Пробиотические культуры в заквасках для сыров

Пробиотические закваски должны включать культуры, которые характеризуются пробиотической активностью. При производстве молочной продукции в качестве пробиотической заквасочной микрофлоры используются преимущественно бифидобактерии (микроорганизмы семейства Actinomycetaceae, рода Bifidobacterium) [22]. Для целого ряда лактобацилл и пропионовокислых как действенных пробиотиков уровень доказательности медицины по Международная системе составляет А или В [23], однако к продуктам питания не может применяться общие требования к качеству пробиотиков и методам их испытаний, как в фармокопее. Это приводит к ошибочным взглядам об отсутствии пользы или даже вреде молочных продуктов, получаемых с помощью ферментации пробиотическими культурами [24]. Так «раздутые» в прессе результаты исследований, проведенные медиками в Аргентине, на основании которых сделан вывод о неэффективности молочных продуктов [24] учитывали только уровень повышения клеточного и гуморального иммунитета по уровню антител (иммуноглобулина и изоаглутинина) от продукта у специально отобранной группы детей с исходно высоким иммунным статусом – детей из многодетных семей и только по отношению только к пневмококкам. При этом не правильно подобраны пробиотические микроорганизмы: у детей основу нормофлоры составляют Bifidobacterium, а не исследованные культуры, в результате чего в ряде случаев могла сложиться биосовместимость по типу «пробиотик против хозяина».

Поскольку основной обмен и антагонистическая активность пробиотических культур может иметь эффект как на технологическом уровне (при производстве продукта), так и на нутриционном уровне (при воздействии продукта на организм, будучи съеденным) имеет смысл рассмотреть параллельную динамику эффектов: как молочнокислые микроорганизмы, являющиеся ведущей силой технологического процесса в сыроделии, могут влиять на здоровье потребителя.

 Предложено рассматривать возможный эффект параллельный действия (пробиотический потенциал) заквасочных микроорганизмов с технологической и нутрициологической точек зрения, включающих следующие уровни (рис. 1).

Однако на уровне антагонистической активности антибиотическая способность заквасочных микроорганизмов к подавлению нежелательной микрофлоры как при производстве сыра, так и «in vivo» - в организме человека имеет совпадающие механизмы, поэтому может и иметь совпадающие критерии при отборе штаммов для защитных и пробиотических заквасок.

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ	НУТРИЦИОЛОГИЧЕСКИЕ
1. Биотрансформации компонентов сырья	1. Пищевой и пищеварительной ценности, метаболической активности
2. Антагонистической активности к технически-вредной, патогенной и условно-патогенной микрофлоре
	3. Клеточного и гуморального иммунитета
	4.Нутригеномики
↓	↓
КАЧЕСТВО ПРОДУКТА (сыра)	ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ПОДДЕРЖАНИЕ ЗДОРОВОЙ НОРМОБИОТЫ ИШЕЧНИКА

 

 

Рис.1. Уровни пробиотического потенциала заквасок для ферментированных молочных продуктов, включая сыры [24]

 

 

Хотя при созревании сыра, а также при прохождении ЖКТ потенциально пробиотические микроорганизмы погибают, в ряде работ [25-27] показано, что лактобациллы и пропионовокислые микроорганизмы обладают не только широким спектром антагонистического действия будучи в вегетативном состоянии, при отмирании клеток образуются метаболиты широкого спектра антимикробного действия, оказывающие пробиотическое действие, аналогичное действию живых культур.

В наших исследованиях при определении спектра антимикробного действия лактобацилл, выделение антимикробных веществ из культуральной жидкости проводили со смесью ацетона, уксусной кислоты и воды (1: 4: 5).

Спектр антимикробного действия определяли микробиологическим методом диффузии в агровую среду. засеянную тест-культурами и оценивали в соответствии с зоной ингибирования их роста в мм [27]. Использовали суточные культуры разных групп микроорганизмов: грамположительные бактерии- Bacillus coagulans 429, Micrococcus flavus NCTC 8340, Staphylococcus aureus 52, шесть штаммов грамотрицательных бактерий Escherichia coli 113/3, Proteus vulgaris 28, Pseudomonas aeruginosa 205, Salmonella gallinarum и три штамма микроскопических грибов Aspergillus niger INA 00760, Penicillium chryzogenum 205, дрожжевые Candida albicans INA 00763.

Испытуемые культуры M. flavus, S. aureus, P. vulgaris, S. gallinarum культивировали при 37 ° C, P. aeruginosa и микромицеты культивировали при 28 ° C, E. coli культивировали при 42 ° C, B. coagulans культивировали при 55 ° C. Бактерии культивировали на МПА, а микромицеты на среде Сабуро.

В качестве стандарта для определения уровня антимикробной активности на грамположительные бактерии был использован коммерческий препарат низина с активностью 1 × 106 МЕ / г (Nisaplin,(Aplin & Barrett, Ltd, Великобритания), на грамотрицательные бактерии - хлорамфеникол (HiMedia Laboratories Limited, Мумбаи); для микромицетов - коммерческий препарат нистатин (Sigma) с активностью 4670 единиц / мг.

Показано, что факторы, способствующие активному накоплению биомассы клеток лактобацилл, в основном усиливают их антибиотичскую активность. Однако антибиотическая активность у некоторых штаммов лактобацилл была больше в экстрактах, чем в культуральной жидкости, на основании чего можно предположить, что антибактериальный метаболит связан с клеточной стенкой продуцента [25].

 

В последнее десятилетие, мнение медиков о эффективности «живых» пробиотиков изменились, во многих случаях метаболиты пробиотиков лучше восстанавливают естественную микробиоту, поддерживая развитие в ЖКТ, в том числе, некультивируемых полезных культур. В связи с этим считается важным менять менталитет производителей и потребителей по отношению к функциональным продуктам питания с пробиотическим эффектом. Известны способы производства сыров с использованием пробиотических заквасок: сыра «Станиславский», «Ацидофилиновый», «Бифилиновый» c Lactobacillus acidophilus или Bifidobacterium bifidum и др.

 

На уровне клеточного и гуморального иммунитета было показано, в частности, что L. brevis улучшает иммунную функцию человека. Пробиотические культуры L. brevis усиливают активность естественных киллерных клеток у пожилых людей (исследование возрастных иммунологических изменений) [28].

Входящая в состав заквасок для сыров, в основном с высокой температурой второго нагревания, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii – одина из наиболее значимых пробиотических культур пропионовокислых бактерий, обитающих в кишечнике человека. Классические пропионовокислые бактерии обладают уникальными иммуномодулирующими и антимутагенными свойствами, они способны к снижению геннотоксического действия ряда химических соединений и УФ-лучей [6]. 

Нутригеномика, как вектор направления науки о здоровом питании, изучающий, как пища влияет на экспрессию генов, призвана на основе индивидуальной генетической предрасположенности давать точные рекомендации по выбору продуктов, в том числе сыров, а также рекомендации производителям по выбору заквасочных культур, молекулярные механизмы которых положительно влияют на здоровье групп потребителей.

В связи с тем, что порядка 90% всех заквасок поставляются из-за рубежа, необходимо ещё раз подчеркнуть необходимость укрепления отечественных биофабрик [29].

Вывод

В представленной работе систематизированы различные данные составляющие актуальность практического развития науки о заквасочных культурах для сыроделия на технологическом и нутриционном уровнях. Значительное доминирование на отечественном рынке импортных заквасок – резерв отечественного производства бактериальных препаратов для сыроделия. Однако и зарубежная наука, и практика применения заквасочных культур для сыроделия, в свете нутригеномики, пробиотических, защитных, стартовых и созревательных культур имеют огромный потенциал развития.

 

Литература:

 

1. Почему человек может пить молоко? // Эндрю Карри (Andrew Curry) Scientific American https://inosmi.ru/world/20130804/211563813.html

2. Шигина Е.С., Полянская И.С. Древние и современные концепции обогащения молочных продуктов // Последние тенденции в области науки и образования. – 2019. - С 42-52.

3. Скотт Р., Робинсон Р.К., Уилби Р.А. Производство сыра. Научные основы и технологии. – СПб.: Профессия. – 2005. – 464 с.

4. Незговорова М.И., Шунина В.А., Аглиулин С.М., Полянская И.С. Геовидовые особенности сыров // Современные тенденции в науке и образовании. - Астана. - 2018. - С. 56-61.

5. Способ производства мягкого сыра. RU 2018124578 А, 04.07.2018 / Забегалова Г.Н., Полянская И.С., Аглиулин С.М. и др.

6. Воробьёва Л. Микробиология сыра // Пропионикс http://propionix.ru/mikrobiologiya-syra

7. Сиверов Д.С., Полянская И.С. Сыр с точки зрения нутрициолога // Теоретические и практические аспекты развития науки и образования в современном мире. 2019. С. 15-19.

8. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты: ДеЛи принт, 2004. – 804 с

9. Способ производства твёрдого сычужного сыра. RU 2018131884 А, 04.09.2018 / Полянская И.С., Аглиулин С.М., Антонова В.Ю.

10. Производство сыра: технология и качество.пер. с фр Б.Ф. Богомолова, ред. Г.Г. Шиллер. – М.:Агропромиздат, 1989. – 496 с.

11. Остроумов Л. А., Смирнова И. А., Захарова Л. М. Особенности и перспективы производства мягких сыров // Техника и технология пищевых производств, 2015. - №4 (39).

12. Раманаускас, Майоров, Мусина: Технология и оборудование для производства натурального сыра. Лань. - 2019. -

13. Красникова Л.В., Гунькова П.И., Маркелова В.В. Микробиология молока и молочных продуктов: Лабораторный практикум: Учеб.-метод. пособие. СПб.: НИУ ИТМО, 2013. 85 с. 

14. Смирнов Е.А. Совершенствование научных и разработка практических аспектов биотехнологии моновидовых бактериальных концентратов молочнокислых микроорганизмов для сыроделия. – дисс. на соис. ст.к.т.н. 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств. - Углич. - 2011. - 187 с.

15. Лях В.Я., Шергина М.А., Садовая Т.А. Справочник сыродела. СПб.: Профессия. – 2011. 680 с.

16. Шунина В.А., Семёнова В.И., Полянская И.С. Искусство аффинажа: биохимические и микробиологические аспекты // Интеллектуальный потенциал XXI века. - 2018. С. 60-66.

17. Швейцарский сыр. https://zurichguide.ru/info/shvejtsarskaya-kuhnya/swiss-cheese

18. ГОСТ 34372-2017 Закваски бактериальные для молочной продукции. Технические условия.

19. Свириденко Г.М., Сорокина Н. Использование защитных культур. Теоретические аспекты // Молочная промышленность, 2018. - № 7. С. 25-28.

20. Иркинова А.Н., Функ И.А., Дорофеев Р.В. Подбор штаммов микроорганизмов в комбинированную закваску для пробиотического кисломолочного напитка // Молочная промышленность, 2017. - № 1. – С. 46-47.

21. Свириденко Г.М. В помощь микробиологу // Молочная промышленность, 2018. - № 7. С. 25-28.

22. Мазанкова Л.Н., Лыкова Е.А. Пробиотики: характеристика препаратов и выбор в педиатрической практике // Детские инфекции. 2004. №1.

23. Осипова И. Г., Евлашкина В. Ф., Сакаева И. В., Саканян Е. И. К вопросу разработки стандартов качества на иммунобиологические лекарственные средства - пробиотики // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения, 2013. - №3.

24. Полянская И.С., Новокшанова А.Л., Кузин А.А.Молочные продукты: три уровня иммунопрофилактики // Актуальные вопросы развития инновационной деятельности в новом тысячелетии XIV Международная научно-практич. конференция. Новосибирск, 2015. - С. 99-103.

25. Полянская И.С., Стоянова Л.Г., Семенихина В.Ф. Антагонистическая активность пробиотических штаммов: факторы регулирования // Молочная промышленность, 2017. - № 1. - С. 42-44.

26. Polyanskaya I.S., Sorokina N.P., Popova V.L. Starter culture phagolysis in dairy industry // Journal of Hygienic Engineering and Design, 2019. - Т. 29. - С. 41-45.

27. Polyanskaya I., Valentina P., Stoyanova L., Semenikhina V Quasicapsulation of probiotics // Journal of Hygienic Engineering and Design, 2018. - Т. 24. - С. 31-38.

28. Feyereisen М., Mahony J., Philip Kelleher Р., and Comparative genome analysis of the Lactobacillus brevis species // BMC Genomics, 2019 – № 20. - Р. 416.

29. Ганина В.И. Рынок заквасок в России // Молочная промышленность 2018. - №12. - С 29-30.

Источник: Полянская И.С. Аглиулин С.М. Видовое соотнесение сыров и применяемых при их производстве заквасочных культур //Научное окружение современного человека. Монография. – Одесса.  (февраль 2020г.)

https://www.sworld.education/index.php/ru/symposia/symposia-ua/calendar-of-workshops/calendar-of-workshops