Бактеріологія та мікологія: відкритий доступ

Огляд статті Том 6 Випуск 2

Бінціс Т

Перевірте Captcha

Шкодуємо про незручності: ми вживаємо заходів для запобігання шахрайським поданням форм екстракторами та сканерами сторінок. Введіть правильне слово Captcha, щоб побачити ідентифікатор електронної пошти.

Департамент аграрних технологій ТЕІ Західної Македонії, Греція

Листування: Бінціс Т, Департамент сільськогосподарських технологій, ТЕІ Західної Македонії, 50100 Козані, Греція, тел. +30 69 4872 1720, факс: +30 24 6302 4995

Отримано: 27 лютого 2018 р. | Опубліковано: 15 березня 2018 р

Цитування: Бінціс Т. Молочнокислі бактерії: їх застосування в харчових продуктах. J Bacteriol Mycol Відкритий доступ. 2018; 6 (2): 89–94. DOI: 10.15406/jbmoa.2018.06.00182

Молочнокислі бактерії (LAB) - гетерогенна група бактерій, яка відіграє значну роль у різноманітних процесах бродіння. Вони ферментують харчові вуглеводи і виробляють молочну кислоту як основний продукт бродіння. Крім того, деградація білків і ліпідів та вироблення різних спиртів, альдегідів, кислот, складних ефірів та сполук сірки сприяють розвитку специфічного смаку в різних ферментованих харчових продуктах.

Основним застосуванням LAB є початкові культури з величезною різноманітністю ферментованих молочних продуктів (тобто сирів, йогуртів, кисломолочних молоків), м’яса, риби, фруктів, овочів та круп. Крім того, вони сприяють аромату, текстурі та харчовій цінності ферментованих продуктів, і тому їх використовують як допоміжні культури. Приклади - прискорення визрівання сиру, покращення текстури йогурту з виробництвом екзополісахаридів та контролем вторинних ферментацій у виробництві вина. Виробництво бактеріоцинів та протигрибкових сполук призвело до застосування біозахисних культур у певних продуктах харчування. Більше того, добре задокументовані властивості зміцнення здоров’я деяких LAB призвели до додавання вибраних штамів у поєднанні з біфідобактеріями як пробіотичні культури з різним застосуванням у харчовій промисловості.

Ключові слова: молочнокислі бактерії, аплікації, ферментовані продукти

Три основні шляхи, які беруть участь у виробництві та розвитку смаку у ферментованих харчових продуктах, це 1) гліколіз (бродіння цукрів), 2) ліполіз (розкладання жиру) та 3) протеоліз (розкладання білків). 1,5−9 Лактат є основним продуктом, що утворюється в результаті метаболізму вуглеводів, і фракція проміжного пірувату може альтернативно перетворюватися на діацетил, ацетоїн, ацетальдегід або оцтову кислоту (деякі з них можуть бути важливі для типових ароматів йогурту). Внесок LAB у ліполіз порівняно невеликий, проте протеоліз є ключовим біохімічним шляхом розвитку аромату у ферментованих продуктах. 10,11 Деградація таких компонентів може бути додатково перетворена на різні спирти, альдегіди, кислоти, ефіри та сполуки сірки для специфічного розвитку смаку у ферментованих харчових продуктах. 10,11

Генетика LAB була переглянута 12-18, а повні послідовності геномів великої кількості LAB опубліковані 19 з 2001 року, коли був проведений секвенування та публікація першого геному LAB (Lactococcus lactis ssp. Lactis IL1403). 20

Стартові культури для ферментованих продуктів

Ферментовані продукти виробляються ферментацією певних цукрів за допомогою LAB, і їх походження втрачається в глибокій старовині. Найчастіше ЛАБ, що використовуються як заквасочні культури при ферментації харчових продуктів, наведені в таблиці 1. Загальновідомо, що найбільша їх частка належить до категорії молочних продуктів, а саме сиру, йогурту, кисломолочного молока, тоді як ферментовані м’ясні продукти, риба продукція, мариновані овочі та оливки та велика різноманітність зернових продуктів сьогодні виробляються з використанням заквасок. Ці продукти були вироблені в минулому за рахунок зворотного шліфування, і отримані характеристики продукту залежали від домінування найкраще пристосованих штамів, тоді як найбільш ранні їх виробництва базувались на стихійному бродінні в результаті розвитку мікрофлори, природно присутньої в сировина та її середовище. Сьогодні більшість ферментованих харчових продуктів виробляються з додаванням вибраних, чітко визначених, заквасочних культур з добре охарактеризованими рисами, характерними для кожного окремого продукту. Детальну класифікацію заквасок див. 21-23

Ад'юнктні культури

Вторинні культури, або допоміжні культури або допоміжні засоби, визначаються як будь-які культури, які свідомо додаються в якийсь момент виробництва ферментованих продуктів, але основною роллю яких є не виробництво кислоти. Допоміжні культури використовуються у виробництві сиру, щоб збалансувати частину біорізноманіття, вилученого пастеризацією, покращення гігієни та додавання заквасочної культури із визначеним штамом. 24,25 Це в основному ЛАБ, що не мають заквасок, які мають значний вплив на смак та прискорюють процес дозрівання. 24,25

Позаклітинні полісахариди (ЕПС) виробляються різними бактеріями і присутні у вигляді капсульних полісахаридів, зв’язаних з поверхнею клітини, або виділяються в середовище росту. 26 Ці полімери відіграють важливу роль у виробництві йогуртів, сирів, ферментованих вершків та десертів на основі молока 27, де вони сприяють зміцненню текстури, відчуття рота, сприйняттю смаку та стабільності кінцевих продуктів. Крім того, припускають, що ці EPS або ферментоване молоко, що містять ці EPS, є активними як пребіотики, 28, що знижують рівень холестерину 29, та імуномодулятори. 30 EPS-продукуючих штамів Streptococcus thermophilus та Lactobacillus delbreuckii ssp. Було показано, що bulgaricus покращує текстуру та в’язкість йогурту та зменшує синерезис. 31

Для виробництва вина LAB беруть участь у молочнокислому бродінні, тобто вторинному бродінні, яке передбачає перетворення L-малату в L-лактат та CO2 через малатдекарбоксилазу, також відому як малолактичний фермент, що призводить до зменшення кислотність вина, забезпечуючи мікробіологічну стабілізацію та модифікації аромату вина. 32,33

Біозахисні культури

Встановлено, що деякі LAB виробляють бактеріоцини, а саме поліпептиди, синтезовані рибосомно бактеріями, які можуть мати бактеріоцидну або бактеріостатичну дію на інші бактерії. 34,35 Загалом бактеріоцини призводять до загибелі клітин, пригнічуючи біосинтез клітинної стінки або порушуючи мембрану через утворення пір. 36. Тому бактеріоцини важливі для ферментації їжі, де вони можуть запобігти псуванню їжі або пригніченню збудників їжі. Найвідомішим бактеріоцином є нізин, який набув широкого застосування в харчовій промисловості і застосовується як харчова добавка щонайменше в 50 країнах, особливо в плавлених сирах, молочних продуктах та консервах. 37 Прикладами корисних бактеріоцинів, що виробляються LAB, є лактицин 3147 38−41 з лактококів, македовіцин з Streptococcus macedonicus ACA-DC 198, 42,43 реутерин з Lactobacillus reuteri, 44 сакацин M з Lactobacillus саке 148 45 курвацин А, курвацицин L702 і лактоцин від Lactobacillus curvatus LTH1174, 46 педіоцину PA-1/AcH від Pediococcus acidilactici, 47 плантарицинів (A, EF та JK) від Lactobacillus plantarum. 47 Вищезазначені бактеріоцини довели свою ефективність у багатьох харчових системах для контролю за псуванням їжі або патогенними бактеріями.

Повідомлялося про протигрибкову діяльність LAB. 48-50 Крім того; Штами LAB також мають здатність зменшувати мікотоксини грибів, або виробляючи антимікотоксиногенні метаболіти, або поглинаючи їх. 50

Щоб LAB можна було використовувати як біозахисні початкові культури, вони повинні мати цілий ряд фізичних та біохімічних характеристик, а головне, здатність досягати зростання та достатню продукцію антимікробних метаболітів, що повинно бути продемонстровано в конкретному харчовому середовищі. 48

Пробіотична культура

LAB розглядаються як основна група пробіотичних бактерій; Пробіотик 51,52 був визначений Fuller 53 як "жива мікробна добавка до корму, яка благотворно впливає на тварину-господаря, покращуючи її кишковий мікробний баланс". Salminen та ін. 54 запропоновано, що пробіотики - це препарати мікробних клітин або компоненти мікробних клітин, які мають сприятливий вплив на здоров'я та самопочуття господаря. Комерційні культури, що використовуються в харчових продуктах, включають в основному штами Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. та Propionibacterium spp. Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lb. reuteri, Lactobacillus rhamnosus та Lb. plantarum є найбільш часто використовуваними LAB у функціональних продуктах харчування, що містять пробіотики. 55,56 аргентинський сир фреска, 57 чеддер 58 і Гауда 59 - це кілька прикладів застосування пробіотиків LAB у поєднанні з біфідобактеріями у сирах.

Вплив LAB на зміцнення здоров’я наведено в таблиці 2. Очевидно, ці ефекти є видовими та штамовими, і великою проблемою є використання пробіотичних культур, що складаються з декількох видів. 60 Крім того, LAB, як частина мікробіоти кишечника, зброджують різні субстрати, такі як біогенні аміни та алергенні сполуки, у коротколанцюгові жирні кислоти та інші органічні кислоти та гази. 61

В останні роки було проведено секвенування геномів кількох видів пробіотиків, що відкрило шлях до застосування технологій „омік” для дослідження пробіотичної діяльності. 60 Більше того, хоча були створені рекомбінантні пробіотики, промислове застосування генно-інженерних бактерій все ще перешкоджає юридичним проблемам та досить негативній загальній громадській думці у харчовому секторі. 60