Аннотация

Введение. Использование консорциумов чистых культур молочнокислых микроорганизмов может стать хорошей альтернативой дикого (спонтанного) ферментирования капусты за счёт создания условий для синергетического взаимодействия видов микроорганизмов друг с другом. В этом случае процесс ферментирования становится управляемым путём корректирования углеводного состава субстрата. Цель исследования – разработка аналитического подхода к определению минимально необходимой степени изменения нативного углеводного состава субстрата для обеспечения синергизма молочнокислых микроорганизмов рода Lactobacillus видов Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum и Lactobacillus brevis в парных консорциумах в процессе направленного ферментирования белокочанной капусты сорта «Слава».
Объекты и методы исследования. Процесс ферментирования проводили с использованием штаммов молочнокислых микроорганизмов L. casei ВКМ 536, L. plantarum ВКМ В-578, L. brevis ВКМ В-1309 и их парных консорциумов. Исходное растительное сырьё подвергали измельчению и удалению эпифитной микрофлоры для создания оптимальных условий для развития целевой молочнокислой микрофлоры.
Результаты и их обсуждение. Изучена динамика сбраживания углеводной составляющей белокочанной капусты штаммами молочнокислых микроорганизмов и их парными консорциумами в процессе направленного ферментирования. Разработаны математические модели, адекватно описывающие динамику сбраживания глюкозы и фруктозы в процессе ферментирования. Определены динамики типа взаимодействия молочнокислых микроорганизмов в парных консорциумах. Разработан подход к определению минимально необходимой степени изменения нативного углеводного состава субстрата для обеспечения синергизма молочнокислых микроорганизмов в парных консорциумах.
Выводы. Для всех трёх парных консорциумов молочнокислых микроорганизмов определено необходимое количество дополнительно вносимой углеводной составляющей. Установлено, что для квашения белокочанной капусты сорта «Слава» целесообразно использовать консорциум L. brevis + L. plantarum с добавлением к субстрату фруктозы в количестве не менее 3,65 г/100 г. Разработанный подход может быть использован при совершенствовании существующих и создании новых промышленных технологий производства ферментированной продукции из растительного сырья.

Ключевые слова

Ферментация, белокочанная капуста, молочнокислые микроорганизмы, консорциумы, модельная среда, сбраживание углеводов

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рекомендации по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающих современным требованиям здорового питания [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71385784/. – Дата обращения: 02.10.2020.
2. Guizani, N. Fermentation / N. Guizani, A. Mothershaw // Handbook of food science, technology and engineering. Volume 2 / Y. H. Hui, J. D. Culbertson. – Boca Raton : CRC Press, 2006. – P. 63.
3. Синха, Н. К. Настольная книга производителя и переработчика плодоовощной продукции / Н. К. Синха. – СПб. : Профессия, 2014. – 896 с.
4. Белокурова, Е. С. Биотехнология продуктов растительного происхождения / Е. С. Белокурова, О. Б. Иванченко. – СПб. : Лань, 2019. – 232 с.
5. Saravacos, G. Design of food processes and food processing plants / G. Saravacos, A. E. Kostaropoulos // Handbook of food processing equipment / G. Saravacos, A. E. Kostaropoulos. – Cham : Springer, 2016. – P. 1–50. https://doi.org/10.1007/978-3-319-25020-5_1.
6. Научно-обоснованные подходы к процессу ферментации овощей и преимущества использования бактериальных заквасочных культур / Н. Е. Посокина, О. Ю. Лялина, А. И. Захарова [и др.] // Овощи России. – 2018. – Т. 43, № 5. – С. 77–80. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2018-5-77-80.
7. Caplice, E. Food fermentations: role of microorganisms in food production and preservation / E. Caplice, G. F. Fitzgerald // International Journal of Food Microbiology. – 1999. – Vol. 50, № 1–2. – P. 131–149. https://doi.org/10.1016/s0168-1605(99)00082-3.
8. Bhalla, T. C. Yeasts and traditional fermented foods and beverages / T. C. Bhalla, Savitri // Yeast diversity in human welfare / T. Satyanarayana, G. Kunze. – Singapore : Springer, 2017. – P. 53–82. https://doi.org/10.1007/978-981-10-2621-8_3.
9. Paramithiotis, S. Lactic acid fermentation of fruits and vegetables / S. Paramithiotis. – Boca Raton : CRC Press, 2017. – 312 p. https://doi.org/10.1201/9781315370378.
10. Guizani, N. Chapter 9. Fermentation as a method for food preservation / N. Guizani, A. Mothershaw // Handbook of food preservation / M. S. Rahman. – Boca Raton : CRC Press, 2007. https://doi.org/10.1201/9781420017373.
11. Detection of bacteriocins produced by Lactobacillus plantarum strains isolated from different foods / A. Atrih, N. Rekhif, M. Michel [et al.] // Microbios. – 1993. – Vol. 75, № 303. – P. 117–123.
12. Harris, L. J. Characterization of two nisin-producing Lactococcus lactis subsp. lactis strains isolated from a commercial sauerkraut fermentation / L. J. Harris, H. P. Fleming, T. R. Klaenhammer // Applied and Environmental Microbiology. – 1992. – Vol. 58, № 5. – P. 1477–1483. https://doi.org/10.1128/aem.58.5.1477-1483.1992.
13. Hutkins, R. W. Microbiology and technology of fermented foods / R. W. Hutkins. – Wiley-Blackwell, 2006. – 473 p.
14. McFeeters, R. F. Fermentation microorganisms and flavor changes in fermented foods / R. F. McFeeters // Journal of Food Science. – 2004. – Vol. 69, № 1. – P. FMS35–FMS37.
15. Salminen, S. Lactic acid bacteria: microbiological and functional aspects. 3rd edition / S. Salminen, A. von Wright, A. Ouwehand. – Boca Raton : CRC Press, 2004. – 656 p. https://doi.org/10.1201/9780824752033.
16. The continuing story of class IIa bacteriocins / D. Drider, G. Fimland, Y. Hechard [et al.] // Microbiology and Molecular Biology Reviews. – 2006. – Vol. 70, № 2. – P. 564–582. https://doi.org/10.1128/MMBR.00016-05.
17. Leroy, F. Lactic acid bacteria as functional starter cultures for the food fermentation industry / F. Leroy, L. De Vuyst // Trends in Food Science and Technology. – 2004. – Vol. 15, № 2. – P. 67–78. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2003.09.004.
18. Gokulan, K. Metabolic pathways. Production of secondary metabolites of bacteria / K. Gokulan, S. Khare, C. Cerniglia // Encyclopedia of food microbiology. Second Edition / C. A. Batt, M. L. Tortorello. – Academic Press, 2014. – P. 561–569. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-384730-0.00203-2.