Journals KemSU
Scientific journal "Bulletin of KemSU. Series: Humanities and Social Sciences Scientific journal "Bulletin of KemSU. Series: Political, Sociological and Economic sciences Scientific journal "Bulletin of KemSU. Series: Biological, Engineering and Earth Sciences SibScript (until February 17, 2023 – Bulletin of KemSU Strategizing: Theory and Practice Foods and Raw Materials Virtual Communication and Social Networks Food Processing: Techniques and Technology Dairy industry Cheese- and buttermaking Science Evolution
Submit manuscript
BIOCHEMICAL ACTIVITY OF PROPIONIC ACID BACTERIA AND COMBINED SOURDOUGH BASED ON ADAPTED FORMULA
Submit manuscript Download PDF
Text
To cite
Citations:

BIOCHEMICAL ACTIVITY OF PROPIONIC ACID BACTERIA AND COMBINED SOURDOUGH BASED ON ADAPTED FORMULA
Boyarineva I 1
Khamagaeva Irina 2
Authors:
1.  The East-Siberian State University of technology and management

Ulan-Ude, Ulan-Ude, Russian Federation
2.  East Siberia State University of Technology and Management

Ulan-Ude, Ulan-Ude, Russian Federation
Type:
Article
Pages:
from 35 to 38
Status:
Published
Received:
25.12.2013
Accepted:
25.12.2013
Published:
25.12.2013
Subject area:
UDK 637.146.21:579.872.07
UDK 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
UDK 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Language:
Russian
Keywords:
Adapted mixture, propionic acid bacteria, symbiotic starter
Abstract and keywords
Abstract (English):
The article presents the results of research of propionic acid bacteria culture and that of symbiotic starter microorganisms based on adapted mixture of kefir fungal yeast and propionic acid bacteria. The biochemical activity of starter cultures in the adapted mixture is investigated. It was revealed that when starters are cultured on the adapted mixture the time of fermentation increases. At the same time, the number of viable cells of propionic acid bacteria remains at a high level. The results of these studies have shown the possibility of using pure propionic acid bacteria cultures and yeast combination consisting of fungal kefir starter and propionic acid bacteria at a ratio of 1:1 for the production of adapted fermented milk products.

Keywords:
Adapted mixture, propionic acid bacteria, symbiotic starter
Text
Publication text (PDF): Read Download
Введение Рациональное питание – один из наиболее важных и эффективных факторов, способствующих сохранению жизни и здоровья детей [1]. Наблюдения ряда авторов [2, 3] свидетельствуют о том, что не только заболевания ребенка, но и нарушения в питании периода новорожденности оказывают большое влияние на последующее развитие и состояние здоровья человека. В этой связи большое внимание уделяется правильной организации питания детей первого года жизни, число которых в нашей стране составляет около 5 млн [4]. Материнское молоко является единственной пищей, с которой ребенок получает все необходимые для нормального роста и развития нутриенты. Оно удивительным образом приспособлено к особенностям их пищеварения, обмена веществ и содержит сбалансированные по составу белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества, биологически активные ферменты, гормоны, а также защитные компоненты: лизоцим, лактоферин [5]. Однако несмотря на преимущества грудного вскармливания, часть детей приходится переводить на смешанное и искусственное вскармливание, в связи с недостатком или отсутствием молока у матери [6, 7]. Важным направлением в создании специализированных продуктов является разработка высококачественных кисломолочных продуктов, традиционно используемых в нашей стране в рационе питания детей раннего возраста. Хорошо известно, что в результате сквашивания молока снижается содержание лактозы, повышается количество целого ряда биологически ценных веществ: свободных аминокислот, ароматических соединений, летучих кислот, антибиотических веществ, витаминов и различных метаболитов, значительно изменяющих структуру мицелл казеина и биоактивность минеральных солей [8, 9]. При этом снижается аллергизирующее действие белков молока на организм ребенка [10]. Кисломолочные продукты обогащаются большим количеством микроорганизмов с иммунологическими свойствами, различными биологически активными веществами и ферментами [4, 11, 12]. Результаты исследований ряда авторов [13, 14] свидетельствуют о целесообразности применения кисломолочных продуктов в питании детей различных возрастных групп. В соответствии с нормами, рекомендованными Институтом питания РАМН РФ, в рационе питания детей до 1 года кисломолочные продукты должны составлять не менее 70 %. Ценность кисломолочных продуктов определяется тем, что в результате жизнедеятельности микрофлоры закваски протекают сложные процессы гидролиза белков, углеводов, жиров и синтеза ряда соединений, которые могут оказывать определенное влияние на организм ребенка. Так, продукты распада белков регулируют секреторную функцию желудочно-кишечного тракта [15, 16]. Это обстоятельство имеет большое значение, если учесть малые функциональные возможности органов пищеварения детей раннего возраста. Целью данной работы являлось изучение биохимической активности пропионовокислых бактерий и микрофлоры комбинированной закваски, состоящей из кефирной грибковой закваски и пропионовокислых бактерий, при культивировании на адаптированной смеси. Адаптированная смесь является благоприятной средой для роста пропионовокислых бактерий и микроорганизмов комбинированной закваски на основе пропионовокислых бактерий и кефирной грибковой закваской, что позволяет получить кисломолочные адаптированные продукты с высоким титром жизнеспособных клеток. Объект и методы исследования Экспериментальные исследования проводились на кафедре технологии молочных продуктов, товароведения и экспертизы товаров, проблемной научно-исследовательской лаборатории Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления. Объектом исследования служили штаммы пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii subsp. Shermanii КМ 186, Propionibacterium freudenreichii subsp. Freudenreichii АС-2500, Propionibacterium freudenreichii subsp. Shermanii АС-2503 и кефирная грибковая закваска. Штаммы пропионовокислых бактерий получены из фонда Всероссийской коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов (Москва), активизированы биотехнологическим способом, разработанным в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете. При проведении эксперимента в качестве сырья для производства пробиотических кисломолочных продуктов были использованы детская молочная смесь «Молочко», отвечающая требованиям ТУ 9222-037-00419006-98 (далее по тексту – адаптированная смесь) и цельное молоко. Основные физико-химические и микробиологические показатели сырья, заквасок и кисломолочных продуктов определяли стандартными и общепринятыми в исследовательской практике методами. Результаты и их обсуждение При изучении роста пропионовокислых бактерий в процессе сквашивания молока комбинированной закваской, состоящей из культур кефирной грибковой закваски и пропионовокислых бактерий в соотношении 1:1, обнаружено интенсивное их развитие, что свидетельствует о хорошей сочетаемости пропионовокислых бактерий с микрофлорой кефирной грибковой закваски. Количественный учет пропионовокислых бактерий показал, что при всех дозах закваски в конце ферментации количество жизнеспособных клеток составляет 109 КОЕ в см3. Необходимо отметить, что разработанная ассоциация микроорганизмов отличается высокой антимутагенной, антибиотической и витаминобразующей активностью [17]. Наши дальнейшие исследования были посвящены изучению процесса культивирования микроорганизмов закваски на основе пропионовокислых бактерий и симбиотической закваски, состоящей из культур кефирной грибковой закваски и пропионовокислых бактерий в соотношении 1:1, в адаптированной смеси «Молочко». Необходимо отметить, что адаптированная смесь по составу значительно отличается от коровьего молока. По содержанию различных компонентов она приближена к составу женского молока. В ней снижено содержание белка, проведена коррекция жирнокислотного состава путем добавления жиров растительного происхождения, изменен витаминный и минеральный состав [18]. Указанные факторы вызвали необходимость изучения влияния состава вносимой закваски на рост пропионовокислых бактерий при производстве адаптированных кисломолочных смесей. Часть образцов заквашивали путем внесения закваски, приготовленной с использованием чистых культур Pr. shermanii, а другую – комбинированной закваской, состоящей из культур кефирной грибковой закваски и пропионовокислых бактерий в соотношении 1:1. Ферментацию проводили при температуре 30 ºС. О характере сквашивания судили по изменению титруемой и активной кислотности. Результаты исследований представлены в табл. 1. Анализ данных, представленных в табл. 1, показывал, что при культивировании закваски на основе культур Pr. shermanii продолжительность сквашивания сокращается всего лишь на 2 часа. Результаты исследований, представленных в табл. 1, свидетельствуют о том, что применение комбинированной закваски с использованием кефирных грибков и пропионовокислых бактерий интенсифицирует процесс сквашивания и сгусток образуется через 8,5 часа. Таблица 1 Влияние состава закваски на продолжительность сквашивания адаптированной смеси Закваска Время, часов Момент образования сгустка 3 часа 6 часов 8 часов Кислот- -ность, ºТ рН Кислот-ность, ºТ рН Кислот-ность, ºТ рН Кислотность, ºТ рН Продолжительность сквашивания, часов Pr. shermanii 21 6,35 30 5,80 39 5,49 41 5,38 10 Комбинированная закваска, состоящая из пропионовокислых бактерий Pr. shermanii и кефирных грибков 23 6,15 34 5,57 38 5,55 42 5,32 8,5 Обобщая представленные выше данные, можно сделать вывод, что продолжительность сквашивания адаптированной смеси для приготовления кисломолочных продуктов вполне приемлема для их получения в условиях промышленного производства. Наши дальнейшие исследования были посвящены изучению размножения пропионовокислых бактерий в процессе сквашивания адаптированной смеси. Результаты исследований роста пропионовокислых бактерий в процессе сквашивания адаптированной смеси закваской, состоящей из чистых культур Pr. shermanii и симбиотической закваской кефирных грибков и пропионовокислых бактерий, представлены на рис. 1. Рис. 1. Влияние состава закваски на рост клеток пропионовокислых бактерий Анализируя данные рис. 1, необходимо отметить, что лаг-фаза роста пропионовокислых бактерий длится около 5 часов. В этот период клетки пропионовокислых бактерий приспосабливаются к условиям среды. Чтобы расти, пропионовокислые бактерии должны получить из окружающей среды все вещества, необходимые для синтеза структурных компонентов клетки и для получения энергии. Поэтому в культуральной среде должны содержаться все питательные вещества в количествах, соответствующих их специфическим потребностям. Рост микробной клетки всецело связан с синтезом ферментов. Если в клетке имеются все необходимые ферменты, то она может синтезировать из ингредиентов все нужные ей вещества, все органоиды и расти, развиваться и размножаться [19]. В фазе экспоненциального роста отмечено интенсивное развитие пропионовокислых бактерий, и в момент образования сгустка через 10 часов культивирования количество клеток составляет 7·1010 в 1 см3. При изучении роста пропионовокислых бактерий в процессе сквашивания адаптированной смеси комбинированной закваской обнаружено интенсивное их размножение, что свидетельствует о хорошей сочетаемости пропионовокислых бактерий с молочнокислой микрофлорой. Содержание активных клеток пропионовокислых бактерий в готовой кисломолочной смеси составило 4·109 в 1 см3. Обобщая полученные результаты, можно сделать вывод, что активизированные культуры пропионовокислых бактерий хорошо растут в адаптированной смеси, что позволяет получить в кисломолочном адаптированном продукте высокое содержание клеток пропионовокислых бактерий. Выводы 1. Исследована биохимическая активность закваски, состоящей из чистых культур Pr. Shermanii и симбиотической закваски кефирных грибков и пропионовокислых бактерий на адаптированной смеси. Доказано, что пропионовокислые бактерии, а также ассоциация микроорганизмов пропионовокислых бактерий и кефирной грибковой закваски отличаются высокой биохимической активностью при культивировании на адаптированной смеси. 2. Выявлено, что при культивировании заквасок на адаптированной смеси увеличивается продолжительность ферментации. При этом количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий остается на достаточно высоком уровне.
References

1. A. s. 1495132 SSSR, MKI A23S9/12. Konsorcium bakteriy P. shermanii, Str. lactis. subsp., Diacetilactis, Acetobacter aceti, ispol'zuemyy dlya prigotovleniya kislomolochnyh produktov / E.E. Grudzinskaya, V.F. Semenihina, N.V. Skobeleva, M.N. Ustinov. - № 4440565/13; zayavl. 30.06.88.

2. A. s. 1555341 (SSSR). Sposob proizvodstva kumysa / B.D. Mamabetaliev. - Opubl. 23.03.90, Byul. № 7.

3. A. s. 2035155 Rossiyskaya Federaciya, MKI A23S9/12. Sposob polucheniya kislomolochnogo produkta «Evita» / E.E. Grudzinskaya, A.K. Maksimova, A.V. Rozhkov. - № 5063111/13; zayavl. 25.09.92; opubl. 20.05.95, Byul. № 14.

4. A. s. 2077215 Rossiyskaya Federaciya, MKI A23S9/12. Sposob proizvodstva smetany / E.E. Grudzinskaya, A.K. Maksimova, G.G. Ovanova, A.V. Rozhkov.- Zayavl. 28.06.94. opubl. 20.04.97, Byul. № 11.

5. Basnokyan, I.A. Kul'tivirovanie mikroorganizmov s zadannymi svoystvami / I.A. Basnokyan. - M.: Medicina, 1992. - 188 s.

6. A. s. 2035155 Rossiyskaya Federaciya, MKI A23S9/12. Sposob polucheniya kislomolochnogo produkta «Evita» / E.E. Grudzinskaya, A.K. Maksimova, A.V. Rozhkov. - № 5063111/13; zayav. 25.09.92; opubl. 20.05.95, Byul. № 14.

7. Belozerova, L.M. Razrabotka tehnologii kislomolochnogo produkta s ispol'zovaniem propionovokislyh bakteriy: dis… kand.tehn. nauk / Belozerova L.M. - Ulan-Ude, 2001.

8. Byhovskiy, V.Ya. Mikrobiologicheskiy sintez tetrapirol'nyh soedineniy / V.Ya. Byhovskiy, N.I. Zayceva // Prikl. biohim. mikr. - 1983. - T. 19, № 2. - S. 163-175.

9. Disbakteriozy - aktual'naya problema mediciny / A.A. Vorob'ev, N.A. Abramov, V.M. Bondarenko, B.A. Shenderov. - Vestn. ros.- AMN. - 1997. - № 3. - S. 4-7.

10. Antimutagennost' propionovokislyh bakteriy / L.I. Vorob'eva i dr. // Mikrobiologiya. - 1991. - T. 60. - № 6. - S. 83-89.

11. Antimutagennost' propionovokislyh bakteriy / L.I Vorob'eva i dr. // Tez. dokl. Vsesoyuz. koord. soveschaniya «Gigienicheskie posledstviya zagryazneniya okruzhayuschey sredy mutagennymi faktorami». - Samarkand, 1990.

12. Vorob'eva, L.I. Propionovokislye bakterii / L.I. Vorob'eva. - M.: Izd-vo MGU, 1995. - 288 s.

13. Gonchikov, G.G. Kometabolizm disaharidov i mikrobnye konsorciumy: bioekologicheskie i biotehnologicheskie perspektivy / G.G. Gonchikov. - M.: Inzhenernaya ekologiya. - 2002. - № 3. - 18 s.

14. Gorbatov, K.K. Biohimiya moloka i molochnyh produktov / K.K. Gorbatov. - 3-e izd., pererab. i dop. - SPb.: GIORD, 2001. - 320 s.: il.

15. Kislomolochnyy produkt «Tonus» dlya dietoterapii / E.E. Grudzinskaya, V.F Semenihina, N.V. Sedunova i dr. // Molochnaya i myasnaya prom-st'. - 1988. - № 4. - S. 43-47.

16. Dracheva, L.V. Pravil'noe pitanie i pischevye biologicheski aktivnye dobavki / L.V. Dracheva // Pischevaya promyshlennost'. - 2000. - № 6. - S. 84-85.

17. Hamagaeva, I. S. Issledovanie probioticheskih svoystv kombinirovannoy zakvaski / I.S. Hamagaeva, I.V. Boyarineva, N. Yu. Potapchuk // Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv. - 2013. - № 1. - S. 54-58.

18. Scientific Aspects of making new adapted cultured milk products (Nauchnye aspekty sozdaniya novyh adaptirovannyh kislomolochnyh produktov) // Severo-Vostochnyy aziatskiy akademicheskiy forum (North-East Asia academic forum). - Habarovsk: RIC HGAEP, 2011. - 276 s.

19. Boyarineva, I. V. Primenenie probioticheskih kul'tur pri proizvodstve kislomolochnyh produktov / I.V. Boyarineva, N.Yu. Potapchuk // Aktual'nye problemy potrebitel'skogo rynka tovarov i uslug: materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferencii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyaschennoy 10-letiyu fakul'teta ekspertizy i tovarovedeniya / «Kirovskaya gosudarstvennaya medicinskaya akademiya Minzdravsocrazvitiya Rossii. - Kirov, 2011. - S. 18.

This work is licensed under Creative Commons Attribution 4.0 International

© КемГУ, 1997–2024
Support Powered by Editorum,  Instructions
Login or Create
* Forgot password?