Аннотация

Введение. Создание благоприятных условий для развития молочнокислых микроорганизмов является одним из решающих факторов в получении ферментированных продуктов высокого качества. Цикл их жизни напрямую зависит от количества и состава углеводов, находящихся в растительной ткани. Поскольку значимая часть углеводов расходуется на этапе инициирования процесса ферментации, то возникает необходимость в дополнительном обогащении. Цель исследования – изучить динамику развития молочнокислых микроорганизмов при ферментации растительного субстрата с модифицированным углеводным составом. Объекты и методы исследования. Модельная среда на базе белокочанной капусты сорта «Парус», ферментированная штаммами молочнокислых микроорганизмов: на первом этапе ферментации – Leuconostoc mesenteroides, на втором этапе – Lactobacillus casei ВКМ 536, Lactobacillus plantarum ВКМ В-578, Lactobacillus brevis ВКМ В-1309 и их парными консорциумами. Исходное растительное сырье подвергали измельчению и удалению нативной микрофлоры для развития целевых молочнокислых микроорганизмов, затем инокулировали L. mesenteroides. После прохождения первого этапа ферментирования вносили целевые молочнокислые микроорганизмы с одновременной корректировкой углеводного состава субстрата. Результаты и их обсуждение. Разработка режимов управляемой двухступенчатой микробной трансформации растительного сырья с использованием модифицирования углеводного состава субстрата предполагает выбор оптимального состава консорциума и установление оптимальной продолжительности ферментирования на основном этапе микробной обработки сырья. В результате данного исследования установлено, что при ферментировании растительного субстрата консорциумом (L. casei + L. plantarum) с увеличенной углеводной составляющей выраженность уменьшения концентрации в течение всего исследованного периода достаточно мала. В период от 5 до 30 дней уменьшение концентрации микроорганизмов не превысило одного порядка, что при начальной концентрации в 8 порядков является малозначимым. Выводы. Обогащение углеводами растительного субстрата позволяет поддерживать концентрацию молочнокислых микроорганизмов на уровне, сравнимом с концентрацией на момент инокуляции. Экспериментально установлена малая вариативность концентраций микроорганизмов как в монокультурах, так и в их парных консорциумах в течение всего основного этапа ферментирования модельной среды с измененной углеводной составляющей. К концу основного этапа ферментирования концентрации микроорганизмов не опускаются ниже 107 КОЕ/г, что позволяет рассматривать получаемую в итоге систему «микрофлора – субстрат» как обладающую пробиотическими свойствами.

Ключевые слова

Ферментирование, белокочанная капуста, микроорганизмы, консорци умы, среда, сахара

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Spontaneously fermented traditional beverages as a source of bioactive compounds: an overview / R. B. Cuvas-Limon [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020. P. 1–23. https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1791050.
2. Spontaneously fermented curly kale juice: Microbiological quality, nutritional composition, antioxidant, and antimicrobial properties / J. Szutowska [et al.] // Journal of Food Science. 2020. Vol. 85. № 4. P. 1248–1255. https://doi.org/10.1111/1750-3841.15080.
3. Microbial community dynamics and metabolome changes during spontaneous fermentation of northeast sauerkraut from different households / X. Yang [et al.] // Frontiers in Microbiology. 2020. Vol. 11. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01878.
4. Biologically active and health promoting food components of nuts, oilseeds, fruits, vegetables, cereals, and legumes / T. G. Albuquerque [et al.] // Chemical Analysis of Food. Techniques and Applications / editor Y. Pico. Academic Press, 2020. P. 609–656. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-813266-1.00014-0.
5. Szutowska J. Functional properties of lactic acid bacteria in fermented fruit and vegetable juices: a systematic literature review // European Food Research and Technology. 2020. Vol. 246. № 3. P. 357–372. https://doi.org/10.1007/s00217-019-03425-7.
6. Behera S. S., Ray R. C., Zdolec N. Lactobacillus plantarum with functional properties: An approach to increase safety and shelf-life of fermented foods // BioMed Research International. 2018. Vol. 2018. https://doi.org/10.1155/2018/9361614.
7. Health benefits of fermented foods: microbiota and beyond / M. L. Marco [et al.] // Current Opinion in Biotechnology. 2017. Vol. 44. P. 94–102. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2016.11.010.
8. Probiotics database: a potential source of fermented foods / W. Zhao [et al.] // International Journal of Food Properties. 2019. Vol. 22. № 1. P. 197–216. https://doi.org/10.1080/10942912.2019.1579737.
9. Isolation and characterization of lactic acid bacteria from traditional pickles of Himachal Pradesh, India / Monika [et al.] // Journal of Food Science and Technology. 2017. Vol. 54. № 7. P. 1945–1952. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2629-1.
10. Sáez G. D., Flomenbaum L., Zárate G. Lactic acid bacteria from argentinean foods: Isolation and characterization for their potential use as vegetable starters // Food Technology and Biotechnology. 2018. Vol. 56. № 3. P. 398–410. https://doi.org/10.17113/ftb.56.03.18.5631.
11. Effect of salt concentration on quality of northeast sauerkraut fermented by Leuconostoc mesenteroides and Lactobacillus plantarum salt effects on northeast sauerkraut fermentation / X. Yang [et al.] // Food Bioscience. 2019. Vol. 30. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2019.100421.
12. Lactobacillus plantarum survival during the osmotic dehydration and storage of probiotic cut apple / K. Emser [et al.] // Journal of Functional Foods. 2017. Vol. 38. P. 519–528. https://doi.org/10.1016/j.jff.2017.09.021.
13. Fermentation-based biotransformation of glucosinolates, phenolics and sugars in retorted broccoli puree by lactic acid bacteria / J.-H. Ye [et al.] // Food Chemistry. 2019. Vol. 286. P. 616–623. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.02.030.
14. An overview of plant-autochthonous microorganisms and fermented vegetable foods / S. Torres [et al.] // Food Science and Human Wellness. 2020. Vol. 9. № 2. P. 112–123. https://doi.org/10.1016/j.fshw.2020.02.006.
15. Lactobacillus plantarum PMO 08 as a probiotic starter culture for plant-based fermented beverages / Y. J. Oh [et al.] // Molecules. 2020. Vol. 25. № 21. https://doi.org/10.3390/molecules25215056.
16. Microbial community analysis of sauerkraut fermentation reveals a stable and rapidly established community / M. Zabat [et al.] // Foods. 2018. Vol. 7. № 5. https://doi.org/10.3390/foods7050077.
17. Кузнецова О. А., Дыдыкин А. С., Асланова М. А. Приоритетные научные направления в области питания населения // Мясная индустрия. 2018. № 7. С. 8–12.
18. Исследование динамики развития молочнокислых микроорганизмов при двухстадийном процессе ферментирования капусты белокочанной сорта Парус / В. В. Кондратенко [и др.] // Овощи России. 2019. Т. 49. № 5. С. 88–93. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2019-5-88-93.
19. О коррекции углеводного состава сырья для микробной трансформации консорциумами микроорганизмов / В. В. Кондратенко [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4. С. 749–762. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-749-762.
20. Семенова Ж. А., Посокина Н. Е., Терешонок В. И. Влияние углеводной корректировки сырья на рост молочнокислых микроорганизмов в процессе направленного ферментирования овощей // Овощи России. 2020. № 6. С. 99–103. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2020-6-99-103.