CC BY
10
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СКОРОСТЬ СБРАЖИВАНИЯ СУБСТРАТА КОНСОРЦИУМОМ ДРОЖЖЕЙ И БАКТЕРИЙ
М.В. Самойленко1, мл. науч. сотр. М.В. Бабакина1, мл. науч. сотр. М.Л. Золотавина2, канд. биол. наук, доцент М.В. Самойленко2, студент
краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции - филиал ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия» 2Кубанский государственный университет (Россия, г. Краснодар)
DOI:10.24412/2500-1000-2022-3-2-6-8
Аннотация. В статье приведен анализ подбора температуры, влияющей на скорость сбраживания субстрата с помощью микробиологических культур, входящих в состав консорциума. В ходе исследования было отмечено, что дрожжи Zygosaccharomyces kombuchaensis сбраживают сахара, а бактерии Gluconacetobacter ху1тт активно производят целлюлозную массу и уксусную кислоту, при этом оба микроорганизма показывают рост при температуре +(25±1) °С, которая является наиболее оптимальной для быстрого достижения средой рН 3,5 и прекращения культивирования с сохранением всех необходимых параметров для функционального напитка.
Ключевые слова: микробиологические культуры, функциональные продукты, биохимический состав, SCOBY.
Для укрепления здоровья и профилактики заболеваний среди населения пользуются спросом сбалансированные по составу продукты питания, которые обогащены функциональными компонентами из растительного сырья или вторичных сырьевых ресурсов.
В настоящее время стали популярны ферментированные функциональные
напитки. Преимуществом процессов ферментации является то, что при их проведении повышается ценность неиспользуемых растительных отходов; безопасность, поскольку процессы являются естественным и не предусматривают применение биологически опасных загрязнителей.
Эта ферментация осуществляется характерным консорциумом дрожжей и бактерий под названием SCOBY (симбиоти-ческая культура бактерий и дрожжей) [1, 2]. При росте на натуральном плодово-ягодном субстрате микроорганизмы активно снижают его рН, перерабатывая субстрат и производя продукты своей жизнедеятельности. Таким образом, подавляется возможный рост патогенных
бактерий, что гарантирует безопасность продукта [3].
В связи с этим, целью исследования являлось изучение влияния температуры на скорость сбраживания субстрата консорциумом дрожжей и бактерий.
Объекты и методы исследований.
Объектами являлись:
1) Чистые культуры дрожжей Zygosaccharomyces kombuchaensis и бактерий Gluconacetobacter туНпш, составляющие симбиотический консорциум под названием БСОБУ;
2) Экстракт виноградной выжимки с добавлением 5% глюкозы и 5% фруктозы.
Экстракт виноградной выжимки готовили следующим образом: вода и виноградные выжимки в соотношении 1:6 (100 гр сухой виноградной выжимки к 600 мл дистиллированной воды) кипятили на водяной бане при 60 °С 120 мин, фильтровали через ватно-марлевый фильтр до исчезновения примесей осадка и остужали до комнатной температуры.
Маркером окончания культивирования служило достижение среды рН 3,5, так как
последующее культивирование и снижение кислотности способствует угнетению развития исследуемых культур. Измерения проводились каждые 4 ч до 36 ч, а затем каждые 24 ч в течение 72 ч.
Для исследования влияния температуры на скорость роста консорциума Zygosaccharomyces komЪuchaensis сов-
местно с GluconacetoЪacter хуНпж нами были выбраны температуры: +(15±1) X; +(25±1) X; +(35±1) X; +(45±1) X.
Обсуждение результатов.
На рисунке 1 показано время окончания культивирования консорциума (достижения рН среды 3,5) в зависимости от температуры выращивания.
Рис. 1. Время достижения рН среды 3,5 в зависимости от температуры выращивания, часов
Исходя из рисунка 1 можно сделать вывод, что температура +(25±1) X является наиболее оптимальной для быстрого достижения средой рН 3,5 и прекращения культивирования. При данной температуре выращивания активны дрожжи
Zygosaccharomyces komЪuchaensis, производящие этанол, соответственно и GluconacetoЪacter хуНпж наиболее активно сбраживают этанол и производят органические кислоты, за счет чего снижается рН среды и при этом содержание этанола в среде на конец культивирования не превышает допустимых норм (менее 0,5%).
Температуры +(35±1) X и +(45±1) X так же дают быстрый результат, однако скорость роста при данных температурах недостаточна для ускоренной эффективной переработки субстрата. Температуры выше +35 X подавляют жизнедеятельность GluconacetoЪacter ху1тш. За счет активного размножения
Zygosaccharomyces komЪuchaensis среда насыщается этанолом, который не успевают переработать бактерии. Содержание
этанола на конец культивирования составляет ±2,0%, что является недопустимым.
При температуре +(15±1) X рН среды достигла 3,5 за 72 ч, что доказывает неэффективность выращивания консорциума при данной температуре для максимально быстрой переработки субстрата.
Выводы.
Таким образом, изучение влияния температуры на скорость сбраживания консорциума БСОБУ показало, что температура +(25±1) X является наиболее оптимальной для быстрого достижения средой рН 3,5 и прекращения культивирования с сохранением всех необходимых параметров функционального напитка.
Создание комплексных процессов конверсии растительного сырья и отходов его переработки в функциональные продукты, применительно к распространенному в Краснодарском крае плодово-ягодному сырью, позволяет повысить экономическую эффективность пищевых производств и расширить их ассортимент.
Библиографический список
1. Villarreal-Soto S.A., Beaufort S., Bouajila J., Souchard J.P., Taillandier P. Understanding kombucha tea fermentation: A review // Journal of Food Science. - 2018. - №83. - Pp. 580-588.
2. Chakravorty S., Bhattacharya S., Gachhui R. Kombucha tea fermentation: microbial and biochemical dynamics // Int. J. Food Microbiol. - 2016. - №220.- pp. 63-72.
3. Watawana M.I. Enhancement of the antioxidant and starch hydrolase inhibitory activities of king coconut water (Cocos nucifera var. aurantiaca) by fermentation with Kombucha "tea fungus // Int. J. Food Sci. Technol. - 2016. - № 51 (2). - Pp. 490-498.
INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF TEMPERATURE ON THE RATE OF SUBSTRATE FERMENTATION BY A CONSORTIUM OF YEAST AND BACTERIA
M.V. Samoylenko1, Junior Researcher M.V. Babakina1, Junior Researcher M.L. Zolotavina2, Candidate of Biological Sciences M.V. Samoylenko2, Student
1Krasnodar Research Institute of Agricultural Products Storage and Processing - branch
of FSBSO "North-Caucasian Federal Scientific Center
of Horticulture & Viniculture"
2Kuban State University
(Russia, Krasnodar)
Abstract. This article provides an analysis of the selection of temperature that affects the rate of fermentation of the substrate using microbiological cultures that are part of the consortium. During the study, it was noted that the yeast Zygosaccharomyces kombuchaensis ferments sugars, and the bacteria Gluconacetobacter xylinus actively produce cellulose mass and acetic acid, while both microorganisms show growth at a temperature of + (25±1) °C, which is the most optimal temperature for quickly reaching the pH of the medium. 3.5 and termination of cultivation while maintaining all the necessary parameters for a functional drink.
Keywords: microbiological cultures, functional foods, biochemical composition, SCOBY.
