CC BY
3
Пищевые системы и биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
Food systems and biotechnology of food and bioactive substances
Оригинальная статья / Original paper
https://doi.org/10.47370/2072-0920-2024-20-3-ll-27 УДК 637.146.34:635.657
Разработка напитка молокосодержащего, сквашенного
с экстрактом нута
М. Ахангаран, Г.А. Мариненкова, И.И. Ионова, Я.М. Савинов,
Н.Г. МашенцеваИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский биотехнологический университет»; г. Москва Российская Федерация, I пашИ-тп^с^уапиех. г и
Аннотация. В последнее время повышенным спросом пользуются молочные напитки с растительными экстрактами, поскольку такие продукты, благодаря растительному компоненту, способны восполнить дефицит важных для человека питательных веществ. Перспективным растительным сырьем для таких напитков могут быть бобовые, например, нут (Слсег апеИпит Ь.)\ он является богатым источником биологически доступного белка, витаминов и пищевых волокон. К тому же ферментация таких напитков молочнокислыми бактериями с пробиотическими свойствами может придать продукту еще большую пользу. Целью исследования является разработка технологии напитка молокосодержащего с экстрактом нута, сквашенного молочнокислыми микроорганизмами с пробиотическими свойствами для повышения пищевой ценности и улучшения органолептических показателей продукта. Молочнокислые бактерии, используемые в работе, были ранее выделены из естественно ферментированных продуктов, идентифицированы и депонированы в национальный Биоресурсный центр ВКПМ НИЦ «Курчатовский институт». У штаммов были изучены пробиотические и технологические свойства, в том числе способность к утилизации антипитательных факторов нута. Напиток молокосодержащий с экстрактом нута сквашивали микроорганизмами при температуре 37 °С в течение 24 ч.
Рецептура продукта содержала 45% нутового экстракта и 55% коровьего молока жирностью 0,5%. Были составлены две композиции: № 1 - напиток молокосодержащий с экстрактом нута, сквашенный ЫтозИасЮЬасШия/егтепНт 8В-2 та ЬаШасЮЬасШия нака 8Б-8; № 2 - напиток молокосодержащий с экстрактом нута, сквашенный ЬасНрктНЬасШия р/ап/атт РС-7 и ЬеисопояЮс те$еп(епо<Зе$ СН-5. В продукт вносились штаммы в количестве 1x107 КОЕ/мл. Оба напитка соответствовали микробиологическим требованиям и обладали приятным кисломолочным вкусом, однако первый напиток отличился легкими цветочными нотками, а второй напиток оставлял бобовое послевкусие. По результатам исследований композиция № 1 позволила получить напиток молокосодежащий сквашенный с экстрактом нута, который по органолептическим показателям был наиболее приемлемым.
Ключевые слова: молоко, нут, молочнокислые бактерии, пробиотические свойства
© М. Ахангаран, Г. А. Мариненкова, И.И. Ионова, Я.М. Савинов, Н.Г. Машенцева, 2024
Для цитирования: Ахангаран M., Мариненкова Г.А., Ионова И.И., Савинов Я.М., Машенцева Н.Г. Разработка напитка молокосодержащего сквашенного с экстрактом нута. Новые технологии /New technologies. 2024;20(3): 11-27. https://doi.or^/10.47370/2072-0920-2024-20-3-l 1-27
Development of a milk-containing drink fermented with chickpea extract
M. Ahangaran, G.A. Marinenkova, I.I. Ionova, Ya.M. Savinov, N.G. MashentsevaH
Russian Biotechnological University; Moscow, the Russian Federation
i natali-mngaj'andex.rit
Abstract. In recent times dairy drinks with plant extracts are in great demand, since such products, thanks to the plant component, can compensate for the deficiency of important nutrients for humans. Legumes, for example, chickpeas (Cicer arietimim L.), can be promising plant raw materials for such drinks: they are rich in biologically available protein, vitamins and dietary fiber. In addition, fermenting such drinks with lactic acid bacteria with probiotic properties can provide even greater benefits to the product. The goal of the research is to develop a technology for a milk drink containing chickpea extract, fermented with lactic acid microorganisms with probiotic properties, to increase the nutritional value and improve the organoleptic characteristics of the product. Lactic acid bacteria used in the research were previously isolated from naturally fermented products, identified and deposited in the national Bioresource Center of the All-Russian Communist Party of Moscow Scientific Research Center "Kurchatov Institute". The strains were studied for their probiotic and technological properties, including the ability to utilize chickpea antinutritional factors. A milk-containing drink with chickpea extract was fermented with microorganisms at a temperature of 37 °C for 24 hours.
The product recipe contained 45% of chickpea extract and 55% of cow milk with a fat content of 0.5%. Two compositions were composed: No. 1 - a milk-containing drink with chickpea extract, fermented with Limosilactobacillus fermentum SB-2 and Latilactobacillus sakei SD-8; No. 2 - milk drink with chickpea extract, fermented with Lactiplantibacilliis plantarum PC-7 and Leuconostoc mesenteriodes CH-5. Strains were added to the product in an amount of 1 x 107 CFU/ml. Both drinks met microbiological requirements and had a pleasant sour-milk taste, but the first drink had light floral notes, while the second drink left a bean aftertaste. According to the research results, composition No. 1 made it possible to obtain a milk-containing drink fermented with chickpea extract, which was the most acceptable in terms of organoleptic indicators.
Keywords: milk, chickpeas, lactic acid bacteria, probiotic properties
For citation: Ahangaran M., Marinenkova G.A., Ionova I.I., Savinov Ya.M., Mashentseva N.G. Development of a milk-containing drink fermented with chickpea extract. Novve tehnologii/New technologies. 2024;20(3): 11-27. https://doi.org/10.47370/2072-0920-2024-20-3-l 1-27
Введение. С ростом популярности здорового образа жизни потребители все чаще задумываются о важности правильного питания. Покупатели больше не воспринимают продукты питания как обычный источник энергии, а ищут в продуктах определенную функциональность. Прогнозируется, что российский рынок функцио-
нальных продуктов питания вырастет с 306,7 млрд. рублей в 2021 году до 405,6 млрд. рублей к 2026 году. Однако, несмотря на активное развитие рынка функциональных продуктов, только 23% потребителей полностью устраивает их ассортимент [1, с. 36]. Соответственно, в настоящее время наблюдается тенденция расши-
рения ассортимента путем разработки новых продуктов.
Молочные напитки с растительными экстрактами - это быстрорастущий сегмент в ныне популярной категории функциональных напитков по всему миру, поскольку такие продукты, благодаря растительной составляющей, способны восполнить дефицит витаминов, пищевых волокон, белка и других важных нутриентов. Перспективным растительным сырьем для таких напитков являются бобовые, поскольку они обладают хорошо сбалансированным питательным составом. Среди бобовых особенно выделяется нут {Слсег апеНпит Ь.)\ он является богатым источником биологически доступного белка, углеводов, витаминов, пищевых волокон и содержит минимальное количество липопро-теинов высокой плотности [2, с. 2]. К тому же нут гипоаллергенен в отличие сои или овса [3, с. 2]. К сожалению, органолептиче-ские показатели напитка молокосодержа-щего с экстрактом нута не соответствуют потребительским ожиданиям, что ограничивает его популярность. Перспективным методом улучшения органолептических показателей и питательной ценности подобных напитков является сквашивание молочнокислыми микроорганизмами.
Микробная ферментация с древних времен применяется к растительному сырью. Во время технологического процесса микроорганизмы за счет своей ферментативной активности изменяют структуру и химический состав растений под свои питательные потребности [4, с. 105; 5, с. 5]. Ферментация способна улучшать органо-лептические свойства продуктов за счет снижения содержания углеводов и повышения уровня витаминов (тиамина, ниа-цина) и аминокислот (лизина) [6, с. 3]. В результате повышается пищевая ценность продуктов. К тому же ферментация придает продуктам антимикробные, антиканцерогенные, противоопухолевые и имму-
номодулирующие свойства [7, с. 2]. Для ферментации растительного сырья наиболее используемыми в промышленности микроорганизмами являются молочнокислые бактерии (МКБ) [8, с. 311]. В ферментированных продуктах МКБ формируют органолептику, вырабатывают полезные метаболиты и биологически активные пептиды, которые влияют на функциональные свойства пищевых продуктов [9, с. 2].
Помимо повышения пищевой ценности и улучшения органолептических показателей МКБ улучшают микробиоценоз потребителей за счет своих пробиотиче-ских свойств. Известно, что кишечная мик-робиота имеет важное значение в поддержании здоровья: нарушение ее структуры может привести к иммунным и онкологическим заболеваниям, а также ряду серьезных заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и нервной системы. Пробио-тические бактерии улучшают баланс и структуру микробиоты, а также обеспечивают защиту от патогенных микроорганизмов [10, с. 2]. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН и Всемирная организация здравоохранения определяют пробиотики как «живые микроорганизмы, которые при попадании в организм в достаточных количествах улучшают здоровье хозяина» [11, е.]. Существует множество исследований, подтверждающих положительное влияние функциональных напитков на основе пробиотиков на микробном ЖКТ человека [12, с. 6; 13, с. 5]. Помимо этого, пробио-тические напитки обладают большим преимуществом перед твердыми пробиотиче-скими продуктами, поскольку они быстрее усваиваются и не пребывают долго в кислой среде желудка, тем самым обеспечивая большую жизнеспособность пробиотиче-ских штаммов [14, с. 4].
Согласно рекомендациям ФАО/ВОЗ (FAO/WHO) [15, с. 2], каждый потенциальный штамм пробиотика должен быть пра-
вильно идентифицирован с последующим проведением различных тестов in vitro для изучения его функциональных свойств [16, с. 1].
Целью исследования является разработка технологии напитка молокосодер-жащего с экстрактом нута, сквашенного молочнокислыми микроорганизмами с пробиотическими свойствами, для повышения пищевой ценности и улучшения ор-ганолептических показателей продукта.
Материалы и методы.
Сырье и реактивы
Бобы нута типа кабули были приобретены на рынке г. Тегерана (Иран); коровье молоко жирностью 0,5% - в местном супермаркете. Все реагенты, использованные в исследовании, были предоставлены кафедрой «Биотехнологии и технологии продуктов биоорганического синтеза» ФГБОУ ВО «Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)».
Штаммы бактерий
Пробиотические молочнокислые бактерии Limosilactobacillus fermentum SB-2 (В-14054), Latilactobacillus sakei SD-8 (B-14053), Levilactobacillus brevis VY-1 (B-14052), Pediococcus pentosaceus FC-9 (B-14055), Pediococcus pentosaceus FC-10 (B-14056), Leuconostoc mesenteroides FM-4 (B-14057), Lactiplantibacillus plantarum PC-7 (B-1405 8), Leuconostoc mesenteroides CH-5 (B-14059),
Limosilactobacillus fermentum AS-3 (B-14060), Lacticaseibacillus paracasei CA-6 (B-14061) были взяты из коллекции культур микроорганизмов ФГБОУ ВО «РОСБИОТЕХ» кафедры «Биотехнологии и технологии продуктов биоорганического синтеза». Все штаммы были ранее выделены из природных источников, идентифицированы по фенотипическим и протеом-ным (MALDI-TOF) признакам и депонированы в БРЦ ВКПМ НИЦ «Курчатовский институт» [17].
Питательные среды
В ходе исследования использовались следующие среды:
среда для выращивания лактобакте-рий Lactobacillus MRS Broth («Hi-Media», Индия);
скрининговая агаризованная среда MSA с добавлением галактозы и фитата натрия («Hi-Media», Индия);
бульонная среда с феноловым красным с добавлением раффинозы (ООО «Биотехновация», Россия);
среда для выявления молочнокислых бактерий - среда Бликфельдта (ФБУН ГНЦ ПМБ, Россия).
Определение устойчивости штаммов к желчи
Использовались клеточные суспензии штаммов с концентрацией клеток 109 КОЕ/мл. В пробирку вносились клеточная суспензия в количестве 1 мл и желчь медицинская консервированная («Самсон-Мед», Россия) в количестве 9 мл. В контрольные образцы вместо желчи вносился физраствор. Культивирование производилось при 37 °С в течение 2 ч. Количество жизнеспособных клеток определялось по стандарту Мак-Фарланда.
Определение устойчивости штаммов к повышенной кислотности и щелочности среды.
В данном эксперименте использовалась среда Lactobacillus MRS Broth. Питательную среду доводили до рН 2,2 (нормальная кислотность желудка) с помощью НС1 для определения устойчивости штаммов к повышенной кислотности. Для тестирования устойчивости штаммов к щелочной реакции среды питательную среду доводили до рН 7,5 (нормальная кислотность в пищеводе) с помощью NaOH. Питательная среда засевалась клеточной суспензией исследуемых штаммов в концентрации клеток 109 КОЕ/мл. Посевы выдерживались в термостате при 37 °С в течение 48 ч. Количество жизнеспособных клеток определялось по стандарту Мак-Фарланда.
Определение устойчивости штаммов к фенолу
Использовалась жидкая питательная среда Lactobacillus MRS Broth с добавлением фенола в концентрации 0,4% от объема среды. Питательная среда засевалась клеточной суспензией исследуемых штаммов в концентрации клеток 109 КОЕ/мл. Посевы выдерживались в термостате при 37 °С в течение 24 ч. Количество жизнеспособных клеток определялось по стандарту Мак-Фарланда.
Определение активности кислотооб-разования
Определение активности кислотооб-разования исследуемых штаммов проводилось по ГОСТ 3624-92. Штаммы культивировались в стерильном обезжиренном молоке, а затем к 10 мл культуральной жидкости добавляли 20 мл дистиллированной воды и 3 капли фенолфталеина. Полученная смесь титровалась децинормальной щелочью NaOH до образования стойкого слабо-розового окрашивания.
Исследование способности штаммов к утилизации раффннозы
Для исследования способности штаммов к утилизации раффинозы использовался бульонная среда с феноловым красным с добавлением раффинозы. В стерильные пробирки с питательной средой иноку -лировали исследуемые штаммы в концентрации клеток 109 КОЕ/мл в количестве 1 мл на 15 мл среды. Посевы выдерживались в термостате при 37 °С в течение 48 ч. Образование кислоты из раффинозы определяли по изменению окраски с красной на желтую.
Определение фнтазной активности штаммов
Определение фитазной активности проводили качественным методом: на поверхность агаризованной среды, содержащей фитат натрия, D-глюкозу и микробиологический агар, короткими штрихами засевались исследуемые штаммы бактерий.
В качестве контроля на поверхность среды засевались аналогичным образом Candida tropicalis RCAM 00331 и Saccharomyces cerevisiae Y-100. После чего чашки культивировали при 37 °С в течение 24 ч. Фитаз-ную активность штаммов определяли по образованию зон просветления вокруг линии роста бактерий.
Исследование антагонистической активности штаммов
Для определения антагонистической активности исследуемых штаммов использовался метод перпендикулярных штрихов на агаризованной среде Lactobacillus MRS Broth. В качестве тест-культур использовались Salmonella typhimurium 5715, Proteus vulgaris 14 и Staphylococcus aureus subsp. aureus 209P. Микроорганизмы выращивали в термостате при 37 °С в течение 48 ч. Результаты антагонистической активности определялись по наличию зон задержки роста тест-культур.
Отсутствие антагонизма молочнокислых штаммов по отношению друг к другу, что важно при составлении многоштаммо-вых заквасок, определялось также методом перпендикулярных штрихов.
Технология приготовления нутового экстракта
Нутовые бобы замачивались в течение 12 ч в воде в соотношений 1:2 (вес/объем). Затем они смешивались с водой в соотношении 1:3 и растирались в течение 5 мин с помощью блендера Braun Multiquick 3. Полученная эмульсия центрифугировалась в течение 15 мин при 4000 об/мин, а затем фильтровалась через марлю. После чего нутовый экстракт пастеризовался на водяной бане при 65 °С в течение 15 мин.
Технология ферментагщи напитка молокосодержагцего с экстрактом нута
Опытный образец содержал 45% нутового экстракта и 55% коровьего молока жирностью 0,5%. В качестве контроля использовалось коровье молоко жирностью
0,5%. Напитки заквашивали композицией молочнокислых микроорганизмов в количестве 109 КОЕ/мл при температуре 37 °С в течение 72 ч. Готовые продукты хранились при 4 °С во время проведения исследований.
Определение микробиологических показателей продукта
Определение микробиологических показателей полученных образцов проводилось согласно ТР ТС 033/2013. Определение количества молочнокислых микроорганизмов в продукте производилось методом культивирования на питательной среде Бликфельдта ГОСТ 10444.11-2013. Определение количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов и идентификация бактерий группы кишечных палочек проводились по ГОСТ 329012014 методом культивирования с использованием среды КМАФАнМ и среды Кес-слер.
Определение органолептических свойств продукта
Определение органолептических показателей полученных образцов проводилось согласно ТР ТС 033/2013 и ГОСТ 31450-2013. Определялись такие показатели как: внешний вид, консистенция, вкус, запах и цвет.
Определение содержания сухих веществ (СВ)
Массовая доля СВ определялась по ГОСТ Р 54668-2011. Образцы для высушивания в сухожаровом шкафу использовались в количестве 1 мл каждый.
Определение содержания «сырого» протеина
Содержание «сырого» протеина определяли по методу Кьельдаля. Исследуемые образцы для сжигания использовались в количестве 2 мл каждый.
Определения аминокислотного профиля
Определение аминокислотного профиля проводилось методом тонкослойной хроматографии.
В качестве аминокислот-свидетелей использовались аргинин, валин, гистидин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин, глицин, аспарагин и пролин в концентрации 0,01 М каждая. Навески аминокислот-свидетелей растворялись в 10%-ом спиртовом растворе. Образцы продукта разводились с водой в соотношении 1:1. В качестве адсорбента использовалась силуфоловая пластинка, на которую по линии старта наносились аминокислоты-свидетели и образцы. Растворителем в хроматографической камере служил раствор бутанола, уксусной кислоты и дистиллята (3:1:1 соответственно). Для проявления аминокислот использовался 1% раствор нингидрина в ацетоне.
Результаты и их обсуждение.
Определение устойчивости штаммов к условиям желудочно-кишечного тракта
Среди десяти изучаемых штаммов наиболее устойчивыми по отношению к желчи оказались ЬаШаМоЪасШт жке\ 8Б-8, Ьел>Иа&оЪасШт Ъгелт УУ-1, РесИососсиз реп1о.\асеи.\ ГС-9 и ¡.енсопоМос теяеМепос^ея СН-5. ЫтозИаМоЪасШт /егтепШт БВ-2 и РесИососсиз реМотсегм БС-Ю были чувствительны к желчи, а ЫтозИаМоЪасШт /егтепШт АБ-3 проявил слабую устойчивость.
При определении устойчивости штаммов к рН 2,2 наиболее устойчивыми оказались ЬаШаМоЪасШт яаке! 8Б-8, Ьел>Иа&оЪасШт Ъгелт УУ-1,
ЬасИр1стИЬасШт р1апШгнт РС-7, ЫтозИаМоЬасШиз /егтепШт АБ-3, Ьа^сазеЛасШиз paraca.seI СА-6. Штаммы ЫтозИаМоЬасШиз /егтепШт БВ-2, РесИососсиз реп1о.\асеи.\ ГС-9, ¡.енсопоМос теяеМего^с^ея БМ-4 и ¡.енсопоМос те.?еп1ег!ос1е.ч СН-5 проявиди слабую
устойчивость к к рН 2,2, а рост РесИососст реМожсегм БС-Ю полностью ингибиро-вался кислой средой.
рН среды 7,5 не является ингибирую-щим для большинства бактерий. Наибольшую устойчивость к щелочной среде проявили штаммы ЬаШаМоЪасШт яаке! 8Б-8 и ЬасИсазеЛасШиз paraca.se I СА-6. У штаммов ЫтозИаМоЪасШт /егтепШт 8В-2, РесНососсш репШвасеш БС-Ю и ЫтозИаМоЪасШт /егтепШт А8-3 наблюдалось полное отсутствие роста.
Содержание в среде 0,4% фенола не угнетало рост большинства изучаемых бактерий. Среди них ЬаШаМоЪасШт яаке! 8Б-8, РесИососсиз реМожсегм БС-Ю и ЬасИсазеЛасШиз paraca.se I СА-6 обладали наибольшей устойчивостью к фенолу. У РесИососсиз реп1о.\асен.\ БС-9 \iLenconostoc теяет^его^с^ея БМ-4 была слабая устойчивость, а рост ЫтозИаМоЪасШт /егтепШт А8-3 полностью ингибировался.
При анализе полученных результатов, видно, что степень выживаемости в условиях ЖКТ является штаммоспецифич-ным признаком. Наиболее жизнеспособными штаммами в условиях ЖКТ являются ЬаШаМоЪасШт тке\ 8Б-8,
Ьел>Иа&оЪасШт Ъгелчз УУ-1,
Ьас^р1аиИЬасШт р1аШагит РС-7, ¡.енсопоМос теяет^епсхЗея СН-5 и ЬасИсазеЛасШиз paraca.se I СА-6 (рис. 1).
Определение активности кислотооб-разования штаммов
Все изучаемые штаммы хорошо сквашивают молоко и образуют плотный сгусток (табл. 1). Наиболее активным кислото-образователями были штаммы
ЬаШаМоЪасШт тке\ 8Б-8, РесИососсиз реМожсегм РС-9, ¡.енсопоМос
теяет^его^с^ея РМ-4, ЬасИр1апИЪасШи8 р1аШагнт РС-7 и ЫтозИаМоЪасШиз /егтепШт А8-3, а самые маленькие показатели кислотообразования были у штаммов РесИососсиз реп1о.\асен.\ БС-Ю и 1х1сИса.\е1ЬасИ1н.\paraca.se! СА-6. Значения активной кислотности (рН) были в пределах от 4,43 до 5,65. Вкус сгустка, образованного разными штаммами, чистый, кисломолочный, а консистенция однородная.
Исследование способности штаммов к утилизации антипитателъных факторов нута
Самыми активными по утилизации раффинозы были штаммы ЬаШаМоЪасШиз тке\ 8Б-8, ¡.енсопоМос теяет^епос^ея СН-5 и Ре\)Иас1оЬасШи$ Ъге\ч$ УУ-1 (рис. 2).
Исследование фитазной активности чашечным тестом показало наличие зон просветления у контрольных образцов, однако зон просветления не было обнаружено у тестируемых штаммов (рис. 3). Из этого следует, что фитазная активность у исследуемых штаммов отсутствует.
100% 80%
SB-2 SD-8 VY-1 FC-9 FC-10 FM-4 РС-7 СН-5 AS-3 СА-6
Желчь ■ рН = 2,2 I рН = 7,5 "Фенол
Рис. 1. Устойчивость штаммов к условиям ЖКТ Fig. 1. Resistance of strains to gastrointestinal conditions
Таблица 1. Кислотообразующая активность штаммов _Table 1. Acid-forming activity of strains_
Штамм Время образования сгустка, ч Кислотность
активная, рН титруемая, оТ предельная (через 7 сут), оТ
Limosilactobacillus fermentum SB-2 24 5,37 105 153
Latilactobacillus sakei SD-8 20 5,25 110 162
Levilactobacillus brevis VY-1 22 4,58 108 154
Pediococcus pentosaceus FC-9 24 4,64 100 170
Pediococcus pentosaceus FC-10 48 5,33 85 122
Leuconostoc mesenteroides FM-4 22 5,24 112 148
Lactiplantibacillus plantar um PC-7 24 4,43 113 210
Leuconostoc mesenteriodes CH-5 22 4,57 102 174
Limosilactobacillus fermentum AS-3 20 5,65 117 173
Lacticaseibacillus paracasei CA-6 21 5,35 94 123
К SB-2 SD-8 VY-I FC-9 FC-10 FM-4 PC-7 CH-S AS-3 CA-6
Рис. 2. Способность штаммов к утилизации раффинозы Fig. 2. The ability of strains to utilize raffinose
Рис. 3. Чашечный тест на фитазную активность штаммов бактерий: 1 - Candida tropicalis RCAM 00331 (контроль): 2 - Saccharomyces cerevisiae Y-100 (контроль); 3 - Limosilactobacillus fermentum SB-2; 4 - Latilactobacillus sakei SD-8; 5 - Lactiplantibacillusplantarum PC-7; 6 -Leuconostoc mesenteriodes CH-5 Fig. 3. Plate test for phytase activity of bacterial strains: 1 - Candida tropicalis RCAM 00331 (control one): 2 - Saccharomyces cerevisiae Y-100 (control one); 3 - Limosilactobacillus fermentum SB-2; 4 - Latilactobacillus sakei SD-8; 5 - Lactiplantibacillus plantarum PC-7; 6 - Leuconostoc mesenteriodes CH-5
Относительно фитатов как антипитательных факторов мнение неоднозначно. Фитаты были отнесены к антипитательным факторам еще в 1920-х годах, поскольку фитиновая кислота образует нерастворимые комплексы с важными двухвалентными катионами (например, Ре, Ъа, Са и Mg), делая их биологически недоступными для всасывания и утилизации в тонком кишечнике. Более поздние исследования показали, что фитаты не оказывают негативного влияния на биодоступность металлов при соблюдении сбалансированной диеты. Более того, некоторые исследования доказывают пользу комплексообразования с фитиновой кислотой, поскольку сами по себе ионы металлов при определенных обстоятельствах вредны и при неблагоприятных условиях могут привести к ряду серьезных заболеваний. Фитаты также обладают антиоксидантной активностью
и противоопухолевым эффектом, а также оказывают терапевтическое действие при болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера и других заболеваниях [18, с. 2082].
В свете данных исследований достаточно трудно назвать фитаты антипитательными факторами и нежелательными компонентами в растительной пище.
Выбор штаммов для сквашивания напитка
При составлении композиций учитывали полученные результаты исследований. Согласно полученным данным, штаммы Latilactobacillus sakei SD-8, Leuconostoc mesenteroides FM-4, Lactiplantibacillus plantarum PC-7 и Leuconostoc mesenteroides CH-5 хорошо сквашивали обезжиренное молоко. Наиболее жизнеспособными штаммами в условиях ЖКТ являются Latilactobacillus sakei SD-8, Levilactobacillus brevis VY-1,
Ьас11р1стИЬасШт рктШгит РС-7, ¡.енсопоМос теяет^епсхЗея СН-5 и ЬасИсазеЛасШиз рагасаяе! СА-6. Лучше всего утилизировали раффинозу штаммы ЬаШасЮЪасШт ,шке1 8Б-8 и ¡.енсопоМос теяет^епсхЗея СН-5. С учетом полученных данных в результате исследований были составлены следующие композиции штаммов: № 1 - ЫтозИасЮЪасШт /егтепШт 8В-2 и ЬаШасЮЪасШт яаке! 8Б-8; № 2 -ЬасИр1апИЪасШи8 р1аШагит РС-7 и ¡.енсопоМос теяет^епсхЗея СН-5.
Исследование
антагонистической
активности штаммов
Важной особенностью пробиотиче-ских бактерий является их способность ин гибировать патогенные и условно-патоген
ные микроорганизмы в ЖКТ человека. Были проведены исследования по антагонистической активности выбранных штаммов в отношении следующих тест-культур: Salmonella typhimurium 5715, Proteus vulgaris 14 и Staphylococcus aureus subsp. aureus 209P. Limosilactobacillus fermentum SB-2 и Latilactobacillus sakei SD-8, Lactiplantibacillus plantarum РС-7 ингиби-ровали рост Salmonella typhimurium 5715, Proteus vulgaris 14 и Staphylococcus aureus subsp. aureus 209P, что можно объяснить действием антимикробных метаболитов, таких, как молочная кислота. Leuconostoc mesenteriodes СН-5 не проявил антагонистической активности к тест-культурам ис. 4).
Рис. 4. Антагонистическая активность штаммов: 1 - Limosilactobacillus fermentum SB-2; 2 - Latilactobacillus sakei SD-8; 3 - Lactiplantibacillus plantarum PC-7; 4 - Leuconostoc mesenteriodes CH-5 Fig. 4. Antagonistic activity of strains: 1 - Limosilactobacillus fermentum SB-2; 2 - Latilactobacillus sakei SD-8; 3 - Lactiplantibacillus plantarum PC-7; 4 - Leuconostoc mesenteriodes CH-5
Определение отсутствия антагонизма между заквасочными штаммами.
Поскольку планируется использование композиций штаммов, необходимо
установить их антагонистическую активность по отношению друг к другу, чтобы избежать ингибирования одного штамма другим. Было установлено отсутствие
антагонизма между штаммами Ыто$Иас1о-ЬасШн.\ /егтепШт 8В-2 и ЬаШасЮЪасШт яаке1 Ж-5, а также штаммами ЬасИрктИ-ЬасШн.\ р1ап1агит РС-7 и ¡.енсопоМос те-яет^епсхЗея СН-5, поэтому их можно использовать в совместной композиции (рис. 5).
Ферментация напитка молокосодержащего с нутовым экстрактом
В ходе сквашивания напитка выбранными композициями штаммов оценивалась активность кислотообразования. Во всех образцах было замечено активное повышение кислотности среды, что свидетельствует о сквашивании напитка молокосодержащего с нутовым экстрактом выбранными штаммами (табл. 2).
Определение микробиологических показателей
Оба напитка соответствовали микробиологическим требованиям ТР ТС 033/2013 для жидких кисломолочных продуктов и содержали не менее 1x108
КОЕ/мл молочнокислых микроорганизмов. БГКП, в т.ч. Е. coli, сальмонеллы, L. Monocytogenes и S. aureus обнаружены не были.
Определение органолептических показателей полученного продукта
Согласно TP ТС 033/2013 и ГОСТ 31450-2013, продукт должен обладать жидкой и однородной консистенцией, иметь характерный для кисломолочных продуктов вкус и запах и белый/светло-кремовый/кремовый цвет. Лучшие результаты показал напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, сквашенный композицией штаммов № 1 в течение 24 ч: по консистенции, цвету и запаху он был максимально близок к установленным нормам. Напиток, сквашенный композицией № 2, проигрывал по органолептическим показателям, поскольку имел неприятное бобовое послевкусие и обладал легким бобовым запахом (табл. 3). К 72 ч ферментации вкус обоих продуктов становился кислым, их органолептика ухудшалась.
Рис. 5. Отсутствие антагонизма у штаммов: 1 - Limosilactobacillus fermentum SB-2; 2 - Latilactobacillus sakei SD-8; 7 - Lactiplanti-bacillus plantarum PC-7; 8 - Leuconostoc mesenteriodes Fig. 5. Lack of antagonism in strains: 1 - Limosilactobacillus fermentum SB-2; 2 - Latilactobacillus sakei SD-8; 7 - Lactiplanti-bacillusplantarum PC-7; 8 - Leuconostoc mesenteriodes
Таблица 2. Кислотообразующая активность композиций в сквашенном напитке молокосодержащем с нутовым экстрактом Table 2. Acid-forming activity of compositions in fermented milk-containing drink with
chic ;реа extract
Образец Длительность ферментации, ч Кислотность
активная, РН титруемая, оТ
Напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, заквашенный композицией № 1 0ч 6,69 27
24 ч 3,5 107
72 ч 3,5 164
Напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, сквашенный композицией №2 0ч 6,69 27
24 ч 3,88 98
72 ч 3,57 180
Молоко коровье жирность 0,5%, сквашенное композицией № 1 (контроль) 0ч 5,56 25
24 ч 5,18 88
72 ч 3,8 135
Молоко коровье жирность 0,5%, сквашенное композицией № 2 (контроль) 0ч 5,56 25
24 ч 4,98 79
72 ч 4,03 120
Таблица 3. Органолептические показатели продуктов после 24 ч сквашивания Table 3. Organoleptic characteristics of products after 24 hours of ripening
Образец Внешний вид Консистенция Вкус Запах Цвет
Напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, сквашенный композицией № 1 Непрозрачная жидкость Жидкая, однородная Кисломолочный с легкими цветочными нотками Кисломолочный Светло-кремовый
Напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, сквашенный композицией № 2 Непрозрачная жидкость Жидкая, однородная Кисломолочный с бобовым послевкусием Кисломолочный с бобовыми нотками Светло-кремовый
Определение содержания СБ, общего азота и «сырого» протеина
Как говорилось ранее, ферментация позволяет повысить содержание белка в продукте. По показателям пищевой ценности продукта напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, сквашенный композицией № 1, имел более высокие показатели по сравнению с образцом, заквашенным композицией штаммов № 2 (табл. 4).
Определение аминокислотного профиля
В напитке молокосодержащем с нутовым экстрактом, сквашенном композицией № 1, было отмечено содержание аргинина, валина, лейцина, треонина, триптофана, а в напитке, сквашенном композицией штаммов № 2 -валина, лейцина, треонина, фенилаланина (рис. 6).
Таблица 4. Химический состав продуктов Table 4. Chemical composition of products
Образец СВ, % Сырой протеин, %
Напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, сквашенный композицией № 1 14,3 10,60
Напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, сквашенный композицией № 2 12,7 9,78
1 11 12 345678У 10 Рис. 6. Аминокислотный профиль полученных образцов:
I - напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, заквашенный композицией № 1;
II - напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, заквашенный композицией № 2; 1 - аргинин; 2 - валин; 3 - гистидин; 4 - лейцин; 5 - лизин; 6 - метионин; 7 - треонин;
8 - триптофан; 9 - фенилаланин; 10 - глицин Fig. 6. Amino acid profile of the obtained samples: I - milk drink with chickpea extract, fermented with composition No. 1; II - milk-containing drink with chickpea extract, fermented with composition No. 2; 1 - arginine; 2 - valine; 3 - histidine; 4 - leucine; 5 - lysine; 6 - methionine; 7 - threonine; 8 - tryptophan;
9 - phenylalanine; 10 - glycine
Выводы. Из десяти изученных штаммов по своим технологическим и пробио-тическим свойствам были выбраны Ыто$1-1аМоЪасШт/егтепШт БВ-2, ЬаШаМоЬасИ-/и.ч яаке1 8Б-8, Ьас^р1аиИЬасШт р1тНагит РС-7 и ¡.енсопоМос теяет^епсхЗея СН-5. Были составлены две композиции: № 1 -ЫтозИаМоЪасШт /егтепШт БВ-2 и 1лП-
1ас1оЬасШи$ .\akei 8Б-8; № 2 - ¡мсИрктИ-ЬасШн.\ р1тНагит РС-7 и ¡.енсопоМос те\-ет^епсхЗея СН-5.
Напиток молокосодержащий с нутовым экстрактом, сквашенный композицией штаммов № 1, показал лучшие органолеп-тические и биохимические показатели, чем образец, сквашенный композицией № 2 в
течение 24 ч сквашивания. Сырого протеина напиток с композицией № 1 содержал 10,60%, с композицией № 2 - 9,78%. Таким
образом, полученный продукт имеет потенциальную пользу для здоровья потребителя.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
CONFLICT OF INTERESTS
The authors declare no conflict of interests
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Асякина Л.К., Степанова А.А., Тамарзина Т.В. и др. Российский рынок функциональных продуктов питания для здорового образа жизни человека. Социально-экономический и гуманитарный журнал. 2022; 2: 29-41. DOI: 10.36718/2500-1825-2022-3-29-41.
2. Duarte С.М., Mota J., Assun9áo R. et al. New Alternatives to Milk From Pulses: Chickpea and Lupin Beverages With Improved Digestibility and Potential Bioactivities for Human Health. Frontiers in Nutrition. 2022; 9. DOI: 10.3389/fnut.2022.852907.
3. Zhang P., Tang F., Cai W. et al. Evaluating the effect of lactic acid bacteria fermentation on quality, aroma, and metabolites of chickpea milk. Frontiers in Nutrition. 2022; 9. DOI: 10.3389/fnut.2022.1069714.
4. Espirito-Santo A. P. do, Mouquet-Rivier C., Humblot C. et al. Influence of cofermen-tation by amylolytic Lactobacillus strains and probiotic bacteria on the fermentation process, viscosity and microstructure of gruels made of rice, soy milk and passion fruit fiber. Food Research International. 2014; 57: 104-113. DOI: 10.1016/j.foodres.2014.01.028.
5. Peyer L.C., Zannini E., Arendt E.K. Lactic acid bacteria as sensory biomodulators for fermented cereal-based beverages. Trends in Food Science & Technology. 2016; 54: 17-25. DOI: 10.1016/j .tifs.2016.05.009.
6. Rasika D.M., Vidanarachchi J.K., Rocha R.S. et al. Plant-based milk substitutes as emerging probiotic carriers. Current Opinion in Food Science. 2020; 38: 8-20. DOI: 10.1016/j. cofs.2020.10.025.
7. Costa G.M., Paula M.M., Costa G.N. et al. Preferred attribute elicitation methodology compared to conventional descriptive analysis: a study using probiotic yogurt sweetened with xylitol and added with prebiotic components. Journal of Sensory Studies. 2020; 35(6). DOI: 10.1111/j oss.12602.
8. Steinkraus K.H. Classification of fermented foods: worldwide review of household fermentation techniques. Food Control. 1997; 8(5/6): 311-317. DOI: 10.1016/S0956-7135 (97)00050-9.
9. Zhang X., Liu Sh., Xie B. et al. An Approach to Processing More Bioavailable Chickpea Milk by Combining Enzymolysis and Probiotics Fermentation. Journal of Food Quality. 2022; 11: 1-11. DOI: 10.1155/2022/1665524.
10. Panghal A., Janghu S., Virkar K. et al. Potential non-dairy probiotic products: a healthy approach. Food Bioscience. 2018; 21: 80-89. DOI: 10.1016/j.fbio.2017.12.003.
11. Shori A.B., Aljohani G.S., Al-Zahrani A.J. e al. Viability of probiotics and antioxidant activity of cashew milk-based yogurt fermented with selected strains of probiotic Lactobacillus spp. LWT. 2022; 153. DOI: 10.1016/j. lwt.2021.112482.
12. Spencer C.N., McQuade J.L., Gopalakrishnan V. et al. Dietary fiber and probiotics influence the gut microbiome and melanoma immunotherapy response. Science. 2021; 374(6575): 163-1640. DOI: 10.1126/science.aaz7015.
13. Azad M.A.K., Sarker M., Li T. et al. Probiotic Species in the Modulation of Gut Mi-crobiota: An Overview. BiomedRes Int. 2018; 9(4): 78-94. DOI: 10.1155/2018/9478630.
14. Aspri M., Papademas P., Tsaltas D. Review on Non-Dairy Probiotics and Their Use in Non-Dairy Based Products. Fermentation. 2020; 6(1): 30. DOI: 10.3390/fermentation6010030.
15. Food and Agriculture Organization/World Health Organization: «Report of a Joint FAO/WHO Working Group on Drafting Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food». London, Ontario, Canada: Author. 2002.
16. Shokryazdan P., Faseleh Jahromi M.F., Liang J.B. et al. Probiotics: From Isolation to Application. Journal of the American College of Nutrition. 2017; 36(8): 666-676. DOI: 10.1080/07315724.2017.1337529.
17. Машенцева Н.Г., Ахангаран M., Гаравнрн М. и др. Сравнительная характеристика современных методов идентификации микроорганизмов: преимущества и недостатки. Новые информационные технологии и системы в решении задач инновационного развития: сборник статей Международной научно-практической конференции. OMEGA SCIENCE. 2022: 9-13.
18. Wang R., Guo S. Phytic acid and its interactions: Contributions to protein functionality, food processing, and safety. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2021; 20(2): 2081-2105. DOI: 10.1111/1541-4337.12714.
REFERENCES
1. Asyakina L.K., Stepanova A.A., Tamarzina T.V. et al. Russian market of functional food products for a healthy lifestyle. Socio-economic and humanitarian journal. 2022; 2: 29-41. DOI: 10.36718/2500-1825-2022-3-29-41. (InRuss.)
2. Duarte C.M., Mota J., Assun<;ao R. et al. New Alternatives to Milk From Pulses: Chickpea and Lupine Beverages With Improved Digestibility and Potential Bioactivities for Human Health. Frontiers in Nutrition. 2022; 9. DOI: 10.3389/fnut.2022.852907.
3. Zhang P., Tang F., Cai W. et al. Evaluating the effect of lactic acid bacteria fermentation on quality, aroma, and metabolites of chickpea milk. Frontiers in Nutrition. 2022; 9. DOI: 10.3389/fnut.2022.1069714.
4. Espirito-Santo A. P. do, Mouquet-Rivier C., Humblot C. et al. Influence of cofermenta-tion by amylolytic Lactobacillus strains and probiotic bacteria on the fermentation process, viscosity and microstructure of gruels made of rice, soy milk and passion fruit fiber. Food Research International. 2014; 57: 104-113. DOI: 10.1016/j.foodres.2014.01.028.
5. Peyer L.C., Zannini E., Arendt E.K. Lactic acid bacteria as sensory biomodulators for fermented cereal-based beverages. Trends in Food Science & Technology. 2016; 54: 17-25. DOI: 10.1016/j .tifs.2016.05.009.
6. Rasika D.M., Vidanarachchi J.K., Rocha R.S. et al. Plant-based milk substitutes as emerging probiotic carriers. Current Opinion in Food Science. 2020; 38: 8-20. DOI: 10.1016/j. cofs.2020.10.025.
7. Costa G.M., Paula M.M., Costa G.N. et al. Preferred attribute elicitation methodology compared to conventional descriptive analysis: a study using probiotic yogurt sweetened with
xylitol and added with prebiotic components. Journal of Sensory Studies. 2020; 35(6). DOI: 10.1111/j oss.12602.
8. Steinkraus K.H. Classification of fermented foods: worldwide review of household fermentation techniques. Food Control. 1997; 8(5/6): 311-317. DOI: 10.1016/S0956-7135 (97)00050-9.
9. Zhang X., Liu Sh., Xie B. et al. An Approach to Processing More Bioavailable Chickpea Milk by Combining Enzymolysis and Probiotics Fermentation. Journal of Food Quality. 2022; 11:1-11. DOI: 10.1155/2022/1665524.
10. Panghal A., Janghu S., Virkar K. et al. Potential non-dairy probiotic products: a healthy approach. Food Bioscience. 2018; 21: 80-89. DOI: 10.1016/j.fbio.2017.12.003.
11. Shori A.B., Aljohani G.S., Al-Zahrani A.J. e al. Viability of probiotics and antioxidant activity of cashew milk-based yogurt fermented with selected strains of probiotic Lactobacillus spp. L.W.T. 2022; 153. DOI: 10.1016/j. lwt.2021.112482.
12. Spencer C.N., McQuade J.L., Gopalakrishnan V. et al. Dietary fiber and probiotics influence the gut microbiome and melanoma immunotherapy response. Science. 2021; 374(6575): 163-1640. DOI: 10.1126/science.aaz7015.
13. Azad M.A.K., Sarker M., Li T. et al. Probiotic Species in the Modulation of Gut Mi-crobiota: An Overview. BiomedRes Int. 2018; 9(4): 78-94. DOI: 10.1155/2018/9478630.
14. Aspri M., Papademas P., Tsaltas D. Review on Non-Dairy Probiotics and Their Use in Non-Dairy Based Products. Fermentation. 2020; 6(1): 30. DOI: 10.3390/fermentation6010030.
15. Food and Agriculture Organization/World Health Organization: "Report of a Joint FAO/WHO Working Group on Drafting Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food." London, Ontario, Canada: Author. 2002.
16. Shokryazdan P., Faseleh Jahromi M.F., Liang J.B. et al. Probiotics: From Isolation to Application. Journal of the American College of Nutrition. 2017; 36(8): 666-676. DOI: 10.1080/07315724.2017.1337529.
17. Mashentseva N.G., Akhangaran M., Garaviri M. et al. Comparative characteristics of modern methods for identifying microorganisms: advantages and disadvantages. New information technologies and systems in solving problems of innovative development: collection of articles of the International Scientific and Practical Conference. OMEGA SCIENCE. 2022: 913. (InRuss.)
18. Wang R., Guo S. Phytic acid and its interactions: Contributions to protein functionality, food processing, and safety. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2021; 20(2): 2081-2105. DOI: 10.1111/1541-4337.12714.
Информация об авторах /Information about the authors
Ахангаран Махбубех, аспирант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский биотехнологический университет», 125080, Российская Федерация, г. Москва, Волоколамское ш., д. 11, e-mail: ahangaran@hotmail. com
Мариненкова Галина Александровна, магистр, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский биотехнологический университет», 125080, Российская Федерация, г. Москва, Волоколамское ш., д. 11, e-mail: [email protected]
Ионова Инна Исааковна, кандидат технических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский биотехнологический университет», 125080, Российская Федерация, г. Москва, Волоколамское ш., д. 11, e-mail: [email protected]
Савинов Ярослав Михайлович, аспирант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский биотехнологический университет», 125080, Российская Федерация, г. Москва, Волоколамское ш., д. 11, e-mail: [email protected]
Машенцева Наталья Геннадьевна, доктор технических наук, профессор РАН, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский биотехнологический университет», 125080, Российская Федерация, г. Москва, Волоколамское ш., д. 11, e-mail: [email protected]
Ahangaran Mahbubeh, Post graduate student, Russian Biotechnological University, 125080, the Russian Federation, Moscow, 11 Volokolamskoye sh., e-mail: [email protected]
Galina A. Marinenkova, Master's degree, Russian Biotechnological University, 125080, the Russian Federation, Moscow, 11 Volokolamskoye sh., e-mail: [email protected]
Inna I. Ionova, PhD (Eng.), Associate Professor, Russian Biotechnological University, 125080, Russian Federation, Moscow, Volokolamskoye sh., 11, e-mail: inna-ionova@yandex
Yaroslav M. Savinov, Post graduate student, Russian Biotechnological University, 125080, the Russian Federation, Moscow, 11 Volokolamskoye sh., e-mail: [email protected]
Natalya G. Mashentseva, Dr Sci. (Eng.), Professor, the Russian Academy of Sciences, Russian Biotechnological University, 125080, the Russian Federation, Moscow, 11 Voloko-lamskoe sh., e-mail: natali-mng@yandex .ru
Заявленный вклад соавторов
Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант.
Claimed contribution of co-authors
All authors of the research were directly involved in the design, execution, and analysis of the research. All authors of the article have read and approved the final version submitted
Поступила в редакцию 16.04.2024 Received 16.04.2024
Поступила после рецензирования 18.05.2024 Revised 18.05.2024
Принята к публикации 21.05.2024 Accepted 21.05.2024
