Характеристики кисломолочных продуктов, с пониженным содержанием лактозы включающих микроорганизмы, входящие в состав консорциума кефирного грибка: обзор предметного поля

Введение: Существует значительное количество научных публикаций, посвященных анализу безлактозных и гиполактозных кисломолочных продуктов, преимущественно в контексте изучения конкретных микроорганизмов или заквасочных культур и их функционирования в условиях ограниченного содержания лактозы. Тем не менее, синтезирование накопленных данных не получало должного акцентирования, учитывая что большая часть исследований была проведена в течение последних 10 лет, а интенсивное рассмотрение данной проблематики началось лишь в недавнем прошлом.

Цель: Систематизация и критический анализ научных исследований, освещающих специфику кисломолочных продуктов с редуцированным уровнем лактозы с акцентом на сопоставительное исследование стандартных кисломолочных продуктов и их гиполактозных или безлактозных модификаций. Особое внимание уделяется кисломолочным продуктам, включающим микроорганизмы, входящие в состав консорциума кефирного грибка.

Материалы и методы: Источники для обзора подбирались в базах данных Scopus, ScienceDirect, РИНЦ, Google Scholar. Из 208 релевантных с точки зрения ключевых слов публикаций, 34 были отобраны для анализа. В качестве основного критерия отбора статей выступало описание в них исследований по использованию низколактозного или безлактозного молока в качестве среды для культивации заквасочных культур. Данный обзор предметного поля опирается на протокол PRISMA-ScR.

Результаты: Согласно ряду источников, готовые гиполактозные или безлактозные кисломолочные продукты демонстрировали аналогичные или улучшенные физико-химические и органолептические характеристики по сравнению со стандартными кисломолочными продуктами. В экспериментах, направленных на оценку микробиологических характеристик, было зафиксировано, что концентрация молочнокислых бактерий в анализируемых продуктах либо соответствовала, либо была ниже или выше, чем в традиционных кисломолочных продуктах. В некоторых публикациях ученые выявляли, что окончательный кисломолочный продукт имел ухудшенные органолептические и физико-химические параметры. Тем не менее, все рассмотренные гиполактозные или безлактозные кисломолочные продукты соответствовали стандартам и регулятивным требованиям стран, в которых проводились соответствующие исследования.

Выводы: Формирование гиполактозных и безлактозных кисломолочных продуктов представляет собой актуальное направление в пищевой промышленности, учитывая их схожесть с конвенциональными продуктами и адаптированность для консумации индивидами с различной степенью непереносимости лактозы. Присутствуют нюансы, связанные с длительностью ферментационного процесса, органолептическими характеристиками, уровнем кислотности, синерезисом, сохранностью и динамикой роста микроорганизмов. Эти особенности могут быть обусловлены конкретными штаммами микрофлоры, применяемыми в закваске, и, чаще всего, их влияние остается минимальным. Полученные в ходе данной работы результаты могут оказаться полезными для выбора заквасочных культур при проектировании различных кисломолочных продуктов, включая йогурт, обогащенный йогурт, кефир, айран, ряженку и ацидофилин. Для более глубокого понимания взаимодействия модифицированной глюкозно-галактозной среды с различными штаммами и видами молочнокислых бактерий требуется дополнительная экспериментальная работа, учитывая, что активность данных бактерий напрямую определяет качественные характеристики финального кисломолочного продукта.

1. Арсеньева, Т. П. (2010). Исследование и разработка низколактозных кисломолочных напитков лечебно-профилактического назначения. Процессы и аппараты пищевых производств, 2.

2. Бегунова, А. В., Савинова, О. С., Рожкова, И. В., Крысанова, Ю. И., & Фёдорова, Т. В. (2020). Оценка пробиотического потенциала и функциональных свойств Lactobacillus reuteri LR1 in vitro. Прикладная биохимия и микробиология, 56(5). https://doi.org/10.31857/S0555109920050049

3. Бельмер, С. В., Мухина, Ю. Г., Чубарова, А. И., Гераськина, В. П., & Гасилина, Т. В. (2005). Непереносимость лактозы у детей и взрослы». Лечащий врач, 1, 34–38.

4. Голубев, А. Е., Ионова, И. И., & Машков, В. В. (2019). Актуальность расширения низколактозных кисломолочных напитков. Вестник науки, 4(13), 137-141.

5. Горлова, А. И., Жукова, Е. В., & Пастух, О. Н. (2021). Использование ферментов Lactozym и Maxilact в технологии низколактозного йогурта (c. 154–59). РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

6. Канаев, М. А., Баймишев, Р. Х. & Канаева, Е. С. (2021). Применение безлактозного молока при производстве йогурта (c. 121–25). Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова.

7. Николаева, М. А. (2018). Рынок молочных товаров: состояние и перспективы развития. Food industry, 3(3), 78–85. https://doi.org/10.29141/2500-1922-2018-3-3-12

8. Перевалова, Ю. В. (2008). Кисломолочный низколактозный продукт. Молочная промышленность, 7.

9. Трофимов, И. Е. (2016). Исследование и разработка технологии белково-углеводного кисломолочного продукта для специализированного питания. Вестник Омского Государственного Аграрного Университета, 1(21), 235-242.

10. Фаттахова, И. С., Силантьева, Л. А. (2009). Низколактозный кисломолочный пастообразный продукт. Молочная промышленность, 7, 54-55.

11. Ali, M.A., Kamal, M.M., Rahman, M.H., Nurealam, S., Haque, A., Saha, K. K., Rahman, A. (2022). Functional dairy products as a source of bioactive peptides and probiotics: Current trends and future prospectives. Journal of Food Science and Technology, 59(4), 1263–79. https://doi.org/10.1007/s13197-021-05091-8

12. Bianchini, C. B., Vieira, M.P.T., Arriola, N.D.A., Dias, C.O., Seraglio, S.K.T., Costa, A.C.O., Komatsu, R.A., Machado, B.D., Amboni, R.D.M.C., & Fritzen-Freire, C.B. (2020). Incorporation of uvaia (eugenia pyriformis cambess) pulp in yogurt: A promising application in the lactose-free dairy product market. Journal of Food Processing and Preservation, 44(10). https://doi.org/10.1111/jfpp.14829

13. Capcanari, T., Chirsanova, A., Covaliov, Eu., & Siminiuc, R. (2021). Development of lactose free yogurt technology for personalized nutrition. Food and Nutrition Sciences, 12(11), 1116–35. https://doi.org/10.4236/fns.2021.1211082

14. Corgneau, M., Scher, J., Ritie-Pertusa, L., Le, D. t. l., Petit, J., Nikolova, Y., Banon, S., & Gaiani, C. (2017). Recent advances on lactose intolerance: Tolerance thresholds and currently available answers. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57(15), 3344–56. https://doi.org/10.1080/10408398.2015.1123671

15. Dekker, P. J. T., Koenders, D., & Bruins, M. J. (2019). Lactose-Free Dairy Products: Market Developments, Production, Nutrition and Health Benefits. Nutrients, 11(3), 551. https://doi.org/10.3390/nu11030551

16. Ganatsios, V., Nigam, P., Plessas, S., & Terpou, A. (2021). Kefir as a functional beverage gaining momentum towards its health promoting attributes. Beverages, 7(3), 48. http://dx.doi.org/10.3390/beverages7030048

17. Garcia, S.L.A., Silva, G.M., Medeiros, J.M.S., Queiroga, A.P.R., Queiroz, B.B., Farias, D.R.B., Correia, J.O., Florentino, E.R., & Alonso Buriti, F.C. (2020). Influence of co-cultures of Sstreptococcus Thermophilus and probiotic lactobacilli on quality and antioxidant capacity parameters of lactose-free fermented dairy beverages containing Syzygium Cumini (L.) Skeels pulp. RSC Advances, 10(17), 10297–308. https://doi.org/10.1039/c9ra08311a

18. Ibarra, A., Acha, R., Calleja, M. -T., Chiralt-Boix, A., & Wittig, E. (2012). Optimization and shelf life of a low-lactose yogurt with Lactobacillus Rhamnosus HN001. Journal of Dairy Science, 95(7), 3536–48. https://doi.org/10.3168/jds.2011-5050

19. Ismail, A.A., Mogensen, G., & Poulsen, P.R. (1983). Organoleptic and physical properties of yogurt made from lactose hydrolysed milk. International Journal of Dairy Technology, 36(2), 52–55. https://doi.org/10.1111/j.1471-0307.1983.tb02537.x

20. Itan, Y., Jones, B. L., Ingram, C. J., Swallow, D. M., & Thomas, M. G. (2010). A worldwide correlation of lactase persistence phenotype and genotypes. BMC Evolutionary Biology, 10, 36. https://doi.org/10.1186/1471-2148-10-36

21. Jia, L., Hu, Zh., Xue, Lu, Lu, D., Zhao, X., Cheng, K., Yang, X. (2019). Comparison of Lactose-Free and Plain Yoghurt Fermented at Different Temperatures. Food Science, 40(23), 79. https://doi.org/10.7506/spkx1002-6630-20190515-167

22. Kárnyáczki, Z., & Csanádi, J. (2017). Texture profile properties, sensory evaluation, and susceptibility to syneresis of yoghurt prepared from lactose-free milk. Acta Alimentaria, 46(4), 403–10. https://doi.org/10.1556/066.2016.0018

23. Khokhlacheva, A.A., Egorova, M.A., Kalinina, A.N., & Gradova, N. B. (2015). Trophic patterns of functioning and microbial profile of the evolutionally established associated kefir grains culture. Microbiology, 84(4), 561–69. https://doi.org/10.1134/S0026261715040104

24. Kocabaş, H., Firuze E., Tugba A., & Küçükçetin, A. (2022). Effect of lactose hydrolysis and salt content on the physicochemical, microbiological, and sensory properties of Ayran. International Dairy Journal, 129, 105360. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2022.105360

25. Kosikowski, F. V. (1979). Low lactose yogurts and milk beverages by ultrafiltration. Journal of Dairy Science, 62(1), 41–46. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(79)83198-7

26. Martins, A. R., Monteiro, R.L., Burkert, J.F.M., & Burkert, C.A.V. (2012). Hidrólise enzimática e fermentação lática simultâneas na obtenção de um iogurte com baixo teor de lactose [Simultaneous enzymatic hydrolysis and lactic fermentation to obtain a yogurt with low lactose content]. Ciencia e Agrotecnologia, 36(5), 551–59. https://doi.org/10.1590/S1413-70542012000500008

27. Moreira, T. C., da Silva, A. T., Fagundes, C., Rodrigues Ferreira, S. M., Bileski Cândido, L. M., Passos, M., Hecke Krüger, C. C. (2017). Elaboration of yogurt with reduced level of lactose added of carob (Ceratonia siliqua L.). LWT - Food Science and Technology, 76, Part B, 326-329. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.08.033

28. Odarchenko, D., Spodar, K., Karbivnycha, T., & Sokolova, E. (2020). Conducting commodity assessment of lactose free and ordinary (lactose) yoghurts on the example of ukrainian producers. Technology Audit and Production Reserves, 6(3(56), 27–30. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.218697

29. Oh, S., Kim, B. K., Chun, Y.-G., & Park, D. J. (2021). Fermentation characteristics of starter cultures in lactose-hydrolyzed milk for the elderly. Journal of Dairy Science and Biotechnology, 39(1), 20–26. https://doi.org/10.22424/jdsb.2021.39.1.20

30. Olegario, L. S., González-Mohino, A., Estévez, M., Madruga, M.S., & Ventanas, S. (2022). Impact of absence of lactose on the dynamic sensory profile of yogurt: A multiple-intake TDS approach. LWT, 162, 113430. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.113430

31. Pachekrepapol, U., Somboonchai, N., & Krimjai, W. (2021). Physicochemical, rheological, and microbiological properties of lactose-free functional yogurt supplemented with Fructooligosaccharides. Journal of Food Processing and Preservation, 45(1). https://doi.org/10.1111/jfpp.15017

32. Perotti, M. C., Wolf, I. V., Venica, C. I., Bergamini, C. V. (2012). Dairy products modified in their lactose content. Current Nutrition & Food Science, 8(1), 8–18. http://dx.doi.org/10.2174/157340112800269597

33. Pinto, S.S., Fritzen-Freire, C.B., Dias, C.O., & Amboni, R.D.M.C. (2019). A potential technological application of probiotic microcapsules in lactose-free Greek-style yoghurt. International Dairy Journal, 97, 131–38. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2019.05.009

34. Raza, A., Iqbal, S., Ullah, A., Khan, M.I., Imran, M. (2018). Enzymatic conversion of milk lactose to prebiotic Galacto-Oligosaccharides to produce low lactose yogurt. Journal of Food Processing and Preservation, 42(4). https://doi.org/10.1111/jfpp.13586

35. Schmidt, C., Mende, S., Jaros, D., & Rohm, H. (2016). Fermented milk products: Effects of lactose hydrolysis and fermentation conditions on the rheological properties. Dairy Science & Technology, 96(2), 199–211. https://doi.org/10.1007/s13594-015-0259-9

36. Silanikove, N., Leitner, G., & Merin, U. (2015). The interrelationships between lactose intolerance and the modern dairy industry: Global perspectives in evolutional and historical backgrounds. Nutrients, 7(9), 7312–7331. http://dx.doi.org/10.3390/nu7095340

37. Skryplonek, K., Gomes, D., Viegas, J., Pereira, C., & Henriques, M. (2017). Lactose-free frozen yogurt: Production and characteristics. Acta scientiarum polonorum. Technologia Alimentaria, 16(2), 171–179. https://doi.org/10.17306/J.AFS.0478

38. Skryplonek, K., Henriques, M., Gomes, D., Viegas, J., Fonseca, C., Pereira, C., Dmytrów, I., & Mituniewicz-Małek, A. (2019). Characteristics of lactose-free frozen yogurt with κ-carrageenan and corn starch as stabilizers. Journal of Dairy Science, 102(9), 7838–7848. https://doi.org/10.3168/jds.2019-16556

39. Tonguç, I.E., & Karagözlü, C. (2017). Yoghurt drink for lactose and galactose intolerant patients. Italian Journal of Food Science, 29(4), 697–706. https://doi.org/10.14674/IJFS-743

40. Vénica, C. I, Bergamini, C. V., Silvina, R. R., & Perotti, M. C. (2015). Galacto-oligosaccharides formation during manufacture of different varieties of yogurt. Stability through storage. LWT-Food Science and Technology, 63(1), 198–205. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.02.032

41. Vénica, Cl. I., Perotti, M. C., & Bergamini, C. V. (2014). Organic acids profiles in lactose-hydrolyzed yogurt with different matrix composition. Dairy Science & Technology, 94(6), 561–80. ttps://doi.org/10.1007/s13594-014-0180-7

42. Yamamoto, E., Watanabe, R., Ichimura, T., Ishida, T., Kimura, K. (2021). Effect of Lactose Hydrolysis on the milk-fermenting properties of Lactobacillus Delbrueckii Ssp. Bulgaricus 2038 and Streptococcus Thermophilus 1131. Journal of Dairy Science, 104(2), 1454–64. https://doi.org/10.3168/jds.2020-19244

43. Zagorska, J., Ciprovica, I., Straumite, E., & Majore, K. (2020). Acceptance of low-sugar yoghurt among latvian teenagers. Agronomy Research, 18 (Special Issue 3), 1897–1905. https://doi.org/10.15159/AR.20.111