Динамика типа взаимодействия молочнокислых микроорганизмов в парных консорциумах при направленной ферментации овощного сырья

Актуальность. Капуста белокочанная ферментируется чаще всего с добавлением различных овощей. При ферментации остаются не только первоначальные питательные вещества, такие как витамин С, аминокислоты, пищевые волокна и др., но также развиваются функциональные микроорганизмы, такие как молочнокислые бактерии. Ферментация оказывает важное влияние на качество и вкус капусты, поэтому важно изучить процесс ферментации, микробное разнообразие и изменение питательных веществ и химических элементов в процессе ферментации. Leuconostoc mesenteroides считается доминирующим видом на ранней гетероферментативной стадии ферментации. Однако имеется мало информации о разнообразии видов и штаммов Leuconostoc, участвующих в ферментации квашеной капусты. Исследования, в которых использовали традиционные биохимические методы изучения ферментации квашеной капусты, показали, что в процессе ферментации задействованы четыре основных вида молочнокислых бактерий: Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum, Pediococcus pentosaceus и Lactobacillus brevis. Учитывая важность проведения двухстадийной ферментации овощного сырья с тем, чтобы на первом этапе создать оптимальные условия для развития «основного» пула молочнокислых микроорганизмов, актуальным становится проведения комплекса исследований, направленных на воспроизведение «природоподобного» процесса, в котором на первом этапе основную роль играют бактерии рода Leuconostoc mesenteroides, на втором – монокультуры молочнокислых микроорганизмов и их консорциумы.

Методы. В работе исследована динамика типа взаимодействия молочнокислых микроорганизмов в парных консорциумах на модельных средах, прошедших предварительную обработку культурой вида Leuconostoc mesenteroides, на основном этапе ступенчатого ферментирования белокочанной капусты сорта «Парус».

Результаты. Установлено, что по сумме критериев, консорциум «L. mesenteroides \ L. casei + L. plantarum» демонстрирует наиболее выраженное преимущество по сравнению с культивированием соответствующих монокультур в формате псевдоконсорциумов; несмотря на выраженный синергизм при культивировании консорциума «L. mesenteroides \ L. brevis + L. plantarum», динамика показателя сравнения по темпу нарастания концентрации микроорганизмов указывает на необходимость проведения дополнительных исследований. 

1. Zhang Yu-Long; Hu Ping; Zhan Jian-Long. Research of fermented sauerkraut and its advancement. Journal of Food Safety and Quality. 2014;5(12):3998-4003.

2. McFeeters R. F. Fermentation Microorganisms and Flavor Changes in Fermented Foods. Journal of food science. 2004;69(1):35-37.

3. Plengvidhya, Vethachai. Microbial ecology of sauerkraut fermentation and genome analysis of lactic acid bacterium Leuconostoc mesenteroides ATCC 8293. Food Science. 2004.

4. Ji Young Jung, Seung Hyeon Lee, Se Hee Lee and Che Ok Jeon. Complete Genome Sequence of Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides Strain J18, isolated from kimchi. Journal of Bacteriology. 2012;194(3):730–731.

5. B. Wiander Hannu J.T. Korhonen. 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. Agricultural and Food Science. 2011;20:176–182.

6. Dimic G.R. Characteristics of the Leuconostoc mesenteroides strains from fresh vegetables. Original scientific paper. 2006. P.3-11.

7. F. Breidt, K.A. Crowley, H.P. Fleming. Isolation and characterization of nisinresistant Leuconostoc mesenteroides for use in cabbage fermentations. Applied and Environmental Microbiology. 1993. P.3778-3783.

8. L.J. Harris, H.P. Fleming, T.R. Klaenhammer. Novel paired starter culture system for sauerkraut, consisting of a nisin-resistant Leuconostoc mesenteroides strain and a nisin-producing Lactococcus lactis strain. Appl. Environ. Microbiol.1992;58 (5):1484-1489.

9. Harrington E.C. The Desirability Function. Industrial Quality Control. 1965;21:494-498.

10. ГОСТ 10444.11-2013 (ISO 15214:1998) Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Методы выявления и подсчета количества мезофильных молочнокислых микроорганизмов. М.: Стандартинформ, 2014. 23 с.

11. ГОСТ ISO 7218-2015 Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Общие требования и рекомендации по микробиологическим исследованиям. М.: Стандартинформ, 2015. 70 с.