Cryogranulation of lactobacilli at a high level of cryoresistance | Криогранулирование молочнокислых бактерий с высоким показателем криоустойчивости

English. A procedure of cryogranulation of lactic acid bacteria (LAB) for further storing them at low temperatures. The research involved 2 LAB cultures: Lactococcuc lactis (LAB1) and Lactococcuc cremoris (LAB2). A suspension of LAB1 and LAB2 cells was frozen in liquid nitrogen (t 77 deg. K). The density of the suspension and the size of granules were varied. The procedure efficiency was estimated by the survivability and activity of survived LAB. It has been found that changing the suspension density within 0.13-1.1 units of optical density (OD) has no essential influence on the LAB survivability, but influences the suspension viscosity and rate of delivery to liquid nitrogen. As the density increases, the suspension viscosity and rate of delivery to liquid nitrogen grow. The diameter of granules greatly influenced the LAB survivability. The titers of LAB1 and LAB2 before cryotreatment were 48 and 21*10Е9 CFU/ml with no regard to the granule size. After cryotreatment when the granule size was 1.0; 2.5 and 4.0 mm the titer in LAB1 was 40, 46 and 33*10Е9 CFU/ml, and in LAB2 - 19, 21 and 15*10Е9 CFU/ml, respectively. Thus, the desired granule size 2.5 mm. Adding to the LAB suspension before their cryotreatment a physiological solution (0.85% NaCL), glucose, sucrose and maltose had no great influence on the bacterial survivability. For further freeze drying the most LAB survivability was recorded in variants with sucrose and maltose. Adding the above substances did not decrease the activity (acid-forming ability) of LAB after granule defrosting. The appearance of granules, their form and mechanical strength varied with regard to the suspension density and additionally added substances. It has been concluded that the desired for cryotreatment of LAB are: the suspension density 0.7-0.9 OD (х20) OD units, the granule diameter – 2.0-2.5 mm. Sucrose or maltose should be incorporated into the suspension if further freeze drying is necessary.

Russian. Разрабатывали методику криогранулирования молочнокислых бактерий (МКБ) для последующего их хранения при низких температурах. Исследования проводили на 2 культурах МКБ: Lactococcuc lactis (МКБ1) и Lactococcuc cremoris (МКБ2). Суспензию клеток МКБ1 и МКБ2 замораживали в жидком азоте (t 77 град. K). Варьировали плотность суспензии и размер гранул. Эффективность методики оценивали по уровню выживаемости и активности выживших МБК. Установили, что изменение плотности суспензии в пределах 0,13-1,1 ед. оптической плотности (ОП) не оказывает существенного влияния на выживаемость МБК, но влияет на вязкость суспензии и скорость ее подачи в жидкий азот. При увеличении плотности растет вязкость суспензии и снижается скорость ее подачи. Диаметр гранул существенно влиял на выживаемость МКБ. Титр МБК1 и МБК2 до криообработки составлял 48 и 21*10Е9 КОЕ/мл независимо от размера гранул. После криообработки при размере гранул 1,0; 2,5 и 4,0 мм титр у МКБ1 составлял 40, 46 и 33*10Е9 КОЕ/мл, а у МБК2 – 19, 21 и 15*10Е9 КОЕ/мл соответственно. Т.о., оптимальный размер гранул составлял 2,5 мм. Введение в суспензию МКБ перед их криообработкой физиологического р-ра (0,85% NaCL), глюкозы, сахарозы и мальтозы не оказывало существенного влияния на выживаемость бактерий. При последующей лиофильной сушке наибольший уровень выживаемости МБК отмечен в вариантах с сахарозой и мальтозой. Введение перечисленных в-в не снижало активности (кислотообразующей способности) МБК после дефростации гранул. Внешний вид гранул, их форма и механическая прочность изменялись в зависимости от плотности суспензии и дополнительно вводимых в-в. Сделан вывод, что оптимальными при криообработке МБК являются: плотностью суспензии 0,7-0,9 ОП (х20) ед. ОП, диаметр гранул 2,0-2,5 мм. При применении в дальнейшем лиофильной сушки в состав суспензии следует вводить сахарозу или мальтозу.