CC BY
15
Научная статья УДК 604
DOI 10.52653/РР1.2021.11.11.015
Изучение антиоксидантной и витаминсинтезирующей активности продукта «куэмсил» как потенциального «антистрессового» фактора
Людмила Геннадьевна Креккер1, Галина Андреевна Донская2, Елена Вячеславовна Колосова3
2' 3ВНИИ молочной промышленности, Москва, l_krekker@vnimi.org
Аннотация. Проанализирована взаимосвязь между количеством антиоксидантов и витаминов в рационе питания и стрес-соустойчивостью человека. В качестве объекта исследования был выбран продукт «КуЭМсил», в состав которого входят коровье и кобылье молоко, а также специально подобранный симбиоз кумысной закваски, отличающейся выраженной биохимической активностью. Закваска «КуЭМсил» создана на основе культур заквасочных микроорганизмов молочнокислых палочек, лактобацилл подрода Streptobacterium, молочных дрожжей. Результаты исследований показали, что полученный продукт отличается от классического кумыса менее пенящейся консистенцией, кислотностью до 100 °Т, высоким содержанием молочнокислых лактобактерий и достаточно большим содержанием молочных дрожжей. Определена способность чистых культур и симбиотической закваски синтезировать витамины С и В«2, определено количество витаминов В« и В6 в жидкой симбиотической закваске, готовом жидком и высушенном лиофильным способом кисломолочном продукте «КуЭМсил». По сравнению с чистыми культурами через «6 ч культивирования в комбинированной закваске наблюдалось большее количество витамина С: в среднем в 9 раз. Наименьший синтез витамина С наблюдался у лактосбраживающих дрожжей. Жидкая закваска, готовый продукт «КуЭМсил» и высушенный образец содержат достаточно большое количество витамина В« = 345±2,8; 320±3,2 и 246±3,1 мкг/л соответственно. По сравнению с пастеризованным молоком количество витамина В« в закваске жидкой выше в 3,59 раза, в сухом продукте в 2,5 раза. Изучена антиоксидантная активность ферментированного продукта в зависимости от количества введенного лактоферрина в процессе хранения. Установлен рекомендуемый срок хранения «КуЭМсил». Представлены результаты клинической апробации продукта.
Ключевые слова: кумыс, витамины, антиоксиданты, культура, закваска, «КуЭМсил»
Для цитирования: Креккер Л. Г., Донская Г. А., Колосова Е. В. Изучение антиоксидантной и витаминсинтезирующей активности продукта «Куэмсил» как потенциального «антистрессового» фактора // Пищевая промышленность. 2021. № 11. С. 22-25.
Original article
Studying the antioxidant system And the vitamin-synthesizing activity of the product «kuemsil» as a potential «anti-stress» factor
Lyudmila G. Krekker1, Galina A. Donskaya2, Elena V. Kolosova3
2' 3All-Russian Research institute of Dairy industry, Moscow, l_krekker@vnimi.org
Abstract. The article analyzes the relationship between the amount of antioxidants and vitamins in the diet and human stress resistance. The product «KuEMsil» was chosen as the object of research, which includes cow's and mare's milk and a specially selected symbiosis of kumys sourdough, characterized by pronounced biochemical activity. The starter culture «KuEMsil» is created on the basis of cultures of starter microorganisms of lactic acid bacilli, lactobacilli of the subgenus Streptobacterium, milk yeast. The research results showed that the resulting product differs from the classic koumiss with a less foaming consistency, acidity up to 100%, a high content of lactic acid lactobacilli and a sufficiently high content of milk yeast. The ability of pure cultures and symbiotic starter culture to synthesize vitamins C and B12 was determined, the amount of vitamins B1 and B6 in the liquid symbiotic starter culture, the finished liquid and freeze-dried fermented milk product «KuEMsil» was determined. Compared with pure cultures, after 16 hours of cultivation, an average of 9 times more vitamin C was observed in the combined starter culture. The lowest synthesis of vitamin C was observed in lactobacillus yeast. The liquid starter culture, the finished product «KuEMsil» and the dried sample contain a sufficiently large amount of vitamin B1 = 345±2.8; 320±3.2 and 246±3.1 mcg/l, respectively. Compared with pasteurized milk, the amount of vitamin B1 in the liquid starter is higher than 3.59 times, in the dry product by 2.5 times. The antioxidant activity of the fermented product was studied depending on the amount of lactoferrin introduced during storage. The recommended shelf life of «KuEMsil» has been established. The results of clinical testing of the product are presented.
Keywords: koumiss, vitamins, antioxidants, culture, sourdough, «KuEMsil»
For citation: Krekker L. G., Donskaya G. A., Kolosova E. V. Studying the antioxidant system and the vitamin-synthesizing activity of the product «kuemsil» as a potential «anti-stress» factor // Food processing industry. 2021;(11):22-25 (In Russ.).
Автор, ответственный за переписку: Людмила Геннадьевна Креккер, l_krekker@vnimi.org Corresponding author: Lyudmila G. Krekker, l_krekker@vnimi.org
© Креккер Л. Г., Донская Г. А., Колосова Е. В., 2021
22
11/2021 FOOD PROCESSiNG iNDUSTRY ISSN 0235-2486
FUTURE TECHNOLOGiES FOR NUTRiTiOUS FOOD
Введение. Серьезной проблемой сегодняшнего дня являются стрессовые ситуации, связанные с распространением коронавирусной инфекции (COViD 19). Угроза заражения и перенесенная болезнь сказываются не только на физическом, но и на психическом здоровье людей.
Гормоны стресса адреналин, норадре-налин и дофамин меняют микрофлору желудочно-кишечного тракта. В условиях стресса активизируется микроорганизм Helicobacter pylori, повышается содержание клеток Bacteroides fragilis, накапливаются бактериальные виды - Anaerofustis, Clostridium, Cetobacterium. Этот процесс идет параллельно со снижением числа полезных микроорганизмов. Например, у космонавтов после длительного полета, в результате продолжительного пребывания в замкнутом пространстве [1].
Микрофлора человека, реагируя на психологические обстоятельства, может облегчить стресс, синтезируя витамины группы В и витамин с. Витамины группы В действуют как кофакторы в регуляции до-фаминергических и серотонинергических нейромедиаторов, участвующих в регуляции настроения, возникновении тревоги. Тиамин, пиридоксин и цианокобаламин влияют на устойчивость организма к последствиям стресса. Пиридоксин, наряду с фолатом, помогают почкам поддерживать оптимальный уровень гомоцистеина, избыток которого ведет к депрессии [2, 3].
Недостаток витамина B6 снижает синтез дофамина, серотонина, гамма-аминомасляной кислоты, мелатонина. Это может приводить к психологическим и физиологическим нарушениям, бессоннице, снижению интеллектуальных способностей, раздражительности, апатии, агрессивному поведению [2].
Лактобактерии кумыса способны синтезировать витамины В,, В2, В12, В6, никотиновую кислоту, фолиевую кислоту, витамин С и К [4]. По данным Валиева и Азаровой, в исходном, свежем кобыльем молоке витамина В, - 281,1 мкг/л, В2 -260,2 мкг/л, витамина С до 88 мг/л [5].
Лактоферрин является антистрессовым антиоксидантом, обладает выраженной противовирусной активностью, в том числе и против возбудителя COViD 19 [6]. Кобылье и коровье молоко является источником лактоферрина, но при термической обработке молоко теряет до 20 % витаминов группы В и 30 % лактоферрина [7]. Железосодержащий гликопротеид лактоферрин обеспечивает антиоксидантную защиту в процессе хранения молока от свободно-радикального окисления липидов, но его содержание в молоке не более 0,3 мг/мл, в молозиве больше. Лактоферрин способен обеспечивать инфекционную защиту и новорожденного, и взрослого человека [6]. Он регулирует воспалительный процесс и участвует в активации иммунных клеток [7].
Анализ вышеприведенных фактов показывает необходимость использования микроорганизмов-пробиотиков, входящих в состав традиционных кисломолочных продуктов, и лактоферрина для повышения «антистрессовой» защиты человека и продления сроков хранения.
Цель исследований - определение витаминобразующей способности сим-биотической закваски, готового жидкого и сухого кисломолочного продукта; исследование влияния добавления к высушенному продукту лактоферрина на динамику антиоксидантной активности в процессе хранения.
Актуальность данного эксперимента обуславливается необходимостью поиска средств для восстановления работы нервной системы после перенесенного стресса от коронавирусной инфекции на основе ферментированных продуктов, обладающих выраженной витаминсинтезирующей и антиоксидантной активностью.
Методы исследований. Содержание в продукте витамина С определяли по ГОСТ 30627.2-98, витамина В12 - спектро-фотометрическим методом с измерением оптической плотности на спектрофотометре при длине волны 530 нм [8], витамина В1 (тиамина) - флюорометриче-ским методом по ГОСТ 32042-2012; витамина В - с использованием системы ка-6
пиллярного электрофореза Капель 105М, ООО «Люмэкс-Маркетинг» [9], содержание водорастворимых антиоксидантов (АОА) - амперометрическим методом на приборе «Цвет Яуза-01-АА». Для определения других качественных и микробиологических показателей использованы стандартные методы исследований.
Результаты и их обсуждение. В ранее проведенных исследованиях [10] были подобраны оптимальные соотношения заквасочных культур, которые позволяют добиться типичных органолептических показателей, свойственных продукту, приготовленному из смеси коровьего и кобыльего молока в соотношении 50/50. Качественная характеристика продукта представлена в таблице. Результаты исследований показали, что полученный продукт отличается от классического кумыса менее пенящейся консистенцией, кислотностью до 100 °Т, высоким содержанием молочнокислых лактобактерий и достаточно большим содержанием молочных дрожжей.
Далее была исследована способность накапливать витамин С у чистых культур и симбиотической закваски «КуЭМ-сил». результаты исследований показали, что в начале культивирования содержание витамина С в комбинированной закваске составляет 0,08±0,012 мг/100 г, в процессе культивирования в течение 16 ч содержание витамина выросло до 3,2±0,03 мг/100 г, что в 40 раз выше, чем в начале культивирования. По сравнению с чистыми культурами через 16 ч культивирования в комбинированной закваске наблюдалось большее количество витамина С: в среднем в 9 раз. Наименьший синтез витамина С наблюдался у лакто-сбраживающих дрожжей, максимальное значение достигало к 16 ч культивирования закваски 0,35 мг/100 г продукта
Было изучено содержание витамина В в образцах чистых культур и в комбинированной закваске (рис. 1). Комбинированная закваска обладает более высокой склонностью к синтезу витамина В12. По сравнению с чистой культурой ацидо-
Сравнительная характеристика продукта «КуЭМсил»
Наименование показателя Требования ГОСТ Р 52974-2008 «Кумыс» (из кобыльего молока) КуЭМсил СТО 26055145-002-2013 аттестат аккредитации РОСС (Ти.32067/040ЛГ0. ИЛ001
Внешний вид Непрозрачная жидкость Непрозрачная жидкость
Вкус, запах Чистый кисломолочный, слегка острый вкус, специфический для кумыса, без посторонних привкусов и запахов. Допускается дрожжевой привкус Чистый кисломолочный, слегка острый вкус, со специфическим для кумыса привкусом, без посторонних привкусов и запахов. Допускается дрожжевой привкус
Консистенция Жидкая, однородная, газированная, слегка пенящаяся, без хлопьев и сбившихся комочков жира Однородная, с нарушенным сгустком, слегка пенящаяся, с признаками газообразования, допускаются хлопья и небольшие комочки жира
Кислотность, °Т, не более 80 100±2
Массовая доля белка, %, не менее 2 2,6
Состав микрофлоры Lactobacillus acidofilus, Lactobacillus bulgaricus, Saccharomyces lactis Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus plantarum, Saccharomyces lactis
Количество молочнокислых м/о в конце срока годности, не менее И07 КОЕ/см И07 КОЕ/см
Дрожжей, не менее И05 КОЕ/см И04 КОЕ/см
фильной палочки его содержание было в 2,1 раза выше - 3,8±0,08 мкг/100 г продукта. Самое низкое витаминообразо-вание у культуры стрептобактерий: через 16 ч культивирования 0,89±0,02 мкг/100 г.
Было изучено содержание витаминов В, и В6 в готовой закваске, продукте, приготовленном на смеси коровьего и кобыльего молока (в соотношении 50/50), и высушенном субстрате, из которого изготавливается таблетированный продукт «КуЭМсил».
Результаты исследований представлены на рис. 2.
Экспериментальные данные показали, что жидкая закваска, готовый продукт «КуЭМсил» и высушенный образец содержат достаточно большое количество витамина В,: -345±2,8; 320±3,2 и 246± 3,1 мкг/л соответственно. По сравнению с пастеризованным молоком количество витамина В1 в закваске жидкой выше в 3,59 раза, в сухом продукте в 2,5 раза.
При сушке количество витамина В1 снижается по сравнению с закваской на 40 %, по сравнению с продуктом на 30%. Количество витамина В6 в продукте «КуЭМсил» по сравнению с молоком выше в 3,1 раза. Максимальное количество В6 в жидкой закваске - 145±1,99 мкг/л.
Известно, что витамины обладают проантиоксидантным эффектом, витамин В12 в сочетании с глутатионом и Ы-ацетилцистеином индуцирует апоптоз клеток лимфоцитарного лейкоза. Витамин С защищает белки, жиры и нуклеиновые кислоты от повреждающего действия свободных радикалов, влияет на уровень глутатиона. Антиоксидантной защитой молочных продуктов может выступать лактоферрин молока. Кумыс, как и любой другой кисломолочный продукт, вырабатывают из пастеризованного молока, а при пастеризации выше 60 °С количество лактоферрина значительно снижается [8].
следовательно, и биологическая ценность сухого продукта с добавлением лакто-феррина значительно выше по сравнению с контролем и она сохраняется в течение продолжительного срока. Наибольшее сохранение антиоксидантной активности наблюдалось в вариантах 5 и 6. Повышение количества лактоферрина до 0,6 г на 1 кг не оказывает существенного значения на АОА продукта. Через 15 мес хранения антиоксидантная активность в контроле уменьшается на 79,3 %, в 5-м образце на 23 %. Через 12 мес хранения снижение антиоксидантной активности происходит незначительно по сравнению с 15 мес. В связи с этим рекомендовано установить срок годности продукта 12 мес (доза лактоферрина 0,5 г/кг высушенного продукта).
Клинические испытания готового продукта были проведены в Государственном Новосибирском областном врачебно-физкультурном диспансере. В эксперименте участвовали 5 групп волонтеров и
4
о со"
Н СО
ф I : ^
пз *
си
5 ^ о
> I.
4 8 12 16 20 24
Продолжительность культивирования, ч
1 - Комбинированная закваска
2 - Закваска ацидофильной палочки
3 - Закваска молочных дрожжей
4 - Закваска стрептобактерий
Рис. 1. Динамика накопления витамина В12
0,4
2 0,35
ь,
ст 0,3
но
ив 0,25
ак
я а 0,2
н
нт а 0,15
д и
с к о од
и
нт < 0,05
0
0,354 0,349 0.32
_ 0,3 1
--- и. ^ ...... Ч.
* -
твш.11
0 3 6 12 15
мес мес мес мес мес
Продолжительность хранения Рис. 3. Антиоксидантная активность в процессе хранения сухого продукта «КуЭМсил»
Дозы внесенного препарата: 1 - контроль без лактоферрина; 2 - 0,2 г лактоферрина на 1 кг сухого продукта; 3 - 0,3 г; 4 - 0,4 г; 5 - 0,5 г; 6 - 0,6 г на 1 кг
В связи с этим далее было изучено влияние на актиоксидантную активность добавления сухого сывороточного лактофер-рина (фирмы Fonterra, Новая Зеландия) в готовый продукт после сублимационной сушки. На рис. 3 представлены результаты определения антиоксидантной активности таблетированно-го продукта «КуЭМсил» в процессе хранения.
Исследования, представленные на рис. 3, показывают, что антиоксидант-ная активность (АоА), а
контрольная группа (получавшая плацебо). Качественные показатели измеряли с использованием теста Люшера и методики «Самооценка психического состояния: самочувствие, общая активность, настроение» (САН). У пациентов, употреблявших «КуЭМсил» в группах 2 и 3, по сравнению с контрольной существенно улучшается самочувствие, повышается «общая активность», возрастает стрессоустойчивость, уменьшаются астеническая симптоматика и эмоциональная лабильность. Показатели теста дифференцированной самооценки состояния испытуемых изменялись от 55,5±1,1 до 68,2±1,2. В контрольной группе отсутствовали изменения, значения составляли от 56,5±1,7 до 57,1±1,9.
Методика Танина, позволяющая определить «реактивную тревогу» и «лич-
24
11/2021 РООО PROCESSiNG iNDUSTRY 0235-2486
FUTURE TEcHNOLOGiEs FOR NUTRiTiOUs FOOD
ностную тревожность», показала, что исходное значение реактивной тревоги у волонтеров контрольной группы и групп 1-5 составило от 37,1±3,6 до 39,4± 3,5 балла. В конце эксперимента изменилось в контрольной группе: 38,1±1,8; в волонтерских группах 31,8±1,9 до 33,2±2,0. Первоначальное значение личностной тревожности в контрольных группах было от 35,3±8,7 до 48,3±4,2 балла, в конце исследования эти значения составляли в контрольной группе 36,1±1,2, в испытуемых от 29,3±1,7 до 35,5±1,3.
Выводы. Подобранный симбиоз культур обладает выраженной способностью к синтезу витамина С до 3,2 мг/100 г и витамина В12 до 3,6 мг/100 г продукта.
Максимальное количество витаминов В1 и В6 содержит жидкая закваска 345 и 145 мкг/л соответственно. При сушке более значительные потери происходят у витамина В1 - 40%. Витамин В6 снижается на 11 %.
Внесение лактоферрина в количестве 0,5 г/кг способствует повышению анти-оксидантной активности в процессе хранения на 61 % по сравнению с контролем и позволяет гарантировать проявление антиоксидантного эффекта в течение оптимального установленного срока годности 12 мес.
Клинические испытания продукта показали, что включение в рацион питания «КуЭМсил» снижает активность проявления основных симптомов острого и хронического психоэмоционального стресса, способствует повышению эмоциональной стабильности.
список источников
1. Ардатская М. Д. и др. Дисбиоз (дисбак-териоз) кишечника: современное состояние проблемы, комплексная диагностика и лечебная коррекция // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2015. № 117 (5). С. 13-50.
2. Bottiglieri T., Laundy M., CreLLin R., Toone B. K., Carney M. W., Reynolds E. H. Homocysteine, folate, methylation, and monoamine metabolism in depression. Journal
of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry. 2000. No. 69. P. 228-232.
3. Семенихина В. Ф., Рожкова И. В., Бе-гунова А. В., Федорова Т. В., Ширшова Т. И. Разработка биотехнологии кисломолочного продукта с Lactobacillus reuteri LR1 и исследование его функциональных свойств в эксперименте in vitro и in vivo // Вопросы питания. 2018. Т. 87. № 5. С. 52-62. Doi: 10.24411/0042-8833-2018-10053
4. Рожкова И. В., Бегунова А. В. Про-биотические микроорганизмы как фактор повышения здоровья // Молочная промышленность. 2020. № 7. С. 38-39. DOI: 10.31515/1019-8946-2020-07-38-39
5. Валиев А. Г., Валиева Т.А., Фархутди-нов P. P. Сравнительная оценка методов повышения стойкости сухого кобыльего молока при хранении // В мире научных открытий. 2012. Т. 5. № 1 (29). С. 53-55.
6. Липосомальный лактоферрин как потенциальное средство профилактики и лечения COVID-19 // Русский медицинский журнал. 2020. № 9. С. 39-44.
7. Донская Г. А. Антиоксидантные свойства молока и молочных продуктов: обзор // Пищевая промышленность. 2020. № 12. С. 86-91.
8. Ляликов Ю. С. Физико-химические методы анализа. М.: Химия, 1984. 535 с.
9. Комарова Н. В., Каменцев Я. С. Практическое руководство по использованию систем капиллярного электрофореза «КАПЕЛЬ». СПб.: 000 «Веда», 2006. 212 с.
10. Креккер Л. Г. Разработка технологии бактериального концентрата для производства кумыса; дисс. ... канд. техн. наук: 05.18.07. Улан-Удэ, 2001. 159 с. Ил. РГБ 0Д, 61 02-5/677-0
REFERENCES
1. Ardatskaya M. D., et al. Dysbiosis (dysbacteriosis) intestine: current state of the problem, comprehensive diagnostic and therapeutic correction. Eksperimentainaya i kiinicheskaya gastroenteroiogiya =
Experimental and clinical gastroenterology. 2015;117(5):13-50.
2. Bottiglieri T., Laundy M., Crellin R., Toone B. K., Carney M. W., Reynolds E. H. Homocysteine, folate, methylation, and monoamine metabolism in depression. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry. 2000;69:228-232.
3. Semenihina V. F., Rozhkova I. V., Begunova A. V., Fedorova T. V., Shirshova T. I. Development of biotechnology of a fermented milk product with Lactobacillus reuteri LR1 and the study of its functional properties in an in vitro and in vivo experiment. Voprosy pitaniya = Nutrition issues. 2018;87(5):52-62. DOI: 10.24411/0042-8833-201810053
4. Rozhkova I. V., Begunova A. V. Probiotic microorganisms as a factor of improving health. Molochnaya promyshlennost' = Dairy industry. 2020;7:38-39. DOI: 10.31515/10198946-2020-07-38-39
5. Valiev A. G., Valieva T. A., Farhutdinov P. P. Comparative evaluation of methods for increasing the resistance of dry mare's milk during storage. V mire nauchnyh otkrytij = In the world of scientific discoveries. 2012;5(1/29):53-55.
6. Liposomal lactoferrin as a potential means of prevention and treatment of COVID-19. Russkij medicinskij zhurnal = Russian medical journal. 2020;9:39-44.
7. Donskaya G. A. Antioxidant properties of milk and dairy products: a review. Pischevaya promyshlennost' = Food industry. 2020; 12:86-91.
8. Lyalikov Yu. S. Physico-chemical methods of analysis. Moscow: Himiya [Chemistry], 1984. 535 p.
9. Komarova N. V., Kamencev Ya. S. Practical guide to the use of capillary electrophoresis systems «KAPEL». Saint Petersburg: LLC «Veda», 2006. 212 p.
10. Krekker L. G. Development of bacterial concentrate technology for the production of koumiss: dissertation; thesis of Candidate of Technical Sciences: 05.18.07. Ulan-Ude, 2001. 159 p. Il. RGB OD, 61 02-5/677-0
Информация об авторах
Креккер Людмила Геннадьевна, канд. техн. наук, Донская Галина Андреевна д-р биол. наук, Колосова Елена Вячеславовна, канд. техн. наук
ВНИИ молочной промышленности, 115093, Москва, ул. Люсиновская, д. 35, к. 7, 1_krekker@vnimi.org, g_donskaya@vnimi.org, e_ko1osova@vnimi.org,
Information about the authors
Lyudmila G. Krekker, Candidate of Technical Sciences, Galina A. Donskaya, Doctor of Biological Sciences, Elena V. Kolosova, Candidate of Technical Sciences
All-Russian Research Institute of Dairy Industry, 35, building 7, Lyusinovskaya str., Moscow, 115093, l_krekker@vnimi.org, g_donskaya@vnimi.org, e_kolosova@vnimi.org
Статья поступила в редакцию 14.09.2021; принята к публикации 25.10.2021. The article was submitted 14.09.2021; accepted for publication 25.10.2021.
