Оценка рисков использования дополнительной газо- ароматообразующей культуры Leuconostoc в составе поливидовых бактериальных заквасок для сыроделия

Введение: Ключевым фактором, определяющим качество сыров, является сбалансированность состава заквасочной микрофлоры, вариабельность соотношения микроорганизмов может существенно влиять на органолептический профиль продукта. Дисбаланс в сторону преобладания лейконостоков над диацетильными лактококками способен провоцировать дефекты: отсутствие рисунка, неконтролируемое газообразование, пороки вкуса. Однако до сих пор не разработаны четкие критерии оптимального соотношения газо- и ароматообразующих микроорганизмов, что затрудняет стандартизацию технологических процессов производства сыров.

Цель: Установление влияния варьирования соотношения Lc. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis и Leuconostoc в составе поливидовой закваски на формирование органолептического профиля полутвердых сыров, и определение зоны оптимальных концентраций, минимизирующей риски возникновения пороков.

Материалы и методы: При выполнении исследований объектами являлись моновидовые бактериальные закваски (Lc. lactis subsp. lactis, Lc. cremoris, Lc. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis, Leuconostoc subsp.); сыр Голландский после прессования, в процессе созревания и в стадии кондиционной зрелости. Измерение массовой доли общего и водорастворимого белка проводили методом Кьельдаля. Степень протеолиза оценивали по соотношению водорастворимого белка к общему. Молекулярно-массовое распределение растворимых азотистых соединений в водном экстракте определяли методом гель-фильтрации. Определение массовой доли лактозы, галактозы, глюкозы и молочной кислоты проводили при помощи системы капиллярного электрофореза. Вкусо-ароматический профиль сыров определяли по содержанию летучих ароматобразующих веществ в паровой фазе сыра кондиционной зрелости.

Результаты: Использование культуры Leuconostoc subsp. замедляет интенсивность гликолиза на этапе выработки и протеолиза в процессе созревания, а также снижает общее количество летучих вкусо-ароматических веществ и их разнообразие в сырах кондиционной зрелости, при этом увеличивает количество низкомолекулярных пептидов и аминокислот в сырах в возрасте 60 суток.

Выводы: Установлено, что при внесении культуры Leuconostoc subsp. в состав поливидовой бактериальной концентрированной закваски более 20,0 %, появляются риски ухудшения органолептических показателей таких, как недостаточная выраженность сырного вкуса и аромата, мажущаяся консистенция, возникновение гнездовидного рисунка и небольших трещин до 15 мм и, как следствие – снижения сортности сыров на основании общей балльной оценки. Полученные результаты могут применяться биофабриками для научно-обоснованного конструирования поливидовых бактериальных концентрированных заквасок для сыроделия.

1. Баранова, И. В., & Голова Е.Е. (2021). Российский рынок сыров в условиях пандемии COVID-19: состояние и перспективы развития. Фундаментальные исследования, (11), 32-38. https://doi.org/10.17513/fr.43118

2. Зипаев, Д.В., & Красникова, Л.В. (2019). Биотехнология заквасок для молочной промышленности, культивирование микроорганизмов. Молочная промышленность, (8), 32-34.

3. Мамыкин, Д. С. (2025). Разработка поливидовых бактериальных заквасок для технологии полутвердых сыров [Кандидатская диссертация, ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН]. Российская государственная библиотека. https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01013696477

4. Решеткина, Ю. В., Шатова, А. В., & Столярова, О. А. (2023). Основные направления повышения экономической эффективности функционирования молочнопродуктового подкомплекса региона. Вестник Мичуринского государственного аграрного университета, 72(1), 147-151.

5. Свириденко, Г.М., Мордвинова, В. А., Шухалова, О. М., & Мамыкин Д. С. (2023). Биотехнологические подходы улучшения органолептических характеристик полутвердых сыров с низкой температурой второго нагревания. Пищевая промышленность, (2), 56-60. https://doi.org/10.52653/PPI.2023.2.2.013

6. Сорокина, Н. П., Кураева, Е. В., & Шпак, А.В. (2021). Состав и свойства заквасочной микрофлоры для полутвердых сыров. Сыроделие и маслоделие, (3), 42-46. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2021-3-42-46

7. Сурай, Н. М., Михалев, А. П., Столярова, А. Н., & Чернухина Г.Н. (2024). Рынок сыра и сырных продуктов на примере регионов-лидеров центрального федерального округа России. Сыроделие и маслоделие, (2), 14-23.

8. https://doi.org/ 10.21603/2073-4018-2024-2-4

9. Сурай, Н. М., Таточенко, А. Л., Терехова, А. А., Михалев, А. П., & Корнева, Г. В. (2024). Регионы-лидеры сыроделия: создание собственных сырных брендов и их трансформация в бренды территорий. Сыроделие и маслоделие, (1), 10-25. https://doi.org/10.21603/2073-4018-2024-1-2

10. Abrar, N. A.-H., & Nidhal, M. S. A.-J. (2024). Biochemical and genetic identification of two local diacetyl producer bacterial isolates: Biochemical and genetic identification of two local diacetyl producer bacterial isolates. Iraqi Journal of Market Research and Consumer Protection, 16(2), 172-187. https://doi.org/10.28936/jmracpc16.2.2024.(15)

11. Bourdichon, F., Casaregola, S., Farrokh, C., Frisvad, J. C., Gerds, M. L., Hammes, W. P., Harnett, J., Huys, G., Laulund, S., Ouwehand, A., Powell, I. B., Prajapati, J. B., Seto, Y., E. T. Schure, Boven, A. V., Vankerckhoven, V., Zgoda, A., Tuijtelaars, S., & Hansen, E. B. (2012). Food fermentations: Microorganisms with technological beneficial use. International journal of food microbiology, 154(3), 87-97. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2011.12.030

12. Decadt, H., & Vuyst, L. (2023). Insights into the microbiota and defects of present-day Gouda cheese productions. Current Opinion in Food Science, 52, 101044. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2023.101044

13. Endo, A., Maeno, S., & Liu, S. Q. (2021). Lactic acid bacteria: Leuconostoc spp. In Encyclopedia of Dairy Sciences: Third edition (Vol. 4, pp. 226-232). Elsevier.

14. Fox, P. F., Guinee, T. P., Cogan, T. M., & McSweeney, P. L. H. (2017). Biochemistry of cheese ripening, Fundamentals of Cheese Science (pp. 391–442). Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-7681-9_12

15. Fusieger, A., Martins, M. C. F., de Freitas, R., Nero, L. A., & de Carvalho, A. F. (2020). Technological properties of Lactococcus lactis subsp. lactis bv. diacetylactis obtained from dairy and non-dairy niches. Brazilian Journal of Microbiology, 51, 313–321. https://doi.org/10.1007/s42770-019-00182-3

16. Fusieger, A., Perin, L. M., Teixeira, C. G. Carvalho, A. F., & Nero, L. A. (2020). The ability of Lactococcus lactis subsp. lactis bv. diacetylactis strains in producing nisin. Antonie van Leeuwenhoek, 113(5), 651–662. https://doi.org/10.1007/s10482-019-01373-6

17. Garbowska, M., Pluta, A., & Berthold-Pluta, A. (2020). Proteolytic and ACE-inhibitory activities of Dutch-type cheese models prepared with different strains of Lactococcus lactis. Food Bioscience, 35, 100604. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100604

18. Garcia-Quintans, N., Repizo, G., Martin, M., Magni, C., & Lopez, P. (2008). Activation of the diacetyl/acetoin pathway in Lactococcus lactis subsp. lactis bv. diacetylactis CRL264 by acidic growth. Applied and Environmental Microbiology, 74(7). 1988-1996. https://doi.org/10.1128/AEM.01851-07

19. Hemme, D. (2012). Leuconostoc and its use in dairy technology. Handbook of Animal-Based Fermented Food and Beverage Technology, 2nd ed.; Yui, Y.H., Ed, 73-107. https://doi.org/10.1201/b12084

20. Kelleher, P., Bottacini, F., Mahony, J., Kilcawley, K. N., & Sinderen, D. (2017). Comparative and functional genomics of the Lactococcus lactis taxon; insights into evolution and niche adaptation. BMC Genomics, 18, 267. https://doi.org/10.1186/s12864-017-3650-5

21. Kihal, M., Prevost, H., Henni, D. E., Benmechernene, Z., & Diviès, C. (2007). Carbon dioxide production by Leuconostoc mesenteroides grown in single and mixed culture with Lactococcus lactis in skimmed milk. World Journal of Dairy and Food Sciences, 2(2), 62–68.

22. Kochetkova, T. V., Grabarnik, I. P., Klyukina, A. A., Zayulina, K. S., Gavirova, L. A., Shcherbakova, P. A., Kachmazov, G. S., Shestakov, A. I., Kublanov, I. V., & Elcheninov, A. G. (2023). The bacterial microbiota of artisanal cheeses from the Northern Caucasus. Fermentation, 9(8), 719. https://doi.org/10.3390/fermentation9080719

23. Kondrotiene, K., Zavistanaviciute, P., Aksomaitiene, J., Novoslavskij, A., & Malakauskas, M. (2024). Lactococcus lactis in dairy Fermentation—health-promoting and probiotic properties. Fermentation, 10(1), 16. https://doi.org/10.3390/fermentation10010016

24. Kuchroo, C.N., & Fox, P.F. (1982). Soluble nitrogen in Cheddar cheese: Comparison of extraction procedures. Milchwissenschaft, 37(6), 331–335.

25. Laranjo, M., & Potes, M. E. (2022). Traditional Mediterranean cheeses: Lactic acid bacteria populations and functional traits. In Lactic Acid Bacteria in Food Biotechnology (pp. 97-124). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-89875-1.00011-0

26. Lee, S., Heo, S., Lee, G., Moon, Y., Kim, M., Kwak, M.-S., & Jeong, D.-W. (2024). Antibiotic susceptibility and technological properties of Leuconostoc citreum for selecting starter candidates. Microorganisms, 12(12), 2636. https://doi.org/10.3390/microorganisms12122636

27. Manno, M. T., Zuljan, F., Alarcоn, S., Esteban, L., Blancato, V., Espariz, M., & Magni, C. (2018). Genetic and phenotypic features defining industrial relevant Lactococcus lactis, L. cremoris and L. lactis biovar. diacetylactis strains. Journal of Biotechnology, 282, 25-31. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2018.06.345

28. Mastrigt, O., Egas, R. A., Abee, T., & Smid, E. J. (2019). Aroma formation in retentostat co-cultures of Lactococcus lactis and Leuconostoc mesenteroides. Food Microbiology, 82, 151–159. https://doi.org/10.1016/j.fm.2019.01.016

29. Pedersen, T. B., Ristagno, D., McSweeney, P. L. H., Vogensen, F. K., & Ardо, Y. (2013). Potential impact on cheese flavour of heterofermentative bacteria from starter cultures. International Dairy Journal, 33(2), 112-119. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2013.03.003

30. Pedersen, T.B., Vogensen, F. K., & Ardö, Y. (2016). Effect of heterofermentative lactic acid bacteria of DL-starters in initial ripening of semi-hard cheese. International Dairy Journal, 57, 72–79. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2016.02.041

31. Psomas, E., Sakaridis, I., Boukouvala, E., Karatzia, M.-A., Ekateriniadou, L. V., & Samouris, G. (2023) Indigenous lactic acid bacteria isolated from raw Graviera cheese and evaluation of their most important technological properties. Foods, 12(2), 370. https://doi.org/10.3390/foods12020370

32. Sadi, F., Zaouadi, N., Hallouz, F., Bouras, A. D., Bensehaila, S., Mosbahi, W., & Ouadjene, H. (2021). Elaboration of a semi-hard cheese, Gouda type, with autochthonous strains and analysis of its physicochemical and sensory composition. Indian Journal of Science and Technology, 14(47), 3425-3432. https://doi.org/10.17485/IJST/v14i47.1565

33. Silva, L. F., Sunakozawa, T. N., Monteiro, D. A., Casella, T., Conti, A. C., Todorov, S. D., & Barretto Penna, A. L. (2023). Potential of cheese-associated lactic acid bacteria to metabolize citrate and produce organic acids and acetoin. Metabolites, 13(11), 1134. https://doi.org/10.3390/metabo13111134

34. Sviridenko, G. M., Shukhalova, O. M., Vakhrusheva, D. S., & Mamykin, D. S. (2024). Formation of cheese pattern when using monospecies cultures. Food Systems, 7(2), 276-281. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-2-276-281

35. Wang, S., Chen, P., & Dang, H. (2019). Lactic acid bacteria and γ-aminobutyric acid and diacetyl. Lactic Acid Bacteria: Bioengineering and Industrial Applications (pp. 1-19). Springer https://doi.org/10.1007/978-981-13-7283-4_1