Соленья, приготовленные путем молочнокислого брожения, производятся и продаются во всем мире. Учитывая широкое потребление этих продуктов и их пользу для здоровья, исследователи работают над технологиями, которые позволили бы вывести популярные соленья на новый уровень обогащения пробиотически полезными бактериями.
эксклюзив 🔹
Молочнокислое брожение инициируется бактериями, ассоциированными с растениями, или заквасочными молочнокислыми бактериями (lactic acid bacteria — LAB). Соленья с использованием ассоциированных с растениями бактерий производятся путем создания анаэробных условий и оптимизации солености и температуры для поддержки роста LAB. Хотя LAB изначально составляют небольшую популяцию в микробиоте, ассоциированной с растениями, они достаточно многочисленны, чтобы в конечном итоге доминировать в микробиоте к концу процесса ферментации.
Молочнокислое брожение с помощью LAB является промышленно важной технологией, поскольку LAB повышают питательную ценность и желаемый вкус, а также продлевают срок хранения овощей. Это способствовало исследованию микроорганизмов, имеющих отношение к производству солений, с начала 1900-х годов.
В новой работе исследователей Токийского технологического института ученые сосредоточились на шибадзукэ — это традиционный японский маринованный баклажан, который производится путем ферментации с использованием молочнокислых бактерий. Молочнокислые бактерии, которые обычно присутствуют в овощах, вызывают спонтанную ферментацию овощей, что приводит к характерному кислому вкусу солений.
Хотя LAB полезны, другие виды бактерий и микробов, которые могут присутствовать в источнике пищи, могут влиять на качество и безопасность пищи. Достижения в области пищевых технологий и питания позволили широкомасштабную ферментацию солений с помощью промышленных ферментеров, где условия, влияющие на ферментацию, такие как температура, уровень pH-кислоты и содержание соли, тщательно контролируются.
Важная роль определенных микробных популяций в спонтанной ферментации и их взаимодействия, которые влияют на общее качество ферментированных продуктов, были широко изучены. Однако исследования по воспроизведению спонтанной ферментации с использованием стерильного сырья и искусственно созданной микробиоты ограничены.
В попытке выявить сложные микробные последовательности-изменения в микробных популяциях во время спонтанной ферментации и их влияние на конечные продукты, доцент Такудзи Ямада из Школы естественных наук и технологий Токийского технологического института, Япония, и доктор Казунори Савада из Инновационного отдела Gurunavi, Inc., Япония, провели новое исследование с использованием промышленно производимого шибадзуке. Результаты их исследования были опубликованы в журнале Microbiology Spectrum.
Делясь вдохновением и выводами настоящей исследовательской работы, команда Ямады говорит: «Исследование изменений в популяциях микроорганизмов в процессе ферментации баклажанов и понимание динамики между ними может дать критически важную информацию. Кроме того, могут быть выявлены важные факторы и основные механизмы, которые влияют на состав метаболитов в шибадзуке».
Исследователи первоначально провели анализ микробиоты коммерчески произведенных образцов шибадзуке, используя технику секвенирования гена 16S рРНК для изучения характеристик микробной популяции. Они наблюдали две различные модели микробной сукцессии в образцах шибадзуке: одна, где популяции LAB были заменены аэробными бактериями, тогда как другая модель выявила доминирование LAB до конца ферментации.
Открытие двух различных моделей микробной сукцессии побудило исследователей смоделировать производство шибадзуке, используя инновационный исследовательский подход.
Затем они инокулировали стерилизованный фильтрацией баклажанный сок искусственно созданной микробиотой, содержащей шесть видов бактерий, которые наблюдались на ранней стадии производства шибадзуке. Анализ микробиоты ферментации баклажаного сока выявил единую схему микробной сукцессии с доминированием LAB, отмеченную асимметричным ростом бактерий Lactiplantibacillus plantarum на протяжении всего процесса ферментации.
Кроме того, исследователи провели корреляционный анализ для изучения степени сходства между производством шибадзуке и ферментацией сока баклажанов. Профили ферментации растворенного кислорода и pH коррелировали с микробными популяциями во время ферментации и оказались схожими в обоих методах. Более того, они определили, что L. plantarum участвует в производстве молочной кислоты, аланина и глутаминовой кислоты во время производства шибадзуке и ферментации баклажанов.
«Разработанная нами инновационная модель ферментации сока баклажанов может быть легко распространена на другие процессы спонтанной ферментации. Кроме того, она может выявить роль конкретной исходной микробиоты в ферментации и ее конечных продуктах», — говорит команда Ямады, подчеркивая потенциальные возможности применения исследовательской работы.
Это исследование может способствовать разработке суперпродуктов с улучшенными питательными характеристиками и пробиотических продуктов с полезными бактериями, такими как L. plantarum.
“Результаты способствуют пониманию спонтанной ферментации овощей как сложной экосистемы. Кроме того, методы, разработанные в этом исследовании, позволяют воспроизводить эти экосистемы, тем самым повышая последовательность и качество производства солений”, заключили авторы.
Источник: Tokyo Institute of Technology.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.