Зависимость аминокислотного профиля и антиоксидантного потенциала кисломолочных продуктов от ферментативной активности молочнокислых микроорганизмов

Введение: Ферментативная активность молочнокислых микроорганизмов (МКМ) играет решающую роль в формировании аминокислотного состава и функциональных свойств ферментированных молочных продуктов. Однако прямые взаимосвязи между ферментативным профилем отдельных штаммов и антиоксидантным потенциалом продукта остаются недостаточно изученными.

Цель: Определить влияние штаммов Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus на аминокислотный профиль и антиоксидантные свойства кисломолочных продуктов.

Материалы и методы: В исследовании использованы 12 штаммов МКМ из коллекции ФГАНУ «ВНИМИ». Ферментативную активность определяли с помощью тест-системы API ZYM, аминокислотный состав – методом капиллярного электрофореза, содержание глутатиона – титриметрическим методом, антиоксидантную активность – амперометрически.

Результаты: Штаммы L. acidophilus проявили наибольшую протеолитическую активность, что сопровождалось увеличением содержания серосодержащих аминокислот (цистин, метионин) и более высокой антиоксидантной активностью. L. bulgaricus характеризовался умеренными показателями, тогда как S. thermophilus показал низкий уровень антиоксидантной активности, но обеспечил значительное накопление глутаминовой кислоты – предшественника глутатиона.

Выводы: Установлена зависимость аминокислотного профиля и антиоксидантного потенциала кисломолочных продуктов от ферментативной активности штаммов МКМ. Полученные данные подтверждают перспективность использования отдельных штаммов для направленного повышения функциональных свойств ферментированных молочных продуктов и подбора заквасочных культур с прогнозируемым биотехнологическим потенциалом.

1. Донская, Г.А. & Креккер, Л.Г. (2022). Влияние окислительно-восстановительных процессов на антиоксидантную активность биомассы симбиотической закваски. Пищевые системы, 5(4), 337-343. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2022-5-4-337-343

2. Донская, Г.А., Бычкова, Т.С. & Юрова, Е.А. (2024). Исследование радиопротекторного потенциала муки из масличных культур. Ползуновский вестник, (4), 86-92. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2024.04.013

3. Зобкова, З.С. (2020). Зависимость относительной биологической ценности кисломолочных напитков от вида заквасочных. Молочная промышленность, (8), 36-37. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2020-08-36-37

4. Каночкина, М.С., Иванова, Л.А., Коновалова, А.Д. & Левин, О.Н. (2023). Особенности подбора заквасочных культур в производстве функциональных кисломолочных продуктов. Вестник МГТУ, 26(4), 511-528. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2023-26-4-511-528

5. Колмакова, Т.С., Белик, С.Н., Чистяков, В.А., Моргуль, Е.В. & Чистякова, И.Б. (2014). Характеристика кефира как ценного пробиотического продукта и его биологических свойств. Медицинский вестник Юга России, (3), 35-42. https://doi.org/10.21886/2219-8075-2014-3-35-42

6. Рожкова, И.В. & Бегунова, А.В. (2021). Пробиотический потенциал Bifidobacterium adolescentis МС-42. Молочная промышленность, (3), 34-37. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2021-03-34-36

7. Яшин, А.Я., Яшин, Я.И., Черноусова, Н.И. & Пахомов, В.П. (2004). Экспрессный электрохимический метод анализа антиоксидантной активности пищевых продуктов. Пиво и напитки, (6), 32-34.

8. Alexandraki, M., Maisoglou, I., Koureas, M., Kossyva, V., Tzereme, A., Meleti, E., Vrontaki, M., Manouras, V., Dimitriou, L. & Malissiova, E. (2025). Physicochemical Properties and Antioxidant Profile of a Fermented Dairy Beverage Enriched with Coffee By-Products. Beverages, 11(4), 121. https://doi.org/10.3390/beverages11040121_

9. Ayivi, R. D. & Ibrahim, S. A. (2022) Lactiс acid bacteria: An essential probiotic and starter culture for the production of yoghurt. International Journal of Food Science & Technology, 57(11), 7008-7025. https://doi.org/10.1111/ijfs.16076

10. Balthazar, C.F., Teixeira, S., Bertolo, M-R.V., Ranadheera, C.S., Raices, R-S.L., Russo, P., Spano, G., Bogusz, S.J., Cruz, A.G. & Anderson S.A. (2024). Functional benefits of probiotic fermented dairy drink elaborated with sheep milk processed by ohmic heating. Food Bioscience, 59, 103781. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2024.103781

11. Dan, T., Hu, H., Tian, J. & He, B. (2023) Influence of different ratios of Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus and Streptococcus thermophilus on fermentation characteristics of yogurt. Molecules, 28(5), Article number 2123. https://doi.org/10.3390/molecules28052123

12. de Melo Pereira, G. V., de Carvalho Neto, D. P., Junqueira, A. C. D. O. & Karp, S. G. (2020) A review of selection criteria for starter culture development in the food fermentation industry. Food Reviews International, 36(2), 135-167. https://doi.org/10.1080/87559129.2019.1630636

13. Feng, T. & Wang J. (2020) Oxidative stress tolerance and antioxidant capacity of lactic acid bacteria as probiotic: a systematic re-v view. Gut Microbes, 12(1), https://doi.org/10.1080/19490976.2020.1801944

14. Gilmour, S.R., Holroyd, S.E., Fuad, M.D., Elgar, D. & Fanning, A.C. (2024). Amino Acid Composition of Dried Bovine Dairy Powders from a Range of Product Streams. Food, 13(23), 3901. https://doi.org/10.3390/foods13233901

15. Gu, Y., Li, Xi., Xiao, R. & Dudu, O. E. (2020) Impact of Lactobacillus paracasei IMC502 in coculture with traditional starters on volatile and non-volatile metabolite profiles in yogurt. Process Biochemistry, (99), 61-69. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2020.07.003

16. Holzapfel, W.H. (2002) Appropriate Starter Culture Technologies for Small-Scale Fermentation in Developing Countries. International Journal of Food Microbiology, 75, 197-212. https://doi.org/10.1016/S0168-1605(01)00707-3

17. Lepecka, A., Szymański, P. & Okoń, A. (2025). Isolation, identification, and evaluation of the antioxidant properties of lactic acid bacteria strains isolated from meat environment. PloS One, 20(7), e0327225. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0327225

18. Loghman, S., Moayedi, A., Mahmoudi, M., Khomeiri, M., Gómez-Mascaraque, L.G. & Garavand, F. (2022). Single and co-cultures of proteolytic lactic acid bacteria in the manufacture of fermented milk with high ACE inhibitory and antioxidant activities. Fermentation, 8(9), 448. https://doi.org/10.3390/fermentation8090448

19. Mataczewska, J. & Kaczorek-Lukowska, E. (2021) Nisin-A lantibiotic with immunomodulatory properties: A review. Peptides. (137), Article 170479. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2020.170479

20. Park, J., Hirano, J-I, Thangavel, V., Riebel, B. & Bommarius, A. (2011). NAD(P)H oxidase V from Lactobacillus plantarum (NoxV) displays enhanced operational stability even in absence of reducing agents. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, (71), 159-165. https://doi.org/10.1016/j.molcatb.2011.04.013

21. Poluektova, E., Yunes, R. & Danilenko, V. (2021) The putative antidepressant mechanisms of probiotic bacteria: relevant genes and proteins. Nutrients, 13(5), 1591. https://doi.org/10.3390/nu13051591

22. Stasiewicz, Anna & Skrzydlewska, Elzbieta. (2020). Thioredoxin-dependent system. Application of inhibitors. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry, (36). 362-371. https://doi.org/10.1080/14756366.2020.1867121

23. Stobiecka, M., Król, J. & Brodziak, A. (2022). Antioxidant Activity of Milk and Dairy Products. Animals,12(3), 245. https://doi.org/10.3390/ani12030245

24. Ulmer, A., Erdemann, F., Mueller, S., Loesch, M., Wildt, S., Jensen, M.L., Gaspar, P., Zeidan, A.A. & Takors, R. (2022). Differential amino acid uptake and depletion in mono-cultures and co-cultures of Streptococcus thermophilus and Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus in a novel semi-synthetic medium. Microorganisms, 10(9), 1771. https://doi.org/10.3390/microorganisms10091771

25. Vamanu, E. & Gatea, F. (2020) Correlations between microbiota bioactivity and bioavailability of functional compounds: A mini-review. Biomedicines, 8(2), Article 39. https://doi.org/10.3390/biomedicines8020039.17:28

26. Vasudha, M, Prashantkumar, CS, Bellurkar, M, Kaveeshwar, V & Gayathri, D. (2023). Probiotic potential of β-galactosidase-producing lactic acid bacteria from fermented milk and their molecular characterization. Biomedical Reports, 18(3), 23. https://doi.org/10.3892/br.2023.1605.

27. Weimer, A., Kohlstedt, M., Volke, D. C., Nikel, P. I., & Wittmann, C. (2020). Industrial biotechnology of Pseudomonas putida: advances and prospects. Applied Microbiology and Biotechnology, 104(18), 7745–7766. https://doi.org/10.1007/s00253-020-10811-9

28. Wijesekara, A., Weerasingha, V., Jayarathna, S., Vidanarachchi, J.K. & Priyashantha, H. (2025). Microbial strains in fermented dairy: Unlocking biofunctional properties and health benefits. International Journal of Food Science, 2025, 6672700. https://doi.org/10.1155/ijfo/6672700

29. Zheng, J., Wittouck, S., Salvetti, E., Franz, C.M.A.P., Harris, H.M.B., Mattarelli, P., O' Toole, P.W., Pot, B., Vandamme, P., Walter, J., Watanabe, K., Wuyts, S., Felis, G.E., Gänzle, M.G. & Lebeer S. (2020) A taxonomic note on the genus Lactobacillus: Description of 23 novel genera, emended description of the genus Lactobacillus Beijerinck 1901, and union of Lactobacillaceae and Leuconostocaceae. The International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 70(4), 2782-2858. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.004107