ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2018-5-77-80ovoshchi-636Research ArticleАГРОХИМИЯAGROCHEMISTRYНАУЧНО-ОБОСНОВАННЫЕ ПОДХОДЫ К ПРОЦЕССУ ФЕРМЕНТАЦИИ ОВОЩЕЙ И ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОЧНЫХ КУЛЬТУРSCIENTIFICALLY-BASED APPROACHES TO THE PROCESS VEGETABLE FERMENTATION AND ADVANTAGES USE OF BACTERIAL STARTER CULTURESПосокинаН. Е.PosokinaN. E.

кандидат техн. наук, зав. лаб. технологии консервирования

142703, Россия, Московская область, г. Видное, ул. Школьная, 78

Head of the laboratory, Candidate of Tec

78, Shkolnaya Street, Vidnoe, Moscow region, 142703, Russia

labtech45@yandex.ruЛялинаО. Ю.LyalinaO. Yu.

ведущий н.с.

142703, Россия, Московская область, г. Видное, ул. Школьная, 78

Leading Researcher

78, Shkolnaya Street, Vidnoe, Moscow region, 142703, Russia

vniitek@vniitek.ruЗахароваА. И.ZakharovaA. I.

с.н.с.

142703, Россия, Московская область, г. Видное, ул. Школьная, 78

Senior Researcher

78, Shkolnaya Street, Vidnoe, Moscow region, 142703, Russia

vniitek@vniitek.ruШишловаЕ. С.ShishlovaE. S.

с.н.с.

142703, Россия, Московская область, г. Видное, ул. Школьная, 78

Senior Researcher

78, Shkolnaya Street, Vidnoe, Moscow region, 142703, Russia

vniitek@vniitek.ruТерешонокВ. И.TereshonokV. I.

кандидат с.-х. наук, с.н.с. лабораторно-аналитического центра

143072, Россия, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д. 14

Senior Researcher, Ph.D. in Agriculture

Selectionnaya str., 14, p. VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072, Russia

vniissok@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт технологии консервирования – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН (ВНИИТеК – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН)РоссияRussian Research Institute of Canning Technology – Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS (VNIITeK – Branch of Gorbatov Research Center for Food Systems)Russian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр овощеводства»РоссияFSBSI Federal Scientific Vegetable CenterRussian Federation201804122018057780Copyright © Посокина Н.Е., Лялина О.Ю., Захарова А.И., Шишлова Е.С., Терешонок В.И., 20182018Посокина Н.Е., Лялина О.Ю., Захарова А.И., Шишлова Е.С., Терешонок В.И.Posokina N.E., Lyalina O.Y., Zakharova A.I., Shishlova E.S., Tereshonok V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vegetables.su/jour/article/view/636

Наряду с тепловой обработкой, копчением и сушкой на солнце, одним из старейших способов консервирования пищевых продуктов является ферментация (сбраживание). Ферментированные пищевые продукты появились задолго до того, как люди узнали о существовании микроорганизмов, и вошли в традиционный рацион почти у всех культур. В настоящее время производство соленых, квашеных и моченых продуктов является важным сегментом пищевой промышленности. На скорость размножения микроорганизмов в пищевых продуктах влияют различные факторы, в том числе свойства продуктов (содержание нутриентов, значение рН, окислительно-восстановительный (редокс-) потенциал, активность воды и т.п.) и внешние факторы – в том числе, условия хранения, например, температура и относительная влажность. Консервирование пищевых продуктов обычно базируется на уничтожении микроорганизмов или контроле их размножения и общего состава микробиоты. Снижение темпов или предотвращение микробиологической порчи пищевых продуктов основано на четырех основных принципах: минимизация контаминации продукта микроорганизмами; подавление роста и размножения микроорганизмов-контаминантов; уничтожение микроорганизмов-контаминантов; удаление микроорганизмов-контаминантов. Ферментация основана на сочетании первых трех принципов и достигается созданием условий для роста специфических микроорганизмов, которые могут придавать пищевым продуктам желаемый вкус, аромат, текстуру и внешний вид. Данный обзор посвящен научным аспектам ферментирования овощей, в т.ч. с использованием бактериальных заквасочных культур. Даны характеристики используемых молочнокислых микроорганизмов, приведены и описаны основные принципы и преимущества процесса ферментации овощей и происходящие при этом биохимические процессы, описаны преимущества использования бактериальных заквасочных культур (штаммов молочнокислых микроорганизмов) с целью повышения качества готовой продукции.

Along with heat treatment, Smoking and drying in the sun, one of the oldest ways to preserve food is fermentation (fermentation). Fermented foods appeared long before people learned about the existence of microorganisms, and entered the traditional diet of almost all cultures. Currently, the production of salted, fermented and wetted products is an important segment of the food industry. The rate of reproduction of microorganisms in foods is affected by several factors including properties of the products (nutrient content, pH value, oxidation-reduction (redox) potential, water activity, etc.) and external factors, including storage conditions, such as temperature and relative humidity. Preservation of food products is usually based on the destruction of microorganisms or control of their reproduction and the overall composition of the microbiota. Reducing the rate or preventing microbiological spoilage of food is based on four main principles: minimization of product contamination by microorganisms; suppression of growth and reproduction of micro-organisms-contaminants; destruction of micro-organisms-contaminants; removal of micro-organisms-contaminants. Fermentation is based on a combination of the first three principles and is achieved by creating conditions for the growth of specific microorganisms that can give food the desired taste, aroma, texture and appearance. This review is devoted to the scientific aspects of vegetable fermentation, including the use of bacterial starter cultures. The characteristics of lactic acid microorganisms are given, the basic principles and advantages of the process of fermentation of vegetables and the biochemical processes taking place at the same time are given and described, the advantages of the use of bacterial starter cultures (strains of lactic acid microorganisms) for the purpose of improving the quality of the finished product are described.

обзорпроцесс ферментации овощейпринципы и преимущества ферментациибиохимические процессыиспользование бактериальных заквасочных культур (штаммов молочнокислых микроорганизмовreviewthe process of vegetable fermentationthe principles and benefits of fermentationbiochemical processesthe use of bacterial starter cultures (lactic acid bacteria)ReferencesGuizani N., Mothershaw A. Fermentation // Handbook of Food Science, Technology and Engineering/ Hui Y.H. (ed.). Vol.2. Boca Raton: CRC Press, 2006. – P.63.1.Guizani N., Mothershaw A. Fermentation // Handbook of Food Science, Technology and Engineering/ Hui Y.H. (ed.). Vol.2. Boca Raton: CRC Press, 2006. – P.63.1.Britta Wiander. Lactic Acid Fermentation of Fruits and Vegetables // Food biology series/ Paramithiotis S. (ed.). Boca Raton, London, New York: CRC Press, Taylor &Francis Group. 2017. – P.65-78.Britta Wiander. Lactic Acid Fermentation of Fruits and Vegetables // Food biology series/ Paramithiotis S. (ed.). Boca Raton, London, New York: CRC Press, Taylor &Francis Group. 2017. – P.65-78.Guizani N., Mothershaw A. Fermentation as a method of food preservation // Handbook of Food Preservation / Rahman M. S. (ed.)– 2nd ed. – Boca Raton: CRC Press, 2007. – P.215.Guizani N., Mothershaw A. Fermentation as a method of food preservation // Handbook of Food Preservation / Rahman M. S. (ed.)– 2nd ed. – Boca Raton: CRC Press, 2007. – P.215.Josephsen J., Jespersen L. Fermented foods and starter cultures // Handbook of Food Science, Technology and Engineering / Hui Y. H. (ed.). – Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. – P.177-1 –177-20.Josephsen J., Jespersen L. Fermented foods and starter cultures // Handbook of Food Science, Technology and Engineering / Hui Y. H. (ed.). – Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. – P.177-1 –177-20.Montete D., Loiseau G., Zakhia-Rozis N. Microbial technology of fermented vegetables // Microbial Biotechnology in Horticulture / Ray R.C., Ward O.P. (eds). – Enfield: Science Publishers Inc. 2006. – P.309.Montete D., Loiseau G., Zakhia-Rozis N. Microbial technology of fermented vegetables // Microbial Biotechnology in Horticulture / Ray R.C., Ward O.P. (eds). – Enfield: Science Publishers Inc. 2006. – P.309.McFeeters R. F. Fermentation microorganisms and flavor changes in fermented foods // J. Food Sci. 2004, 69, p. 35.McFeeters R. F. Fermentation microorganisms and flavor changes in fermented foods // J. Food Sci. 2004, 69, p. 35.Drider D., Fimland G., Hechard Y., McMullen L. M., Prevost H. The continuing story'of class I la bacteriocins // Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2006, 70, p. 564-582.Drider D., Fimland G., Hechard Y., McMullen L. M., Prevost H. The continuing story'of class I la bacteriocins // Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2006, 70, p. 564-582.Leroy H., De Vuyst L. Functional lactic acid bacteria starter cultures for the food fermentation industry // Trends Food Sci. Technol, 2004, 15, p. 67-76.Leroy H., De Vuyst L. Functional lactic acid bacteria starter cultures for the food fermentation industry // Trends Food Sci. Technol, 2004, 15, p. 67-76.Lactic acid fermentation of fruits and vegetables. Taylor & Francis Group. – 2017 – P.65-70.Lactic acid fermentation of fruits and vegetables. Taylor & Francis Group. – 2017 – P.65-70.Дж. М. Джей, М. Дж. Лесснер, Д.А. Гольден. Современная пищевая микробиология. Пер. 7-го англ. изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017. – 886 p.Дж. М. Джей, М. Дж. Лесснер, Д.А. Гольден. Современная пищевая микробиология. Пер. 7-го англ. изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017. – 886 p.Research of fermented sauerkraut and its advancement / Zhang Yu-Long; Hu Ping; Zhan Jian-Long // Journal of Food Safety and Quality. – 2014. – Vol.5. – No12. – P.3998-4003.Research of fermented sauerkraut and its advancement / Zhang Yu-Long; Hu Ping; Zhan Jian-Long // Journal of Food Safety and Quality. – 2014. – Vol.5. – No12. – P.3998-4003.Microbial ecology of sauerkraut fermentation and genome analysis of lactic acid bacterium Leuconostoc mesenteroides ATCC 8293 / Plengvidhya, Vethachai // Food Science. – 2004.Microbial ecology of sauerkraut fermentation and genome analysis of lactic acid bacterium Leuconostoc mesenteroides ATCC 8293 / Plengvidhya, Vethachai // Food Science. – 2004.Complete Genome Sequence of Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides Strain J18, isolated from kimchi / Ji Young Jung, Seung Hyeon Lee, Se Hee Lee and Che Ok Jeon // Journal of Bacteriology. – 2012. – No194(3). – P.730 -731.Complete Genome Sequence of Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides Strain J18, isolated from kimchi / Ji Young Jung, Seung Hyeon Lee, Se Hee Lee and Che Ok Jeon // Journal of Bacteriology. – 2012. – No194(3). – P.730 -731.Preliminary studies on using LAB strains isolated from spontaneous sauerkraut fermentation in combination with mineral salt, herbs and spices in sauerkraut and sauerkraut juice fermentations / B. Wiander Hannu J.T. Korhonen // Agricultural and Food Science. – 2011. – Vol. 20. – P.176-182.Preliminary studies on using LAB strains isolated from spontaneous sauerkraut fermentation in combination with mineral salt, herbs and spices in sauerkraut and sauerkraut juice fermentations / B. Wiander Hannu J.T. Korhonen // Agricultural and Food Science. – 2011. – Vol. 20. – P.176-182.Characteristics of the Leuconostoc mesenteroides strains from fresh vegetables / G.R. Dimic // Original scientific paper. – 2006. – P.3-11.Characteristics of the Leuconostoc mesenteroides strains from fresh vegetables / G.R. Dimic // Original scientific paper. – 2006. – P.3-11.Identification and сharacterization of Leuconostoc fallax strains isolated from an industrial sauerkraut fermentation / R. Barrangou, Sung-Sik Yoon, F.B. Jr et. al. // Appl Environ Microbiol. – 2002. – No68 (6). – Р.2877-2884.Identification and сharacterization of Leuconostoc fallax strains isolated from an industrial sauerkraut fermentation / R. Barrangou, Sung-Sik Yoon, F.B. Jr et. al. // Appl Environ Microbiol. – 2002. – No68 (6). – Р.2877-2884.Improved sauerkraut production with probiotic strain Lactobacillus plantarum L4 and Leuconostoc mesenteroides LMG 7954 / Beganovic J., Pavunc A.L., Gjuracic K. and et al. // Institute of Food Technologists. Journal of Food Science. – 2011. – Vol.76, No2.Improved sauerkraut production with probiotic strain Lactobacillus plantarum L4 and Leuconostoc mesenteroides LMG 7954 / Beganovic J., Pavunc A.L., Gjuracic K. and et al. // Institute of Food Technologists. Journal of Food Science. – 2011. – Vol.76, No2.Effect of Starter Cultures L. mesenteroides and L. lactis ssp. lactis on Sauerkraut Fermentation and Quality /S.Kristek, D. Beslo H. Pavlovic and A Kristek // Czech J. Food Sci. – 2004. – Vol. 22. – No4. – P.125-132.Effect of Starter Cultures L. mesenteroides and L. lactis ssp. lactis on Sauerkraut Fermentation and Quality /S.Kristek, D. Beslo H. Pavlovic and A Kristek // Czech J. Food Sci. – 2004. – Vol. 22. – No4. – P.125-132.Chemical and sensory properties of sauerkraut produced with Leuconostoc mesenteroides starter cultures of differing malolactic phenotypes / S.D. Johanningsmeier, H.P. Fleming, R.L. Thompson and R.F. McFeeters // Journal of Food Science, Institute of Food Technologists – 2005. – Vol. 70. – No5. – P.343-349.Chemical and sensory properties of sauerkraut produced with Leuconostoc mesenteroides starter cultures of differing malolactic phenotypes / S.D. Johanningsmeier, H.P. Fleming, R.L. Thompson and R.F. McFeeters // Journal of Food Science, Institute of Food Technologists – 2005. – Vol. 70. – No5. – P.343-349.Sequence analysis of Leuconostoc mesenteroides bacteriophage Ф1-A4 isolated from industrial vegetable fermentation / J. Lu, E. Altermann, F. Breidt and S. Kozyavkin // Applied and Environmental Microbiology. – 2010. – No 76 (6). – P.19551966.Sequence analysis of Leuconostoc mesenteroides bacteriophage Ф1-A4 isolated from industrial vegetable fermentation / J. Lu, E. Altermann, F. Breidt and S. Kozyavkin // Applied and Environmental Microbiology. – 2010. – No 76 (6). – P.19551966.Bacteriophage Ecology in a Commercial Cucumber Fermentation / Z. Lu, I. M. Pйrez-Dнaz, J. S. Hayes, and F. Breidt // Applied and Environmental Microbiology – 2012. – No78 (24). – P.8571-8578Bacteriophage Ecology in a Commercial Cucumber Fermentation / Z. Lu, I. M. Pйrez-Dнaz, J. S. Hayes, and F. Breidt // Applied and Environmental Microbiology – 2012. – No78 (24). – P.8571-8578Holzapfel W. Sauerkraut / W. Holzapfel, U. Schillinger, H. Buckenhьskes // Handbook of fermented functional foods, second edition. – 2008. – P.395-412.Holzapfel W. Sauerkraut / W. Holzapfel, U. Schillinger, H. Buckenhьskes // Handbook of fermented functional foods, second edition. – 2008. – P.395-412.Chemometric approach to optimization of white cabbage fermentation hemometrijski pristup optimizacije procesa fermantacije belog kupusa / B. Cvetcovic L. Pezo, A. Mandic et. al. // Journal on processing and energy in agriculture. – 2014. – P.88-90.Chemometric approach to optimization of white cabbage fermentation hemometrijski pristup optimizacije procesa fermantacije belog kupusa / B. Cvetcovic L. Pezo, A. Mandic et. al. // Journal on processing and energy in agriculture. – 2014. – P.88-90.Lactic Acid Fermentation of Vegetables and Fruits Didier Montet,* Ramesh C. Ray and Nadine Zakhia-RozisOn 29.06.2018 12:40, DOI:10.13140/2.1.2374.1127 (глава из книги)Lactic Acid Fermentation of Vegetables and Fruits Didier Montet,* Ramesh C. Ray and Nadine Zakhia-RozisOn 29.06.2018 12:40, DOI:10.13140/2.1.2374.1127 (глава из книги)Fred Breidt, Roger F. McFeeters, Ilenys Perez-Diaz, Cherl-Ho Lee Fermented Vegetables (Food Microbiology: Fundamentals and Frontiers, 4th Ed.2014 г Edited by M. P. Doyle and R. L. Buchanan © 2013 ASM Press, Washington, D.C. doi:10.1128/9781555818463.ch33).Fred Breidt, Roger F. McFeeters, Ilenys Perez-Diaz, Cherl-Ho Lee Fermented Vegetables (Food Microbiology: Fundamentals and Frontiers, 4th Ed.2014 г Edited by M. P. Doyle and R. L. Buchanan © 2013 ASM Press, Washington, D.C. doi:10.1128/9781555818463.ch33).Fermented Fruits and Vegetables of Asia: A Potential Source of Probiotics//Biotechnology research inmternational-2014-Article ID 250424, 19 pages http://dx.doi.org/10.1155/2014/250424ВFermented Fruits and Vegetables of Asia: A Potential Source of Probiotics//Biotechnology research inmternational-2014-Article ID 250424, 19 pages http://dx.doi.org/10.1155/2014/250424В

The authors declare that there are no conflicts of interest present.