Аннотация

Увеличение производства сыров разных видов в России выявило необходимость использования дополнительных моновидовых заквасок разнонаправленного действия. Это определило актуальность расширения ассортимента дополнительных заквасок с заданными свойствами за счет создания новых моновидовых концентратов. Среди них особую роль играют культуры с высокой протеолитической активностью, способствующие интенсификации протеолиза, сокращению продолжительности созревания и улучшению органолептических показателей сыров. Цель работы – выявление штаммов мезофильных лактобацилл из коллекции микроорганизмов Всероссийского научно-исследовательского института маслоделия и сыроделия (г. Углич, Россия) с высокой протеолитической активностью, перспективных для использования в сыроделии. Исследовали штаммы лактобацилл Lactiplantibacillus plantarum 28 и 37, Lacticaseibacillus casei 738-11, Lacticaseibacillus paracasei К-6, Lacticaseibacillus rhamnosus П, Limosilactobacillus fermentum 39. Протеолитическую активность оценивали по количеству накапливаемого небелкового азота и буферной емкости водорастворимой фракции сыров. По результатам культивирования в обезжиренном молоке отобраны два штамма с наибольшей протеолитической активностью: L. rhamnosus П и L. paracasei К-6, которые использовали в качестве дополнительных культур к основной производственной закваске при выработке сыров. Во время выработки и прессования сыров быстрее накапливалась биомасса L. rhamnosus П, а при созревании – L. paracasei К-6. Максимальное количество жизнеспособных клеток лактобацилл достигло 8,55 lg КОЕ/г в сырах с L. rhamnosus П и 8,94 lg КОЕ/г – с L. paracasei К-6. Отмечено более медленное вымирание L. rhamnosus П, а также их стимулирующее действие на развитие лактококков. Высокое содержание лактобацилл в сырах (более 108 КОЕ/г) позволяет отнести их к пробиотическим молочным продуктам. В сырах с добавлением L. paracasei К-6 и L. rhamnosus П отмечалась тенденция к более активному протеолизу: в конце созревания прирост количества небелкового азота составил ~ 20 % относительно контрольных сыров без лактобацилл. При положительном влиянии обоих штаммов на органолептику сыров наиболее высокую оценку за вкус и запах получили сыры с культурой L. рaracasei К-6, что согласуется с наибольшим изменением буферной емкости водорастворимой фракции этих сыров. Рекомендовано использовать штаммы L. paracasei К-6 и L. rhamnosus П в составе моновидовых заквасок для повышения качества сыров и интенсификации производства.

Ключевые слова

Сыроделие, закваски, лактобациллы, протеолитическая активность, созревание, органолептические показатели

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Coelho МС, Malcata FX, Silva CCG. Lactic acid bacteria in raw-milk cheeses: From starter cultures to probiotic functions. Foods. 2022;11(15):2276. https://doi.org/10.3390/foods11152276
2. Функ И. А., Отт Е. Ф., Орлова Т. Н., Дорофеев Р. В., Шевченко К. Е. Лактобациллы и их применение в биотехнологии. Молочная промышленность. 2020. № 6. С. 19-21. https://doi.org/10.31515/1019-8946- 2020-06-19-20
3. Лепилкина О. В., Григорьева А. И. Ферментативный протеолиз при преобразовании молока в сыр. Пищевые системы. 2023. Т. 6. № 1. С. 36-45. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-1-36-45
4. Китаевская С. В., Пономарев В. Я., Решетник О. А. Оценка протеолитической активности новых штаммов лактобацилл с криорезистентными свойствами. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. № 1. С. 76-86. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-1-76-86
5. Альхатиб К. М., Данильчук Т. Н. Использование протеолитических свойств биомассы молочнокислых микро-организмов для создания новых продуктов питания. Health, Food & Biotechnology. 2022. Т. 4. № 4. С. 65-77. https://doi.org/10.36107/hfb.2022.i4.s160
6. Kieliszek M, Pobiega K, Piwowarek K, Kot AM. Characteristics of the proteolytic enzymes produced by lactic acid bacteria. Molecules. 2021;26(7):1858. https://doi.org/10.3390/molecules26071858
7. Gänzle MG. Lactic metabolism revisited: Metabolism of lactic acid bacteria in food fermentations and food spoilage. Current Opinion in Food Science. 2015;2:106-117. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2015.03.001
8. Kurbanova M, Voroshilin R, Kozlova O, Atuchin V. Effect of lactobacteria on bioactive peptides and their sequence identification in mature cheese. Microorganisms. 2022;10(10):2068. https://doi.org/10.3390/microorganisms10102068
9. Afshari R, Pillidge CJ, Dias DA, Osborn AM, Gill H. Cheesomics: The future pathway to understanding cheese flavour and quality. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020;60(1):33-47. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1512471
10. Choi J, Han HU. Microbial proteases in fermentation. In: Ray RC, Montet D, editors. Fermented foods, part II. Technological interventions. Boca Raton: CRC Press; 2015. pp. 103-121.
11. Abarquero D, Duque C, Bodelon R, Lopez I, Munoz J, et al. Autochthonous cultures to improve the quality of PGI Castellano cheese: Impact on proteolysis, microstructure and texture during ripening. Food Research International. 2024;186:114306. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114306
12. Choi J, Lee SI, Rackerby B, Frojen R, Goddik L, et al. Assessment of overall microbial community shift during Cheddar cheese production from raw milk to aging. Applied Microbiology and Biotechnology. 2020;104(14):6249-6260. https:// doi.org/10.1007/s00253-020-10651-7
13. Wilbey RA. Heat treatment of foods. Principles of pasteurization. In: Encyclopedia of Food Microbiology (Second Edition). London: Academic Press; 2014. pp. 169-174. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-384730-0.00159-2
14. Zheng J, Wittouck S, Salvetti E, Franz CMAP, Harris HMB, et al. A taxonomic note on the genus Lactobacillus: Description of 23 novel genera, emended description of the genus Lactobacillus Beijerinck 1901, and union of Lactobacillaceae and Leuconostocaceae. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2020;70(4):2782-2858. https:// doi.org/10.1099/ijsem.0.004107
15. Gobbetti M, de Angelis M, di Cagno R, Mancini L, Fox PF. Pros and cons for using non-starter lactic acid bacteria (NSLAB) as secondary/Adjunct starters for cheese ripening. Trends in Food Science & Technology. 2015;45(2):167-178. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.07.016
16. de Pasquale I, di Cagno R, Buchin S, de Angeli SM, Gobbetti M. Use of autochthonous mesophilic lactic acid bacteria as starter cultures for making Pecorino Crotonese cheese: Effect on compositional, microbiological and biochemical attributes. Food Research International. 2019;116:1344-1356. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.10.024
17. Nicosia FD, Pino A, Maciel GLR, Sanfilippo RR, Caggia C, et al. Technological characterization of lactic acid bacteria strains for potential use in cheese manufacture. Foods. 2023;12(6):1154. https://doi.org/10.3390/foods12061154
18. Carafa I, Stocco G, Franceschi P, Summer A, Tuohy KM, et al. Evaluation of autochthonous lactic acid bacteria as starter and non-starter cultures for the production of Traditional Mountain cheese. Food Research International. 2019;115:209-218. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.08.069
19. Карычев Р, Елисеева Т. Бактериальные культуры «Crealat» и натуральные ферменты «Crearen» - ваш успех в производстве сыров. Сыроделие и маслоделие. 2018. № 9. С. 28-29.
20. Кашина Е. Д. Возможности расширения горизонтов. Сыроделие и маслоделие. 2020. № 3. С. 33-35. https://elibrary.ru/UBJJKG
21. Мордвинова В. А. Актуальные вопросы ассортиментной политики сыродельного предприятия. Сыроделие и маслоделие. 2021. № 5. С. 8-9. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2021-5-8-9
22. Araújo-Rodrigues H, dos Santos MTPG, Ruiz-Moyano S, Tavaria FK, Martins APL, et al. Technological and protective performance of LAB isolated from Serpa PDO cheese: Towards selection and development of an autochthonous starter culture. LWT. 2021;150:112079. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112079
23. García-Cano I, Rocha-Mendoza D, Ortega-Anaya J, Wang K, Kosmerl E, et al. Lactic acid bacteria isolated from dairy products as potential producers of lipolytic, proteolytic and antibacterial proteins. Applied Microbiology and Biotechnology. 2019;103:5243-5257. https://doi.org/10.1007/s00253-019-09844-6
24. Wang Y, Zhang C, Liu F, Jin Z, Xia X. Ecological succession and functional characteristics of lactic acid bacteria in traditional fermented foods. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023;63(22):5841-5855. https://doi.org/10.1080/ 10408398.2021.2025035
25. Yang S, Bai M, Kwok L-Y, Sun Z. The intricate symbiotic relationship between lactic acid bacterial starters in the milk fermentation ecosystem. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2025;65(4):728-745. https://doi.org/10.1080/ 10408398.2023.2280706
26. Canon F, Nidelet T, Guédon E, Thierry A, Gagnaire V. Understanding the mechanisms of positive microbial interactions that benefit lactic acid bacteria co-cultures. Frontiers in Microbiology. 2020;11:2088. https://doi.org/10.3389/ fmicb.2020.02088
27. Gaudu Р, Yamamoto Y, Jensen PR, Hammer K, Lechardeur D, et al. Genetics of Lactococci. ASM Journals. Microbiology Spectrum. 2019;7(4):1-25. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.gpp3-0035-2018
28. Aljewicz M, Cichosz G, Nalepa B, Kowalska M. Influence of the probiotic Lactobacillus acidophilus NCFM and Lactobacillus rhamnosus HN001 on proteolysis patterns of Edam cheese. Food Technology and Biotechnology. 2014;52(4): 439-447. https://doi.org/10.17113/ftb.52.04.14.3659
29. Загайнова А. В., Федец З. Е., Панькова М. Н., Новожилов К. А., Грицюк О. В. и др. Лактобациллы как составная часть микробиоты кишечника и их значение в физиологическом состоянии человека. Российский журнал экологической и восстановительной медицины. 2022. № 4. С. 12-25.
30. Glück С, Stressler Т, Fischer L. Heat-stable microbial peptidases associated with the microbiota of raw milk. In: Kelly AL, Larsen LB, editors. Agents of Change. Enzymes in Milk and Dairy Products. Cham: Springer Cham; 2021. pp. 269-290.