CC BY
23
Введение
С каждым годом в России, как и во всем мире, все чаще диагностируют заболевания желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистые заболевания, избыточный вес [1]. Основные рекомендации медиков по лечению и профилактике данных заболеваний сводятся к соблюдению строгой диеты, исключающей из рациона высококалорийные продукты питания [2-4]. При этом отмечается, что диета должна быть здоровой и полноценной, содержать все необходимые питательные вещества, витамины, минеральные вещества и полноценный белок.
Один из способов получить низкокалорийный продукт - уменьшить или исключить некоторые калорийные ингредиенты, особенно сахар и жир, поскольку в настоящее время ожирение часто называют серьезной проблемой для здоровья [5].
Мучные кондитерские изделия нельзя отнести к полезным продуктам, так как они обладают высокой калорийностью, содержат большое количество сахара, жира и чаще всего изготовлены из муки высших сортов, а, следовательно, не содержат пищевые волокна, большинство макро- и микроэлементов, и витаминов [6-8]. Низкокалорийные свойства этим продуктам можно придать благодаря введению в рецептуру добавки нетрадиционного сырья [9, 10-20]. Введение или замена в рецептуре дополнительных ингредиентов приводит к изменению традиционных технологических параметров.
«Брауни» - это шоколадный десерт характерного коричневого цвета «brown» в переводе с английского - «коричневый». Мучное кондитерское изделие типа «Брауни» является традиционным для американской кухни, и в последнее время очень популярно среди россиян. «Брауни» по калорийности среди мучных кондитерских изделий считается одним из наиболее калорийных продуктов. В связи с повышенным потребительским спросом на данный вид мучных кондитерских изделий является актуальным разработка рецептуры пониженной калорийности. Снизить калорийность можно за счет введения в рецептуру исключительно полезных продуктов. Использование нежирного творога, яблочных выжимок, замена сахара-песка на натуральный сахарозаменитель и альтернативные виды муки делает этот десерт не только низкокалорийным, но позволяет получить продукт с высоким содержанием витаминов, макро- и микроэлементов.
Цель работы - разработка рецептуры и технологии производства полуфабриката для «Брауни» пониженной калорийности.
Материалы и методы
В качестве контрольного образца выбрана классическая рецептура и технология приготовления бисквитного полуфабриката «Брауни». Классический полуфабрикат «Брауни» вырабатывается из пшеничной муки высшего сорта. «Брауни» представляет полуфабрикат округлой формы, массой 0,8 кг. Диаметр изделия 16 см. Бисквитный полуфабрикат выпекают в пекарной камере при температуре 180-220 °С. Продолжительность выпечки 10-55 мин (в зависимости от толщины бисквита). Бисквит выпекают при переменном режиме в пекарной камере: I зона - 180 °С; II зона - 220 °С.
Для каждого вида мучных кондитерских изделий, существуют утвержденные рецептуры, в которых представлены единые требования к сырью и готовой продукции, расход сырья при приготовлении кондитерских и булочных изделий на предприятиях питания. Эти рецептуры приводятся в специальных сборниках. В таблице 1 дана утвержденная рецептура на полуфабрикат «Брауни» из пшеничной муки высшего сорта, массой 0,8 кг.
Таблица 1.
Рецептура классического полуфабриката «Брауни» из муки пшеничной высшего сорта
Table 1.
The recipe of the classic semi-finished product "Brownie" from wheat flour of the highest grade
Количество Количество
Сырье Raw material сырья, г Quantity of raw materials, g сырья в% Quantity of raw materials, in%
Сахар-песок Granulated sugar 250 35
Масло
сливочное 120 18,00
Butter
Йогурт Yogurt 100 15,00
Яйца|Egg 100 14,00
Какао - порошок Cocoa powder 65 9,00
Мука
пшеничная в/с 60 8,00
Wheat flour of the
highest grade
Сода | Soda 5 1,00
Итого | Total 700 100
Недостатком данной рецептуры является невысокая пищевая ценность, недостаточный срок сохранения свежести и высокая калорийность полуфабриката.
В качестве источников витаминов, макро-и микронутриентов целесообразно использовать нетрадиционное для кондитерской промышленности сырье растительного происхождения, получаемое при производстве яблочного сока -свежемороженые яблочные выжимки, которое при этом является достаточно распространенным, доступным и не приводит к существенному удорожанию готового кондитерского изделия.
При переработке яблок на сок от 40 до 60% образуются выжимки, которые в основном используют на корм скоту. Однако их можно использовать и более рационально, получая из них пектин, порошки или замораживать только что полученные выжимки, которые могут быть использованы в кондитерской, консервной, хлебобулочной промышленностях в качестве наполнителя, обладающего желирующими свойствами. Основное преимущество свежемороженой яблочной выжимки в том, что в ней сохраняются при хранении все полезные свойства.
Результаты и обсуждение
Для производства полуфабриката «Бра-уни» используется следующее сырье: яблочные
выжимки, яйца, мягкий творог, какао-порошок, мука рисовая, мука кукурузная, льняная мука, сахарозаменитель «Prebюsweet», ванилин, сода, соль поваренная пищевая с «Указаниями к рецептурам на кондитерские изделия по взаимозаменяемости сырья».
При отработке рецептуры было разработано три модельных образца полуфабриката «Брауни» с разным содержанием яблочных выжимок и мягкого творога. Количественное соотношение ингредиентов подбиралось экспериментально, с учетом качественных показателей:
• образец № 1 - яблочных выжимок -20,5%, мягкого творога 34% при неизменном соотношении других ингредиентов;
• образец № 2 - яблочных выжимок 27,25%, мягкого творога 27,25% при неизменном соотношении других ингредиентов;
• образец № 3 - яблочных выжимок 34%, мягкого творога 20,5% при неизменном соотношении других ингредиентов.
В таблице 2 представлена рецептура разработанных модельных образцов полуфабриката «Брауни» с добавлением яблочных выжимок.
Таблица 2.
Рецептура полуфабриката «Брауни» с добавлением яблочных выжимок
Table 2.
The recipe of the Brownie semi-finished product with the addition of apple pomace
Образец | Sample
Сырье № 1 № 2 № 3
Raw material Количество, г Количество, % Количество, г Количество, % Количество, г Количество, %
Quantity, g Quantity, % Quantity, g Quantity, % Quantity, g Quantity, %
Яблочные выжимки Apple squeezes 150 20,5 200 27,25 250 34
Яйца|Egg 150 20,5 150 20,5 150 20,5
Мягкий творог Soft cottage cheese 250 34 200 27,25 150 20,5
Какао-порошок Cocoa powder 50 7 50 7 50 7
Рисовая мука Rice flour 40 5 40 5 40 5
Кукурузная мука Corn flour 40 5 40 5 40 5
Льняная мука Flaxseed flour 20 3 20 3 20 3
Сахароза-менитель «Prebio-sweet» 15 2 15 2 15 2
Sweetener
«Prebio-sweet»
Ванилин | Vanillin 10 1 10 1 10 1
Сода|Soda 7 1 7 1 7 1
Соль | Salt 5 1 5 1 5 1
Итого | Total 737 100 737 100 737 100
Все поступающее пищевое сырье должно отвечать требованиям действующих стандартов, технических условий, гигиенических требований, иметь гигиенический сертификат (или гигиеническое заключение), сертификаты соответствия
или удостоверения о качестве, которые гарантируют его качество и безопасность. На рисунке 1 представлена технологическая схема приготовления полуфабриката «Брауни».
Рисунок 1. Технологическая схема приготовления полуфабриката «Брауни»
Figure 1. Technological scheme of preparation of semifinished product "Brownie"
Приготовление полуфабриката «Брауни» начинается с подготовки сырья.
Подготовка муки заключается в составлении смеси, проведении смешивания, просеивания и магнитной очистке муки и ее взвешивании.
Чтобы отделить случайные посторонние частицы, отличающиеся по размеру от частиц муки, муку просеивают. Для этой цели на хлебозаводах используются просеивающие машины. Мука проходит через сита просеивателя, размер ячеек 0,3 мм. Для удаления из муки металлических частиц, проходящих через отверстия сита просеивателя, на мучных линиях предусматриваются магнитные уловители. После прохождения через просеиватель и магнитоуловитель мука ссыпается во внутрицеховую маркированную тару и поступает в зону хранения добавок - сырья. Перед пуском в производство муку взвешивают.
Какао - порошок просеивается через сито для дальнейшего использования.
Входной контроль и подготовка яиц. На производстве яйца поступают в ящиках. Для кондитерских изделий могут использоваться только чистые куриные яйца, без пороков, с неповрежденной скорлупой, не ниже 2-й категории. Распаковка ящиков с яйцами, санитарная обработка и получение яичной массы проводятся при соблюдении строгой поточности. Производят осмотр и сортировку яиц, и передают их на участок по производству меланжа.
Приготовление меланжа. Приготовлением меланжа занимается кондитер по подготовке сырья к производству. Кондитер готовит моющий раствор для обработки яиц, проверяет свежесть каждой партии яиц овоскопом, моет яйца в четы-рехсекционной ванне, где постоянно контролирует наличие посторонних предметов в раковинах и чистоту раствора. Обработанные яйца разбиваются и выливаются в чашки, не более 5 яиц. Затем визуально оценивается готовое сырье (цвет, запах, консистенция, отсутствие посторонних включений).
Яичная масса процеживается через специальное сита, размер ячеек 3-5 мм и помещаются в специальную емкость - ведро, на каждую емкость наклеивают этикетки с датой и временем изготовления, перемещают готовый меланж в холодильник.
Яблочные выжимки поступают свежемороженые в брикетах. Яблочные выжимки подвергают разморозке при комнатной температуре, удаляют упаковку, протирают через сито на протирочной машине для удаления семян и перегородок.
Сухой сахарозаменитель предварительно просеивают через сито с ячейками диаметром 3 мм и пропускают через магниты. Так же готовят соль.
Подготовленные ингредиенты направляются для приготовления теста для производства полуфабрикатов.
Со склада хранения суточного запаса сырья в тестомесильное отделение поступает сырье. В процессе добавления сырья визуально оценивают качество сырья (цвет, консистенция, запах, отсутствие посторонних включений).
Смешивают сырье в два этапа:
• 1 этап: приготовление сухой смеси: смешивание рисовой, кукурузной, льняной муки, какао-порошка, сахарозаменителя, ванилина, соды и соли до однородной консистенции. Готовая смесь должна быть равномерно перемешанной и без комочков;
• 2 этап: приготовление жидкой смеси: смешивают яйца, мягкий творог и яблочные выжимки до однородной консистенции.
Замешивают тесто, соединяя приготовленные жидкую и сухую смеси, и перемешивают в течение 2-3 минут на низких оборотах тестомесильной машины.
Готовое тесто направляется на формование и выпечку. Готовые полуфабрикаты перемещаются в отделение выпечки полуфабрикатов, проходят контроль влажности готового теста.
В процессе выпекания полуфабрикатов сначала осуществляют контроль веса полуфабрикатов для выпекания, а затем готовую массу отсаживают в кольца на листы или просто разливает сплошным слоем на листы, смазанные маслом, либо застланные бумагой или латотканью. Заполненные смесью листы складируются на вагонетку, затем перемещают в печь. Выпекание осуществляют при температуре в камере 1750С в течение 60 минут.
Полуфабрикат «Брауни» готов, когда середина у него не продавливается, при легком надавливании на него пальцем. Деревянная палочка при введении ее в центр выпеченного полуфабриката должна быть влажной. Полуфабрикат «Брауни» должен быть сочным, слегка влажноватым изнутри.
для бисквитного полуфабриката «Брауни» было использовано сырье с низким гликемическом индексом (различные виды муки), взамен сахара использовали сахарозаменители для снижения калорийности продукта и в рецептуру были введены фруктовые добавки для повышения пищевой ценности.
В результате замены традиционных рецептурных ингредиентов на альтернативные ингредиенты были установлены следующие технологические параметры:
— сокращено количество технологических операций (в традиционной технологии предусмотрено разделение яичной смеси, взбивание с сахаром и последующее введение смесей на разных этапах технологического процесса);
— отсутствие процесса взбивания яичной смеси;
— сокращена продолжительность перемешивания до 2-3 мин., которая осуществляется на низких оборотах тестомесильной машины;
— снижен температурный режим выпекания полуфабриката «Брауни» до 175 °С (по традиционной рецептуре температура выпекания составляет 180-220 °С и осуществляется в два этапа в разных зонах).
Литература
1 Жаркова И.М., Сафонова Ю.А. Обоснование рациональной дозировки закваски «Эвиталия» для безглютенового хлеба из амарантовой муки // Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. № 3. С. 174-181. doi:10.20914/2310-1202-2021-3-174-181
2 Gladys K., Dardzinska J., Guzek M., Adrych K. et al. Expanded Role of a Dietitian in Monitoring a Gluten-Free Diet in Patients with Celiac Disease: Implications for Clinical Practice //Nutrients. 2021. V. 13. №. 6. P. 1859. doi: 10.3390/nul3061859
3 El Khoury D., Balfour-Ducharme S., Joye IJ. A Review on the Gluten-Free Diet: Technological and Nutritional Challenges //Nutrients. 2018. V. 10. № 10. P. 1410" doi: 10.3390/nul0101410
4 Bascunan K.A., Vespa M.C., Araya М. Celiac disease: understanding the gluten-free diet // European Journal of Nutrition. 2017. V. 56. №2. P. 449-459. doi: 10.1007/s00394-016-1238-5
5 Felicidad Ronda, Manuel Gomez, Carlos A. Blanco, Pedro A. Caballero Effects of polyols and nondigestible oligosaccharides on the quality of sugar-free sponge cakes // Food Chemistryro 2005. P. 549-555. doi: 10.1016/j.foodchem.2004.05.023
6 Шарипова М.Б., Икрами М.Б., Каримов О.С., Тураева Г.Н. Использование муки из проросшей пшеницы в технологии мучных кондитерских изделий // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания. 2021. № 2. С. 73-78. doi 10.24412/2311-6447-2021-2-73-78
7 Hesso N., Loisel C., Chevallier S., Marti A. et al. The role of ingredients on thermal and rheological properties of cake batters and the impact on microcake texture // LWT-Food Science and Technology. 2015. V. 63. № 2. P. 1171-1178.
8 Yee Ten Chana, Mei Ching Tana, Nyuk Ling Chinb Application of Box-Behnken design in optimization of ultrasound effect on apple pectin as sugar replacer//LWT. 2019. V. 115. P. 108449. doi: 10.1016/j.lwt.2019.108449
9 Пьяникова Э.А., Ковалева А.Е., Кривдина О.А., Рязанцева А.С. Технологические параметры производства бисквитов безглютеновых// Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. №4. С. 63-69. doi: 10.20914/2310-1202-2021-4-63-69
10 Pyanikova E.A., Kovaleva A.E., Zaikina M.A. Innovative product as future vision for the development of the food industry at the turn of new industrialisation // 2nd International Scientific Conference on New Industrialization: Global, National, Regional Dimension (SICNI 2018) Advances in Social Science, Education and Humanities Research, volume 240. Р. 480-484.
11 Kondratjuk N., Stepanova T., Pyvovarov P., Pyvovarov Y. Modelling of low calorie pectin-based product composition // Ukrainian Food Journal. 2015. V. 4. №. 1. P. 22-36.
12 Kaluzhskikh A., Dolgopolova N., Kotelnikova M., Ryumshina S. The Study of the Possibility of Using Low-Calorie Foods in the Technology of Flour Confectionery Production // BIO Web of Conferences. EDP Sciences, 2021. V. 32. doi: 10.105 l/bioconf/20213203012
13 Kuzmina N.N., Petrov O.Y., Savinkova E.A. Influence of natural antioxidants on quality indicators of semi-finished products from meat of broilers // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2020. V. 421. №. 2. P. 022074.
После остывания формы выпеченные полуфабрикаты вынимают и укладывают для выстаивания на решетку в течение 20 - 30 минут, а затем перемещают в зону охлаждения. На рисунке 2 представлен внешний вид готового полуфабриката «Брауни».
Рисунок 2. Внешний вид готового полуфабриката «Брауни»
Figure 2. Appearance of the finished Brownie semifinished product
Полуфабрикат охлаждается и в течение 8-10 часов в условиях цеха при доступе воздуха.
Заключение
В ходе разработки технологического процесса производства полуфабриката «Брауни» вместо классических ингредиентов, используемых
14 Queiroz V.A.V., da Silva Aguiar A., de Menezes C.B., de Carvalho C.W.P. et al. A low calorie and nutritive sorghum powdered drink mix: Influence of tannin on the sensorial and functional properties // Journal of Cereal Science. 2018. V. 79. P. 43-49. doi: 10.1016/j.jcs.2017.10.001
15 Aggarwal D., Sabikhi L., Kumar M.H.S. Formulation of reduced-calorie biscuits using artificial sweeteners and fat replacer with dany-multigram approach//NFS journal. 2016. V. 2. P. 1-7. doi: 10.1016/j.nfs.2015.10.001
16 Giri N.A., Sakhale B.K. Development of sweet potato flour based high protein and low calorie gluten free cookies // Current Research in Nutrition and Food Science Journal. 2019. V. 7. №. 2. P. 427-435. doi: 10.12944/CRNFSJ.7.2.12
17 Karp S., Wyrwisz J., Kurek M.A., Wierzbicka A. Combined use of cocoa dietary fibre and steviol glycosides in low-calorie muffins production // International journal of food science & technology. 2017. V. 52. №. 4. P. 944-953. doi: 10.1111/ijfs. 13358
18 Ribeiro T.C., Abreu J.P., Freitas M.C.J., Pumar M. et al. Substitution of wheat flour with cauliflower flour in bakery products: effects on chemical, physical, antioxidant properties and sensory analyses // International food research journal. 2015. V. 22. №. 2. P. 532.
19 Amin T., Bashir A., Dar B.N., Naik H.R. Development of high protein and sugar-free cookies fortified with pea (Pisum sativum L.) flour, soya bean (Glycine max L.) flour and oat (Avena sativa L.) flakes // International Food Research Journal. 2016. V. 23. №. 1. R 72.
20 Ramírez-Jiménez A.K., Gaytán-Martínez M., Morales-Sánchez E., Loarca-Piña G. Functional properties and sensory value of snack bars added with common bean flour as a source of bioactive compounds // LWT. 2018. V. 89. P. 674-680. doi: 10.1016/j.lwt.2017.11.043
References
1 Zharkova I.M., Safonova Ju. Substantiation of rational dosage of "Evitalia" sourdough culture for gluten-free bread from amaranth flour. Proceedings of VSUET. 2021. vol. 83. no. 3. pp. 174-181. doi:10.20914/2310-1202-2021-3-174-181 (in Russian).
2 Gladys K., Dardzinska J., Guzek M., Adrych K. et al. Expanded Role of a Dietitian in Monitoring a Gluten-Free Diet in Patients with Celiac Disease: Implications for Clinical Practice. Nutrients. 2021. vol. 13. no. 6. pp. 1859. doi: 10.3390/nu13061859
3 El Khoury D., Balfour-Ducharme S., Joye IJ. A Review on the Gluten-Free Diet: Technological and Nutritional Challenges. Nutrients. 2018. vol. 10. no. 10. pp. 1410. doi: 10.3390/nu10101410
4 Bascuñán K.A., Vespa M.C., Araya M. Celiac disease: understanding the gluten-free diet. European Journal of Nutrition. 2017. vol. 56. no. 2. pp. 449-459. doi: 10.1007/s00394-016-1238-5
5 Felicidad Ronda, Manuel Gomez, Carlos A. Blanco, Pedro A. Caballero Effects of polyols and nondigestible oligosaccharides on the quality of sugar-free sponge cakes. Food Chemistry. 2005. pp. 549-555 doi: 10.1016/j.foodchem.2004.05.023
6 Sharipova M.B., Ikrami M.B., Karimov O.S., Turaeva G.N. The use of flour from sprouted wheat in the technology of flour confectionery products. Technologies of the food and processing industry of the agroindustrial complex-healthy food products. 2021. no. 2. pp. 73-78. doi 10.24412/2311-6447-2021-2-73-78
7 Hesso N., Loisel C., Chevallier S., Marti A. et al. The role of ingredients on thermal and rheological properties of cake batters and the impact on microcake texture. LWT-Food Science and Technology. 2015. vol. 63. no.2. pp. 1171-1178.
8 Yee Ten Chana, Mei Ching Tana, Nyuk Ling Chinb Application of Box-Behnken design in optimization of ultrasound effect on apple pectin as sugar replacer. LWT. 2019. vol. 115. pp. 108449. doi: 10.1016/j.lwt.2019.108449
9 Pyanikova E.A., Kovaleva A.E., Krivdina O.A., Ryazantseva A.S. Technological parameters for the production of gluten-free biscuits. Proceedings of VSUET. 2021. vol. 83. no. 4. pp. 63-69. doi:10.20914/2310-1202-2021-4-63-69 (in Russian).
10 Pyanikova E.A., Kovaleva A.E., Zaikina M.A. Innovative product as future vision for the development of the food industry at the turn of new industrialization. 2nd International Scientific Conference on New Industrialization: Global, National, Regional Dimension (SICNI 2018) Advances in Social Science, Education and Humanities Research, volume 240. pp. 480-484.
11 Kondratjuk N., Stepanova T., Pyvovarov P., Pyvovarov Y. Modelling of low calorie pectin-based product composition. Ukrainian Food Journal. 2015. vol. 4. no. 1. pp. 22-36.
12 Kaluzhskikh A., Dolgopolova N., Kotelnikova M., Ryumshina S. The Study of the Possibility of Using Low-Calorie Foods in the Technology of Flour Confectionery Production. BIO Web of Conferences. EDP Sciences, 2021. vol. 32. doi:10.1051/bioconf/20213203012
13 Kuzmina N.N., Petrov O.Y., Savinkova E.A. Influence of natural antioxidants on quality indicators of semi-finished products from meat of broilers. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2020. vol. 421. no. 2. pp. 022074.
14 Queiroz V.A.V., da Silva Aguiar A., de Menezes C.B., de Carvalho C.W.P. et al. A low calorie and nutritive sorghum powdered drink mix: Influence of tannin on the sensorial and functional properties. Journal of Cereal Science. 2018. vol. 79. pp. 43-49. doi: 10.1016/j.jcs.2017.10.001
15 Aggarwal D., Sabikhi L., Kumar M.H.S. Formulation of reduced-calorie biscuits using artificial sweeteners and fat replacer with dairy-multigrain approach. NFS journal. 2016. vol. 2. pp. 1-7. doi: 10.1016/j.nfs.2015.10.001
16 Giri N.A., Sakhale B.K. Development of sweet potato flour based high protein and low calorie gluten free cookies. Current Research in Nutrition and Food Science Journal. 2019. vol. 7. no. 2. pp. 427-435. doi:10.12944/CRNFSJ.7.2.12
17 Karp S., Wyrwisz J., Kurek M.A., Wierzbicka A. Combined use of cocoa dietary fibre and steviol glycosides in low-calorie muffins production. International journal of food science & technology. 2017. vol. 52. no. 4. pp. 944-953. doi: 10.1111/ijfs. 13358
18 Ribeiro T.C., Abreu J.P., Freitas M.C.J., Pumar M. et al. Substitution of wheat flour with cauliflower flour in bakery products: effects on chemical, physical, antioxidant properties and sensory analyses. International food research journal. 2015. vol. 22. no. 2. pp. 532.
19 Amin T., Bashir A., Dar B.N., Naik H.R. Development of high protein and sugar-free cookies fortified with pea (Pisum sativum L.) flour, soya bean (Glycine max L.) flour and oat (Avena sativa L.) flakes. International Food Research Journal. 2016. vol. 23. no. 1. pp. 72.
20 Ramírez-Jiménez A.K., Gaytán-Martínez M., Morales-Sánchez E., Loarca-Piña G. Functional properties and sensory value of snack bars added with common bean flour as a source of bioactive compounds. LWT. 2018. vol. 89. pp. 674-680. doi: 10.1016/j.lwt.2017.11.043
Сведения об авторах Анна Е. Ковалева к.х.н., доцент, кафедра товароведения, технологии и экспертизы товаров, Юго-Западный государственный университет, ул. 50 лет Октября, 94, г. Курск, 305040, Россия, a.e.kovaleva@yandex.ru
https://orcid.org/0000-0001-7807-1755 Эльвира А. Пьяникова к.т.н., доцент, кафедра товароведения, технологии и экспертизы товаров, Юго-Западный государственный университет, ул. 50 лет Октября, 94, г. Курск, 305040, Россия, аНа1969@yandex.ru
https://orcid.org/0000-0002-6457-6442 Ольга С. Тараторина директор, ООО «Юридическая фирма «Бизнес»», ул. К. Маркса, 66/9, г. Курск, 305029, Россия, ooo-marchenko@yandex.ru
Елизавета Д. Ткачева студент, кафедра товароведения, технологии и экспертизы товаров, Юго-Западный государственный университет, ул. 50 лет Октября, 94, г. Курск, 305040, Россия, tckachewa.liza@yandex.ru
Вклад авторов
Все авторы в равной степени принимали участие в написании рукописи и несут ответственность за плагиат
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about authors
Anna E. Kovaleva Cand. Sci. (Chem.), associate professor, commodity science, technology and examination of goods department, South-West State University,50 years of October Av., 94, Kursk, 305040, Russia, a.e.kovaleva@yandex.ru
https: //orcid. org/0000-0001 -7807-1755 Elvira A. Pyanikova Cand. Sci. (Engin.), associate professor, commodity science, technology and examination of goods department, South-West State University, 50 years of October Av., 94, Kursk, 305040, Russia, alia1969@yandex.ru
https://orcid.org/0000-0002-6457-6442 Olga S. Taratorina director, LLC "Law firm "Business"", K. Marx str., 66/9, Kursk, 305029, Russia, ooo-marchenko@yandex.ru
Elizabeth D. Tkacheva student, commodity science, technology and examination of goods department, South-West State University, 50 years of October Av., 94, Kursk, 305040, Russia, tckachewa.liza@yandex.ru
Contribution
All authors are equally involved in the writing of the manuscript and are responsible for plagiarism
Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.
Поступила 20/12/2021_После редакции 20/01/2022_Принята в печать 11/02/2022
Received 20/12/2021_Accepted in revised 20/01/2022_Accepted 11/02/2022
Вестяик^ВТУИШ/Proceedings of VSUET DOI: http://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-1-112-117
ISSN 2226-910X E-ISSN 2310-1202 _Оригинальная статья/Research article
УДК 360
Open Access Available online at vestnik-vsuet.ru
Подбор оптимальных условий биосинтеза молочной кислоты
Ольга В. Бондарева Анна А. Толкачева Нина А. Некрасова Галина П. Шуваева Дмитрий А. Черенков Ольга С. Корнеева
bond.vrn15@ya.ru
anna-biotech@ya.ru
nekrasovaninelya@ya.ru
gpshuv@mail.ru
d.cherenkov@mail .ru
korneeva-olgas@ya.ru
0000-0002-7051-9858 0000-0003-0725-6482 0000-0003-0434-3839 0000-0002-4294-8209 0000-0002-8564-8919 0000-0002-2863-0771
1 Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия Аннотация. Молочная кислота находит применение во множестве отраслей промышленности, при этом 40% потребности отечественного рынка удовлетворяется за счёт импорта, при этом основными способами получения молочной кислоты является микробиологический или синтетический. Наиболее рационален микробиологический синтез, однако, при его реализации используются ценные сахаросодержащие субстраты. В связи с этим поиск новых технологий получения молочной кислоты является актуальной задачей. Один из перспективных и экономически выгодныхспособов - переработка молочной сывороткив молочную кислоту путем бактериального ферментирования лактозы, поскольку сыворотка является отходом производства творога. Постоянным финансовым обязательством для молочной отрасли является экологический сбор, большая часть предприятий молокопереработки фактически не имеет возможности следовать существующим требованиям в области биологических загрязнений, а потому компенсирует водоканалам дополнительные расходы на доочистку сточных вод. Цель исследования - провести скрининг культур микроорганизмов, способных ферментировать лактозу, содержащуюся в молочной сыворотке, и подобрать состав среды, обеспечивающий максимальный выход молочной кислоты. В эксперименте использовали штаммы молочнокислых бактерий, полученные из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (НИЦ «Курчатовский институт» -ГосНИИгенетика). С целью обеспечения максимального выхода молочной кислоты был определен оптимальный состав среды путем подбора концентраций дрожжевого автолизата и раствора солей. Также была подобрана оптимальная продолжительность биосинтеза молочной кислоты. Исследование кислотообразующей способности штаммов молочнокислых бактерий показало, что из исследованных штаммов наибольшую способность ферментировать лактозу, синтезируя молочную кислоту, проявил Lactobacillus casei C-1 (B-5726), что коррелирует с данными по ассимиляции культурой лактозы. Подобраны оптимальная продолжительность культивирования (132 ч) и концентрация дрожжевого лизата (5%) в питательной среде на основе творожной сыворотки. При оптимальных параметрах максимальная концентрация молочной кислоты в культуральной жидкости Lactobacillus casei C-1 (B-5726) составила 54.77 г./л, что сопоставимо с используемыми в настоящее время продуцентами при промышленном производстве молочной кислоты.
Ключевые слова: творожная сыворотка, молочная кислота, молочнокислые бактерии, кислотообразующая способность
Selection of optimal conditions for the lactic acid biosynthesis
Olga V. Bondareva Anna A. Tolkacheva Nina A. Nekrasova Galina P. Shuvaeva Dmitry A. Cherenkov Olga S. Korneeva
bond.vrn15@ya.ru anna-biotech@ya.ru nekrasovaninelya@ya.ru gpshuv@mail.ru d.cherenkov@mail .ru korneeva-olgas@ya.ru
0000-0002-7051-9858 0000-0003-0725-6482 0000-0003-0434-3839 0000-0002-4294-8209 0000-0002-8564-8919 0000-0002-2863-0771
1 Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
Abstract. Lactic acid is used in various industries: chemical, food, cosmetic, pharmaceutical, agriculture and polymer production. 40% of the domestic market demand for lactic acid is met through imports, while the main methods for producing lactic acid are microbiological or synthetic. The most rational is microbiological synthesis, however, when it is implemented, valuable sugar-containing substrates (crystalline sucrose, molasses, sugar syrup) are used, which significantly affects the cost of the final product. There was an obvious need to search for new technologies for the production of lactic acid. Prospective and cost-effective is the processing of whey into lactic acid using bacterial fermentation of the lactose contained in the whey. The aim of the study is to screen cultures of microorganisms capable of fermenting lactose contained in milk whey and to select the composition of the medium that provides the maximum yield of lactic acid. Strains of lactic acid bacteria were used in the experiment: Leuconostocmesenteroides subsp. mesenteroides 122 (B-1699), Lactobacillus brevis B-78 (B-5728), Lactobacillus plantarum K-9 (B-5466), Lactobacillus casei C-1 (B-5726), Lactobacillus acidophilus (B-9012), Lactobacillus paracasei BT 24/88 (B-6253), Lactobacillus paracasei 139 (B-2430), obtained from the Russian National Collection of Industrial Microorganisms (Scientific Center "Kurchatov Institute" -Research Institute for Genetics and Selection of Industrial Microorganisms). The authors determined the optimal composition of the medium for the biosynthesis of lactic acid by selecting the concentrations of yeast autolysate and salt solution that provide the maximum yield of lactic acid. The authors also selected the optimal duration of lactic acid biosynthesis. The study of the acid-forming ability of strains of lactic acid bacteria showed that of the strains studied, Lactobacillus casei C-1 (B-5726) showed the greatest ability to ferment lactose by synthesizing lactic acid, which correlates with the data on assimilation of lactose by the culture. The optimal cultivation time (132 h) and the concentration of yeast lysate (5%) in a nutrient medium based on curd whey were selected. With optimal parameters, the maximum concentration of lactic acid in the culture liquid of Lactobacillus casei C-1 (B-5726) was 54.77 g / L, which is comparable with the
currently used producers in the industrial production of lactic acid._
Keywords: curd whey, lactic acid, lactic acid bacteria, acid-forming ability
Для цитирования
Бондарева О.В., Толкачева А.А., Некрасова Н.А., Шуваева Г.П., Черенков Д.А., Корнеева О.С. Подбор оптимальных условий биосинтеза молочной кислоты //Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 1. С. 112-117. ао1:10.20914/2310-1202-2022-1-112-117
For citation
Bondareva O.V., Tolkacheva A.A., Nekrasova N.A., Shuvaeva G.P., Cherenkov D.A., Korneeva O.S. Selection of optimal conditions for the lactic acid biosynthesis. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2022. vol. 84. no. 1. pp. 112-117. (in Russian). doi:10.20914/2310-1202-2022-1-112-117
© 2022, Корнеева О.С. и др. / Korneeva O.S. et al.
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License
