Використання хмелевого екстракту в біотехнології кефірного напою
Анотація
Термін придатності до зберігання кисломолочних продуктів становить лише 3-5 діб і збільшується веденням в процес їх виробництва консервантів, проте, при цьому біологічна цінність кефірного напою знижується. Мета роботи – визначення доцільності використання хмелевого екстракту в біотехнології кисломолочного напою. Було виготовлено 3 зразки кефірного напою: контрольний (К) – за традиційною технологією на основі сухої закваски «Кефір VIVO»; дослідний (Д1) – із вище вказаним видом закваски в кількості 0,05 % до маси молока та екстрактом хмелю в кількості 5 % до маси молока. Ферментація дослідного зразка (Д2) проводилась із використанням хмелевого екстракту (10 % до маси молока). Встановлено, що при використанні лише хмелевого екстракту для заквашування дослідного зразка кефірного напою, тривалість технологічного процесу його виробництва є такою ж, як і при використанні сухої закваски та не перевищує 7-8 годин. Кількість корисних життєздатних молочнокислих мікроорганізмів (Lactococcus lactis ssp.) у кисломолочному напої, виготовленому на основі хмелевого екстракту, становила 1,0∙107 КУО в 1 см3 . Ці мікроорганізми мають пробіотичні властивості, що дозволяє віднести напої, збагачені екстрактом хмелю до продуктів функціонального призначення. У дослідних зразках, виготовлених із використанням хмелевого екстракту, виявлено колонії дріжджів у кількості 3∙107 та 8∙107 КУО в 1 см3 відповідно. Протягом дослідного періоду зберігання усіх зразків продукту рівень рН становив (4,71-4,46). При цьому кислотність зразка (Д2) наростала повільніше. Покращувалися його органолептичні показники. Термін придатності до зберігання збільшився до 10-15 діб. Результати дослідження показали, що молоко можна ферментувати хмелевим екстрактом, в результаті чого отримується новий функціональний тип кефірного напою з високими органолептичними показниками, життєздатністю корисної мікрофлори (молочнокислих бактерій та дріжджів) та подовженим терміном придатності
Ключові слова
кисломолочний напій; термін придатності; закваска; молочнокислі бактерії; дріжджі; ферментація; біотехнологія
[1] Aiello, F., Restuccia, D., Spizzirri, U.G., Carullo, G., Leporini, M., & Loizzo, M.R. (2020). Improving kefir bioactive properties by functional enrichment with plant and agro-food waste extracts. Fermentation, 6(3), article number 83. doi: 10.3390/fermentation6030083.
[2] Al-Mohammadi, A.R., Ibrahim, R.A., Moustafa, A.H., Ismaiel, A.A., Abou, Z.A., & Enan, G. (2021). Chemical constitution and antimicrobial activity of kefir fermented beverage. Molecules, 26(9), article number 2635. doi: 10.3390/molecules26092635.
[3] Aprea, G., Del Matto, I., Tucci, P., Marino, L., Scattolini, S., & Rossi, F. (2023). In vivo functional properties of dairy bacteria. Microorganisms, 11(7), article number 1787. doi: 10.3390/microorganisms11071787.
[4] Bilal, M., Ji, L., Xu, Y., Xu, S., Lin, Y., Iqbal, H.M.N., & Cheng, H. (2022). Bioprospecting Kluyveromyces marxianus as a robust host for industrial biotechnology. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 10, article number 851768. doi: 10.3389/fbioe.2022.851768.
[5] Bintsis, T., & Papademas, P. (2022). The evolution of fermented milks, from artisanal to industrial products: A critical review. Fermentation, 8(12), article number 679. doi: 10.3390/fermentation8120679.
[6] Blaxland, J., Thomas, R., & Baillie, L. (2022). The antibacterial effect of Humulus lupulus (Hops) against Mycobacterium bovis BCG: A promising alternative in the fight against bovine tuberculosis? Beverages, 8(3), article number 43. doi: 10.3390/beverages8030043.
[7] Braccini, V.P., Arbello, D.D.R., Erhardt, M.M., Jiménez, M.S.E., Pedroso, M.A.P., & Richards, N.S.P.S. (2021). Fermented milk: Kefir. Brazilian Journal of Development, 7(3), 21121-21135. doi: 10.34117/bjdv7n3-021 .
[8] Díaz, A.B., Durán-Guerrero, E., Lasanta, C., & Castro, R. (2022). From the raw materials to the bottled product: Influence of the entire production process on the organoleptic profile of industrial beers. Foods, 11(20), article number 3215. doi: 10.3390/foods11203215.
[9] dos Santos, D.C., de Oliveira Filho, J.G., Santana, A.C.A., de Freitas, B.S.M., Silva, F.G., Takeuchi, K.P., & Egea, M.B. (2019). Optimization of soymilk fermentation with kefir and the addition of inulin: Physicochemical, sensory and technological characteristics. LWT - Food Science and Technology, 104, 30-37. doi: 10.1016/j.lwt.2019.01.030.
[10] DSTU 4417:2005. (2006). Kefir. Specifications. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/docpage?id_doc=84671.
[11] DSTU 7999:2015. (2017). Food products. Methods of determination of the lactic acid bacteria. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=81078.
[12] DSTU 8550:2015. (2017). Milk and dairy products. Measurement pH potentiomery a method. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=71694.
[13] DSTU ISO 7954:2006. (2007). Microbiology of food stuffs and sterns for animals. General guidance for enumeration of yeasts and moulds. Colony count technique at 25 °С. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/ catalog/doc-page.html?id_doc=96955.
[14] Farag, M.A., Jomaa, S.A., El-Wahed, A.A., & El-Seedi, H.R. (2020). The many faces of kefir fermented dairy products. Nutrients, 12(2), article number 346. doi: 10.3390/nu12020346.
[15] Kim, D.H., Jeong, D., Oh, Y.T., Song, K.Y., Kim, H.S., Chon, J.W., Kim, H., & Seo, K.H. (2017). Stimulating the growth of kefir-isolated lactic acid bacteria using addition of crude flaxseed (Linum usitatissimum L.) extract. Journal of Milk Science and Biotechnology, 35(2), 93-97. doi: 10.22424/jmsb.2017.35.2.93.
[16] Kolenc, Z., Langerholc, T., Hostnik, G., Ocvirk. M., Štumpf, S., Pintari, M., Košir, I.J., Čerenak, A., Garmut, A., & Bren, U. (2022). Antimicrobial properties of different hop (Humulus lupulus) genotypes. Plants (Basel), 12(1), article number 120. doi: 10.3390/plants12010120.
[17] Kumar Verma, S., Verma, R., Xu, F., Kumar Thakur, P., Girish, Y.R., & Rakesh, K.P. (2020). Antibacterial activities of sulfonyl or sulfonamide containing heterocyclic derivatives and its structure-activity relationships (SAR) studies: A critical review. Bioorganic Chemistry, 105, article number 104400. doi: 10.1016/j.bioorg.2020.104400.
[18] Łopusiewicz, Ł., Drozłowska, E., Siedlecka, P., Mężyńska, M., Bartkowiak, A., Sienkiewicz, M., ZielińskaBliźniewska, H., & Kwiatkowski, P. (2019). Development, characterization, and bioactivity of non-dairy kefir-like fermented beverage based on flaxseed oil cake. Foods, 8(11), article number 544. doi: 10.3390/foods8110544.
[19] Nionelli, L., Pontonio, E., Gobbetti, M., & Rizzello, C.G. (2018). Use of hop extract as antifungal ingredient for bread making and selection of autochthonous resistant starters for sourdough fermentation. International Journal of Food Microbiology, 266, 173-182. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2017.12.002.
[20] Ortiz-Merino, R.A., Varela, J.A., Coughlan, A.Y., Hoshida, H., da Silveira, W.B., Wilde, C., Kuijpers, N.G.A., Geertman, J.M., Wolfe, K.H., & Morrissey, J.P. (2018). Ploidy variation in Kluyveromyces marxianus separates dairy and non-dairy isolates. Frontiers in Genetics, 9, article number 94. doi: 10.3389/fgene.2018.00094.
[21] Setiyoningrum, F., Priadi, G.A.F., & Fifi, A. (2019). Supplementation of ginger and cinnamon extract into goat milk kefir. Proceedings of the 5th International Symposium on Applied Chemistry 2019, 2175(1), article number 020069. doi: 10.1063/1.5134633.
[22] Sohlberg, E., Sarlin, T., & Juvonen R. (2022). Fungal diversity on brewery filling hall surfaces and quality control samples. Yeast, 39(1-2), 141-155. doi: 10.1002/yea.3687.
[23] Srimahaeak, T, Petersen, M.A., Lillevang, S.K., Jespersen, L., & Larsen, N. (2022). Spoilage potential of contaminating yeast species Kluyveromyces marxianus, Pichia kudriavzevii and Torulaspora delbrueckii during cold storage of Skyr. Foods, 11(12), article number 1776. doi: 10.3390/foods11121776.
[24] Tamang, J.P., Cotter, P.D., Endo, A., Han, N.S., Kort, R., Liu, S.Q., Mayo, B., Westerik, N., & Hutkins, R. (2020). Fermented foods in a global age: East meets West. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 19(1), 184-217. doi: 10.1111/1541-4337.12520.
[25] Varela, J.A., Puricelli, M., Ortiz-Merino, R.A., Giacomobono, R., Braun-Galleani, S., Wolfe, K.H., & Morrisse J.P. (2019). Origin of lactose fermentation in Kluyveromyces lactis by interspecies transfer of a neo-functionalized gene cluster during domestication. Current Biolodgy, 29(24), 4284-4290. doi: 10.1016/j.cub.2019.10.044.
[26] Watanabe, D. (2023). Sake yeast symbiosis with lactic acid bacteria and alcoholic fermentation. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 0, 1-5. doi: 10.1093/bbb/zbad167.