 14 - 16 ч. В качестве питательной среды используют гидролизованное молоко и сыворотку.Example 1. The strain of Streptococcus lactis VKPM B-7430 is restored as follows: the contents of the ampoule are introduced into a test tube with sterile skimmed 12% milk with the addition of 1% yeast autolysate and incubated at a temperature of 30 o C for 24 hours, 3 passages are made of it. From the last passage of the restored culture, an inoculum is prepared in skim milk in test tubes or small cones, 10% of the inoculum is introduced into 750 ml rocking flasks and batch cultivation is carried out periodically at 220 rpm for 14-16 hours. Hydrolyzed medium is used as a nutrient medium milk and whey.

Приготовление: сухое обезжиренное молоко разводят водой до содержания сухих веществ 30 г/л, добавляют 20 г/л сыворотки, кипятят, охлаждают до 45 - 50oC, доводят до pH = 7,2 - 7,5 единиц, вносят протосубтилин, растворенный в небольшом количестве теплой дистиллированной воды из расчета 1 г/л среды. Гидролиз проводят при температуре 45oC в течение 6 ч. По окончании гидролиза доводят pH среды до 7,0 единиц и стерилизуют 30 мин при 1 ати. Питательная среда может быть использована для качалочных колб и ферментеров. Регулирование pH среды в колбах производится добавкой 10% раствора NaOH. Активность образования полипептидного консерванта низина штаммом Streptococcus lactis ВКПМ В-7430 в периодическом режиме в колбах составляет 10250 МЕ/мл.Preparation: skimmed milk powder is diluted with water to a solids content of 30 g / l, add 20 g / l of whey, boil, cool to 45 - 50 o C, bring to pH = 7.2 - 7.5 units, make protosubtilin, dissolved in a small amount of warm distilled water at the rate of 1 g / l of medium. The hydrolysis is carried out at a temperature of 45 o C for 6 hours. At the end of the hydrolysis, the pH of the medium is adjusted to 7.0 units and sterilized for 30 minutes at 1 at. Nutrient medium can be used for rocking flasks and fermenters. The regulation of the pH of the medium in the flasks is made by adding 10% NaOH solution. The formation activity of the nisin polypeptide preservative by the strain of Streptococcus lactis VKPM B-7430 in the periodic mode in flasks is 10,250 IU / ml.

Пример 2. Выращивание штамма Streptococcus lactis ВКПМ В-7430 осуществляли в периодическом асептическом режиме в аппарате "Ферматрон" рабочим объемом 50 л в течение 15 ч, при тех же параметрах и составе среды, что указаны в примере 1, засевной материал, полученный в качалочных колбах объемом 750 мл, в количестве 5% вносили стерильно под факелом в аппарат "Ферматрон", регулирование pH производили путем непрерывной подачи 10% раствора NaOH при автоматическом pH статировании. В результате в конце логарифмической фазы роста образуется наибольшее количество низина 11500 - 12500 МЕ/мл. При этих же условиях штамм-прототип Str.lactis ВКПМ В-6795 показал активность 6000 МЕ/мл. Example 2. The cultivation of a strain of Streptococcus lactis VKPM B-7430 was carried out in a periodic aseptic mode in the apparatus "Fermatron" with a working volume of 50 l for 15 hours, with the same parameters and composition of the medium that are indicated in example 1, inoculum obtained in shakers flasks with a volume of 750 ml, in an amount of 5% were introduced sterilely under a torch into the Fermatron apparatus, the pH was adjusted by continuously supplying a 10% NaOH solution with automatic pH stating. As a result, at the end of the logarithmic growth phase, the largest amount of nisin is formed 11500 - 12500 IU / ml. Under the same conditions, the Str.lactis VKPM B-6795 prototype strain showed an activity of 6,000 IU / ml.

Таким образом, предлагается более активный штамм Str. lactis ВКПМ В-7430, обеспечивающий выход конечного целевого продукта - пищевого полипептидного консерванта низина в два раза выше прототипа - 11500 - 12500 МЕ/мл и сбраживающий более широкий спектр углеводов и спиртов. Thus, a more active strain of Str. lactis VKPM B-7430, which provides the yield of the final target product - the food polypeptide preservative nisin is two times higher than the prototype - 11500 - 12500 IU / ml and fermenting a wider range of carbohydrates and alcohols.

Claims (1)

Штамм бактерий Streptococcus lactis ВКПМ В-7430 - продуцент пищевого полипептидного консерванта низина. The bacterial strain Streptococcus lactis VKPM B-7430 is a producer of the food polypeptide preservative nisin.
RU97111343A 1997-07-04 1997-07-04 Strain of bacterium streptococcus lactis - a producer of nisin RU2115724C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97111343A RU2115724C1 (en) 1997-07-04 1997-07-04 Strain of bacterium streptococcus lactis - a producer of nisin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97111343A RU2115724C1 (en) 1997-07-04 1997-07-04 Strain of bacterium streptococcus lactis - a producer of nisin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2115724C1 true RU2115724C1 (en) 1998-07-20
RU97111343A RU97111343A (en) 1998-12-20

Family

ID=20194937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97111343A RU2115724C1 (en) 1997-07-04 1997-07-04 Strain of bacterium streptococcus lactis - a producer of nisin

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2115724C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151796C1 (en) * 1999-02-08 2000-06-27 Государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ" Strain lactobacillus lactis as producer of bacteriocine nisin
RU2472854C2 (en) * 2010-10-13 2013-01-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации METHOD OF EXTRACTING ACID-RESISTANT Lactobacillus helveticus STRAINS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU, патент, 2059716, кл. C 12 N 1/20, C 15 P 1/04, 1996. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151796C1 (en) * 1999-02-08 2000-06-27 Государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ" Strain lactobacillus lactis as producer of bacteriocine nisin
RU2472854C2 (en) * 2010-10-13 2013-01-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации METHOD OF EXTRACTING ACID-RESISTANT Lactobacillus helveticus STRAINS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bouzar et al. Exopolysaccharide production and texture-promoting abilities of mixed-strain starter cultures in yogurt production
Looijesteijn et al. Uncoupling of growth and exopolysaccharide production by Lactococcus lactis subsp. cremoris NIZO B40 and optimization of its synthesis
US4187321A (en) Method for producing foods and drinks containing bifidobacteria
KR101141781B1 (en) Method for producing fermented milk using novel lactic acid bacteria
CN102965318B (en) Streptococcus thermophilus generating exopolysaccharides and applications of streptococcus thermophilus
JPH04211360A (en) New lactic acid bacterium, antimicrobial substance produced thereby, starter for fermenting milk containing the same bacterium and production of fermented milk using the same starter
AU2009258759B2 (en) Method for producing fermented milk
CN108102987B (en) Preparation of lactobacillus reuteri SS23-52 and dry powder leavening agent thereof and application of lactobacillus reuteri SS23-52 in pure probiotic yogurt
JPWO2008099544A1 (en) New lactic acid bacteria
CN104911134B (en) A kind of Leuconostoc mesenteroides and its application in cheesemaking
CN109576175A (en) Streptococcus thermophilus JMCC0022, its isolation and purification method and application
ITMI20061841A1 (en) MICROBIAL LIQUID CULTIVATIONS WITH HIGH STABILITY AND FERMENTATIVE ACTIVITY
EP0160417B1 (en) Improved fermentation process
CN112126599B (en) High-density culture method of lactobacillus helveticus, preparation of high-activity bacterium powder and application of high-density culture method
RU2115724C1 (en) Strain of bacterium streptococcus lactis - a producer of nisin
Gassem et al. Extracellular Polysaccharide Production byLactobacillus delbrueckiisubsp. bulgaricusRR in a Continuous Fermentor
CN102154169A (en) Propionibacterium strain and method for producing antibiotic metabolin by virtue of fermentation of same
Boubekri et al. Identification of lactic acid bacteria from Algerian traditional cheese, El‐Klila
FI76372C (en) Process for Preparation of a Composition Containing a New Microorganism belonging to Streptococcus thermophilus
EP0141642A1 (en) Improved fermentation process
Miyamoto et al. Identification and properties of lactic acid bacteria isolated from traditional fermented beverages in East Africa
RU2475535C1 (en) Method to produce probiotic preparation lacto-amylovorin
RU2092068C1 (en) Method for preparing fermented milk product
JPH07155103A (en) Method for producing lactic bacteria fermentation solution
BG99311A (en) Ferments for bulgarian yoghourt and method for their preparation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100705