Отдел биотехнологий
Жабанос Наталья КонстантиновнаЗаведующий отделом, кандидат технических наук
Отдел биотехнологий осуществляет научно-исследовательскую и производственную деятельность по направлениям:
- проведение научных исследований фундаментального и прикладного характера в области микробиологии, биотехнологии и биохимии продуктов животного и растительного происхождения;
- обеспечение функционирования и развития Республиканской коллекции промышленных штаммов заквасочных культур и их бактериофагов;
- производство сухих и замороженных заквасок для молокоперерабатывающей промышленности, биоконсервантов и кормовых добавок на основе микробного синтеза;
- организация производственных испытаний и освоение разработок, выполненных в отделе, внедрение их в промышленности;
- разработка концепции, предложений, перспективных и текущих научно-технических программ НИР, направленных на решение важнейших проблем отрасли в области микробиологии и биотехнологии переработки молока на пищевые, кормовые и ферментированные продукты, производства и применения в молочной промышленности бактериальных заквасок, биологически активных добавок, лечебно-профилактических продуктов;
- разработка научных основ и практических аспектов
биотехнологии производства ферментированных молочных продуктов, направленных на обеспечение эффективности переработки молочного сырья, интенсификацию производства, повышение качества выпускаемой продукции; - проведение комплексных исследований микроорганизмов методами молекулярной биологии и осуществление молекулярно-генетической идентификации штаммов молочнокислых, пропионовокислых, бифидобактерий, а также бактериофагов заквасочных культур и изучение их биохимических характеристик;
- создание и совершенствование технологий заквасок и бактериальных препаратов и продуктов с их использованием, научное сопровождение производства заквасок, биоконсервантов, кормовых добавок;
- проведение научно-исследовательских работ по созданию новых продуктов на молочной основе с использованием бактериальных заквасок, а также обоснование и разработка новых технологий детских и специализированных молочных продуктов; научное сопровождение производства продукции функциональной направленности и детского питания на молочной основе;
- проведение комплексных биохимических исследований продуктов ферментации и молочного сырья.
В отделе биотехнологий функционирует Республиканская коллекция промышленных штаммов заквасочных культур и их бактериофагов
Цель создания Коллекции – формирование, развитие и поддержание отечественных промышленных культур молочнокислых, пропионовокислых и бифидобактерий, их бактериофагов для производства современных бактериальных заквасок для молочной промышленности, а также внедрение прогрессивных биотехнологий в производстве ферментированных пищевых и кормовых продуктов из сельскохозяйственного сырья.
Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 19.12.2016 г. № 1043 Республиканская коллекция промышленных штаммов заквасочных культур и их бактериофагов научно-производственного республиканского дочернего унитарного предприятия «Институт мясо-молочной промышленности» республиканского унитарного предприятия «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию» объявлена научным объектом, являющимся национальным достоянием, и включена в Государственный реестр научных объектов, которые составляют национальное достояние.
Основные направления функционирования Коллекции:
- формирование коллекционного фонда промышленных культур: молочнокислых, пропионовокислых и бифидобактерий;
- формирование коллекционного фонда промышленных бактериофагов заквасочных культур, распространенных на молокоперерабатывающих предприятиях;
- селекция высокоактивных промышленных штаммов заквасочных культур;
- молекулярно-генетическая идентификация бактерий, бактериофагов, проведение исследований в области физиологии микроорганизмов;
- оптимизация способов длительной консервации микроорганизмов коллекционного фонда;
- оценка промышленных технологически значимых характеристик и сочетаемости заквасочных культур в составе многоштаммовых консорциумов и изучение свойств в зависимости от целевого назначения;
- исследование характеристик микроорганизмов и их консорциумов при промышленном производстве заквасок.
Историческая справка.
Отдел микробиологии (в настоящее время отдел биотехнологий) основан в 1990 г. на базе лаборатории микробиологии, которая существовала с начала основания Института. Возглавляла работу лаборатории микробиологии, а позже отдела микробиологии кандидат технических наук Сафроненко Людмила Владимировна, инициировавшая масштабные научные исследования и организационную работу по созданию производства отечественных бактериальных заквасок для самообеспечения Республики Беларусь. Соответственно, основной задачей лаборатории, а впоследствии отдела микробиологии, являлось создание отечественных бактериальных заквасок и концентратов для ферментированных молочных продуктов и обеспечение ими молокоперерабатывающих предприятий.
Результаты фундаментальных и прикладных исследований позволили разработать и совершенствовать принципы создания одноштаммовых и многоштаммовых бактериальных заквасок для традиционных кисломолочных продуктов и технологии производства бакзаквасок и бакконцентратов с их использованием.
В августе 1998 года введен в эксплуатацию опытно-технологический участок, что позволило не только обеспечить производство ассортимента сухих и жидких бактериальных заквасок 33 видов, но и впервые в Республике Беларусь начать производство сухих бактериальных концентратов для творога и сметаны для молочной промышленности. Сотрудниками отдела разработана технология и начато производство лечебно-профилактического кисломолочного продукта «Бифидобакт-1» для детей первого года жизни, аналогов которого на территории Республики Беларусь не производилось.
Наряду с прикладными задачами проводились научные исследования, результаты которых реализовывались на практике, были разработаны и систематизированы основы целенаправленного выделения и селекции лактококков, пропионовокислых бактерий и культур пробиотических микроорганизмов – лакто- и бифидобактерий, используемых при производстве ферментированных молочных продуктов, в том числе функциональной направленности.
Результаты фундаментальных исследований по выделению, идентификации, селекции культур молочнокислых бактерий позволили в 2000 г. создать Централизованную отраслевую коллекцию промышленных микроорганизмов молочнокислых бактерий и разработать основные нормативные документы, регламентирующие ее функционирование. Создана коллекция промышленных бактериофагов лактококков.
На основе уникальных свойств микроорганизмов коллекции разработаны технологии ферментированных продуктов функциональной направленности, диетические и лечебно-профилактические свойства которых подтверждены проведенными клиническими исследованиями, разработаны и усовершенствованы технологии производства сухих бактериальных концентратов, разработаны основы технологии криозамороженных бакконцентратов лактококков.
В 2008 г. отдел микробиологии реорганизован в отдел биотехнологий, который возглавила кандидат технических наук Фурик Наталья Николаевна.
В структуру отдела вошли научные лаборатории и опытное технологическое производство:
- лаборатория микробиологических исследований и коллекции промышленных микроорганизмов (руководитель – кандидат биологических наук Василенко Светлана Леонидовна). С 24.06.2020 г. лабораторию возглавила кандидат сельскохозяйственных наук Бирюк Елена Николаевна.
- лаборатория прикладных биотехнологий и детского питания (руководитель – кандидат технических наук Жабанос Наталья Константиновна);
- опытное технологическое производство, состоящее из участка детского питания и участка бактериальных заквасок и биоконсервантов (руководитель – Новикова Елена Николаевна).
В 2011 г. в отделе биотехнологий создана лаборатория молекулярно-генетических и биохимических исследований, возглавила которую кандидат сельскохозяйственных наук Бирюк Елена Николаевна.
Результаты многолетних исследований позволили осуществить реализацию трех проектов по модернизации опытного технологического производства: участка детского питания (2009 г.) и участка бактериальных заквасок и биоконсервантов (2010 г., 2014 г.).
В 2017 году отдел биотехнологий возглавила кандидат технических наук Жабанос Наталья Константиновна.
Лаборатория микробиологических исследований и коллекции промышленных микроорганизмовЛаборатория молекулярно-генетических и биохимических исследованийЛаборатория прикладных биотехнологий и детского питанияОпытное технологическое производство
Основные направления деятельности:
- проведение научных исследований фундаментального и прикладного характера в области микробиологии и биотехнологии;
- обеспечение функционирования и развития Республиканской коллекции промышленных штаммов заквасочных культур и их бактериофагов;
- разработка НИР, направленных на решение важнейших проблем отрасли в области микробиологии бактериальных заквасок, биоконсервантов, биологически активных добавок;
- разработка новых и модификация существующих технологических схем селекции, подбора, идентификации (биохимическими и молекулярно-генетическими методами) заквасочных микроорганизмов и их бактериофагов.
Основные разработки лаборатории:
- Методические рекомендации по получению и хранению лизатов бактериофагов.
- Рекомендации по применению микроорганизмов в составе заквасок для производства кисломолочных продуктов детского питания в зависимости от уровня синтеза бензойной кислоты.
- Технологии производства сухих и замороженных концентрированных моновидовых заквасок лейконостоков и сухих и замороженных концентрированных поливидовых заквасок на основе лейконостоков.
- Технология производства биолого-химического консерванта Биоплант-макси»-2», предназначенного для заготовки силосованных кормов.
- Закваска для балансирующей кормовой добавки для регулирования микробиологических процессов в преджелудках коров.
Основные направления деятельности:
- проведение комплексных исследований микроорганизмов методами молекулярной биологии и осуществление молекулярно-генетической идентификации штаммов молочнокислых, пропионовокислых, бифидобактерий, а также бактериофагов заквасочных культур;
- проведение научных исследований фундаментального и прикладного характера в области молекулярной микробиологии;
- обеспечение функционирования и развития Республиканской коллекции промышленных штаммов заквасочных культур и их бактериофагов.
Основные разработки лаборатории:
- Методические указания по идентификации лактококков и термофильных стрептококков с использованием генетических методов.
- Методические указания по определению протеолитической активности штаммов лактококков и термофильных стрептококков.
- Методические рекомендации «Внутривидовая дифференциация бактерий Lactococcus lactis с помощью Rep-ПЦР».
- Методические указания по использованию метода генотипической дифференциации молочнокислых микроорганизмов при составлении бактериальных консорциумов.
- Методические указания по идентификации микроорганизмов рода Leuconostoc методами молекулярной биологии.
- МВИ.МН 5732-2016. Определение интегрального содержания пробиотических микроорганизмов в ферментированных молочных продуктах и концентрированных бактериальных заквасках. Методика выполнения измерений.
- Технология производства биоконсерванта «Биоплант-форте» в сухой форме.
- ПЦР-диагностика гетероферментативных бактерий рода Lactobacillus. Методические рекомендации (2020).
- Рекомендации по идентификации промышленно-значимых подвидов лактококков методом ПЦР с видоспецифичными праймерами. Методические указания.
Основные направления деятельности:
- разработка научных основ и практических аспектов
биотехнологии производства ферментированных молочных продуктов, направленных на обеспечение эффективности переработки молочного сырья, интенсификацию производства, повышение качества выпускаемой продукции; - создание и совершенствование технологий заквасок и бактериальных препаратов и продуктов с их использованием, научное сопровождение производства заквасок, биоконсервантов, кормовых добавок;
- проведение научно-исследовательских работ по созданию новых продуктов на молочной основе с использованием бактериальных заквасок, а также обоснование и разработка новых технологий детских и специализированных молочных продуктов; научное сопровождение производства продукции функциональной направленности и детского питания на молочной основе;
- проведение комплексных биохимических исследований продуктов ферментации и молочного сырья;
- обеспечение функционирования и развития Республиканской коллекции промышленных штаммов заквасочных культур и их бактериофагов.
Основные разработки лаборатории.
В сотрудничестве со специалистами учреждений Министерства здравоохранения разработан ряд технологий специализированных продуктов для детского питания для детей раннего возраста: технология продукта молочного сухого специализированного для детского питания «Беллакт-ГА» для детей с проявлениями пищевой аллергии, технология продукта сухого молочного для питания детей с лактазной недостаточностью «Беллакт-БЛ», технология смеси адаптированной стерилизованной «Карапузик» (для детей с 5-месяцев до года), технология пробиотических продуктов для детского питания «Биопродукты «Цветик-семицветик», технология и ассортимент биопродуктов с повышенным содержанием белка для детского питания («Лисавета» и др.) – эффективность применения которых подтверждена результатами клинических исследований.
На основе анализа и систематизации результатов исследований фундаментального характера сформированы методические подходы и разработаны:
- рекомендации по применению сухих и замороженных бактериальных заквасок при производстве молочных продуктов, разработаны на основе оценки изменения активной кислотности при ферментации молочного сырья отдельными штаммами молочнокислых микроорганизмов, их комбинациями, сухими и замороженными концентрированными заквасками в зависимости от температуры ферментации, дозы внесения в молочное сырье и срока хранения закваски;
- рекомендации по определению ЭПС у штаммов и комбинаций микроорганизмов и реологической оценке получаемых образцов, используются при создании заквасочных консорциумов для производства заквасок;
- схема комплексной оценки активности замороженных заквасок для творога, что позволяет оптимизировать схемы производственного контроля при изготовлении замороженных заквасок для творога и входного контроля заквасок на предприятиях молокоперерабатывающей промышленности; полученные результаты используются при оценке активности замороженных заквасок для других видов молочной продукции;
- технология производства замороженных концентрированных заквасок на основе термофильных микроорганизмов для йогурта и сыров типа сулугуни;
- технология производства замороженных концентрированных заквасок прямого внесения с комплексом мезофильных и термофильных микроорганизмов, обеспечивающих повышенный уровень нарастания активной кислотности в ходе технологического процесса;
- технологии производства замороженной концентрированной закваски бифидобактерий и поливидовой замороженной концентрированной закваски для изготовления биопродуктов;
- кисломолочный продукт «Сэнс» с повышенной биологической ценностью на основе комплекса пробиотических микроорганизмов;
- регламент получения бактериальных консорциумов различного целевого назначения;
- методические рекомендации по отбору молочнокислых и пропионовокислых бактерий в качестве защитных культур для производства ферментированных молочных продуктов.
Основные направления деятельности:
- промышленное производство следующих видов биотехнологической продукции
сухих и замороженных концентрированных заквасок для молокоперерабатывающей промышленности;
биоконсервантов для силосования растительной массы;
заквасок для изготовления кисломолочных продуктов в домашних условиях.
- проведение опытно-промышленных выработок новых видов продукции в рамках выполнения НИР.
