Создание функциональных кисломолочных продуктов на основе новых штаммов молочнокислых бактерий с высокими органолептическими показателями

Введение: В статье рассматриваются современные проблемы раздела функционального питания и продуктов, способствующих профилактике дисбиотических состояний организма. Актуальным направлением является расширение функциональных свойств кисломолочных продуктов за счет скрининга новых штаммов заквасочных культур, оптимизации технологических приемов, в том числе подбора эффективных матриц-носителей для пробиотических микроорганизмов, и сохранении их жизнеспособности. При этом необходимые для профилактического действия уровни колониеобразующих единиц молочнокислых бактерий встречаются достаточно редко в пищевых продуктах, представленных на российском рынке, также необходимо обратить внимание на органолептические характеристики вновь создаваемых продуктов в связи с высокими титрами микроорганизмов, образующих молочную кислоту и другие подкисляющие рН метаболиты.

Цель: Создать образцы биопродукта с функциональными свойствами на основе молочнокислых бактерий с высокими органолептическими характеристиками, соответствующими требованиями ТР ТС 033/2013, и уровнем жизнеспособных клеток микроорганизмов не менее 1011 КОЕ см3.

Материалы и методы: Объектом исследования были вышеуказанные образцы кисломолочных продуктов. При этом в первую очередь был произведен скрининг пробиотических штаммов из коллекции ФГБОУ ВО «РОСБИОТЕХ», на основе отобранных штаммов изготовлены образцы кисломолочного пробиотического продукта по стандартной методике с использованием в качестве матрицы-носителя — молока пастеризованного, с массовой долей жира — 1,5 %,далее были оценены органолептические свойства полученных образцов и уровень жизнеспособности клеток пробиотических микроорганизмов.

Результаты: Количество колониеобразующих единиц пробиотических микроорганизмов в приготовленных напитках составило от 2,8 × 1012 до 1,5 × 1013 КОЕ/см3, что является высокими значениями и способствует увеличению профилактического воздействия на макроорганизм. Лучшими органолептическими показателями обладали образцы 2407 (б), 6769, 2523, то есть в 2-х вариантах из 3-х использован штамм вида Lactococcus lactis, при этом все образцы соответствовали требованиям ТР ТС 033/2013.

Выводы: Получены образцы функциональных пробиотических напитков на основе 5 штаммов молочнокислых бактерий, разрешенных и предлагаемых к использованию в пищевой промышленности согласно СанПиН 2.3.2.1078-01. «Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов», с уровнем жизнеспособных клеток не ниже 1012 КОЕ/см3, что позволяет рассматривать образцы в качестве прототипов функциональных пищевых продуктов для применения в реальной практике.

1. Гусева, Т. Б., Солдатова, С. Ю., & Караньян, О. М. (2021). Органолептическая оценка молочных консервов: Особенности проведения и интерпретации результатов. Товаровед продовольственных товаров, (10), 726-729. https://doi.org/10.33920/igt-01-2110-01

2. Ильина, Е. Н. (2009). Прямое МАЛДИ масс-спектрометрическое профилирование бактериальных белков для индикации и характеристики патогенов. Acta naturae, (1), 115-121.

3. Квасников, Е. И., & Нестеренко, О. А. (1966). Некоторые вопросы систематики молочнокислых бактерий. Успехи микробиологии. М.: Наука.

4. Квасников, Е. И., & Нестеренко, О. А. (1975). Молочнокислые бактерии и пути их использования. М.: Наука.

5. Яннаева, О. С., & Солдатова, С. Ю. (2015). Система оценки качества кисломолочной продукции на примере йогурта натурального. В День науки: Общеуниверситетская научная конференция молодых учёных и специалистов, сборник материалов (с. 298-301). Орехово-Зуево: Государственный гуманитарно-технологический университет.

6. Abraham, B. P., & Quigley, E. M. (2017). Probiotics in inflammatory bowel disease. Gastroenterology Clinics of North America, 46(4), 769-782. https://doi.org/10.1016/j.gtc.2017.08.003

7. Battistini, C., Gullón, B., Ichimura, E. S., Gomes, A. M. P., Ribeiro, E. P., Kunigk, L., Moreira, J. U. V., & Jurkiewicz, C. (2018). Development and characterization of an innovative symbiotic fermented beverage based on vegetable soybean. Brazilian Journal of Microbiology, 49(2), 303-309. https://doi.org/10.1016/j.bjm.2017.08.006

8. Cavanagh, D., Fitzgerald, G. F., & McAuliffe, O. (2015). From field to fermentation: the origins of Lactococcus lactis and its domestication to the dairy environment. Food Microbiology, 47, 45-61. https://doi.org/10.1016/j.fm.2014.11.001

9. Centurion, F., Basit, A. W., Liu, J., Gaisford, S., Rahim, M. A., & Kalantar-Zadeh, K. (2021). Nanoencapsulation for probiotic delivery. ACS Nano, 15(12), 18653-18660. https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09951

10. Cesselin, B., Garrigues, C., Pedersen, M. B., Roussel, C., Gruss, A., & Gaudu, P. (2018). Task distribution between acetate and acetoin pathways to prolong growth in lactococcus lactis under respiration conditions. Applied and Environmental Microbiology, 84(18), Article e01005-18. https://doi.org/10.1128/AEM.01005-18

11. Duskova, M., Sedo, O., Ksicova, K., Zdrahal, Zb., & Karpiskova, R. (2012) Identification of lactobacilli isolated from food by genotypic methods and MALDI–TOF MS. International Journal of Food Microbiology, 159, 107-114. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2012.07.029

12. Flach, J., van der Waal, M. B., van den Nieuwboer, M., Claassen, E., & Larsen, O. A. (2018). The underexposed role of food matrices in probiotic products: Reviewing the relationship between carrier matrices and product parameters. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 58(15), 2570-2584. https://doi.org/10.1080/10408398.2017.1334624

13. Gao, Y., Wang, X., Xue, C., & Wei, Z. (2021). Latest developments in food-grade delivery systems for probiotics: A systematic review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 8, Article 1640. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.2001640

14. Gaudu, P., Yamamoto, Y., Jensen, P. R., Hammer, K., Lechardeur, D., & Gruss, A. (2019). Genetics of lactococci. Microbiology Spectrum, 7(4), Article 035. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.GPP3-0035-2018

15. Haghshenas B., Nami Y., Haghshenas M., Abdullah N., Rosli R., Radiah D., & Khosroushahi, A. Y. (2015). Bioactivity characterization of Lactobacillus strains isolated from dairy products. Microbiology Open, 4(5), 803-813. https://doi.org/10.1002/mbo3.280

16. Jalc, D., Varadyova, Z., Mihalikova, K., & Laukova, A. (2015). Nutritional status of corn silage after probiotic conservation. Journal of Applied Animal Research, 43(2), 141-146. https://doi.org/10.1080/09712119.2014.928629

17. Jiang, T., Li, H., Han, G. G., Singh, B., Kang, S., Bok, J., Kim, D., Hong, Z., Choi, Y., & Cho, C. (2017). Oral delivery of probiotics in poultry using PH-sensitive tablets. Journal of Microbiology and Biotechnology, 27(4), 739-746. https://doi.org/10.4014/jmb.1606.06071

18. Jones, J. J., Stump, M. J., Fleming, R. C., Lay, J. O., & Wilkins, C. L. (2003). Investigation of MALDI–TOF and FT–MS techniques for analysis of Escherichia coli whole cells. Science Journal of Analytical Chemistry, 75(6), 1340-1347. https://doi.org/10.1021/ac026213j

19. Kleerebezem, M., Bachmann, H., van Pelt-KleinJan, E., Douwenga, S., Smid, E. J., Teusink, B., & van Mastrigt, O. (2020). Lifestyle, metabolism and environmental adaptation in Lactococcus lactis. FEMS Microbiology Reviews, 44(6), 804-820. https://doi.org/10.1093/femsre/fuaa033

20. Mozaffarian, D. (2019). Dairy foods, obesity, and metabolic health: The role of the food matrix compared with single nutrients. Advances in Nutrition, 10(5), 917S-923S. https://doi.org/10.1093/advances/nmz053

21. Nagaoka, S. (2019). Yogurt production. Methods in Molecular Biology, 1887, 45-54. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8907-2_5

22. Ouzari, H., Cherif, A., & Mora, D. J. (2002). Autolytic phenotype of Lactococcus lactis strains isolated from traditional Tunisian dairy products. Journal of Applied Microbiology, 92(5), 812-820. https://doi.org/10.1046/j.1365-2672.2002.01585.x

23. Ringel-Kulka, T., Palsson, O. S., Maier, D., Carroll, I., Galanko, J. A., Leyer, G., & Ringel, Y. (2011). Probiotic bacteria Lactobacillus acidophilus NCFM and Bifidobacterium lactis Bi-07 versus placebo for the symptoms of bloating in patients with functional bowel disorders: A double-blind study. Journal of Clinical Gastroenterology, 45(6), 518-525. https://doi.org/10.1097/MCG.0b013e31820ca4d6

24. Sanders, M. E., & Marco, M. L. (2010). Food formats for effective delivery of probiotics. Annual Review of Food Science and Technology, 1, 65-85, https://doi.org/10.1146/annurev.food.080708.100743

25. Song, A. A., In, L. L. A., Lim, S. H. E., & Rahim, R. A. (2017). A review on Lactococcus lactis: From food to factory. Microbial Cell Factories, 16(1), Article 55. https://doi.org/10.1186/s12934-017-0669-x

26. Trush, E. A., Poluektova, E. A., Beniashvilli, A. G., Shifrin, O. S., Poluektov, Y., & Ivashkin, V. T. (2020). The evolution of human probiotics: Challenges and prospects. Probiotics Antimicrobial Proteins, 12(4), 1291-1299. https://doi.org/10.1007/s12602-019-09628-4

27. Venema, K., Verhoeven, J., Beckman, C., & Keller, D. (2020). Survival of a probiotic-containing product using capsule-within-capsule technology in an in vitro model of the stomach and small intestine (TIM-1). Beneficial Microbes, 11(4), 403-409. https://doi.org/10.3920/BM2019.0209

28. Wang, J., Zhong, Z., Zhang, W., Bao, Q., Wei, A., Meng, H., & Zhang, H. (2012). Comparative analysis of the gene expression profile of probiotic Lactobacillus casei Zhang with and without fermented milk as a vehicle during transit in a simulated gastrointestinal tract. Research in Microbiology, 163(5), 357-365. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2012.04.002

29. Wang, Y., Wu, J., Lv, M., Shao, Z., Hungwe, M., Wang, J., Bai, X., Xie, J., Wang, Y., & Geng, W. (2021). Metabolism characteristics of lactic acid bacteria and the expanding applications in food industry. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 12(9), Article 612285. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.612285

30. Zommiti, M., Chikindas, M. L., & Ferchichi, M. (2020). Probiotics-live biotherapeutics: A story of success, limitations, and future prospects-not only for humans. Probiotics Antimicrobial Proteins, 12(3), 1266-1289. https://doi.org/10.1007/s12602-019-09570-5