Использование комбинированной закваски из микроорганизмов Aspergillus oryzae и Saccharomyces cerevisiae для получения соевого соуса методом естественного брожения

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Чернов М.М. и др. Вестник ВГУИТ, 2025, Т. 87, №. 4, С. 118-124 Введение

В настоящее время популярность соевого соуса растет в связи с особым интересом к продуктам из сои, способным заменить белок животного происхождения. Он является низкокалорийным продуктом, содержит целый комплекс витаминов, в том числе группы B и достаточное количество макро и микроэлементов, а также аминокислоты, в том числе те, которые организм не способен синтезировать самостоятельно, а может усвоить только с пищей [1]. Благодаря уникальному сочетанию вкусов соленого, сладкого и вкуса умами соевый соус заменяет соль, делая его особенно привлекательным для тех, кому ее употребление необходимо ограничить. По данным BusinesStat, производство и потребление соевого соуса в России растет на 1,0–3,3% в год. Увеличение производства соевого соуса с 2020 по 2024 год составило 5%. По прогнозам динамика роста производства соевого соуса составит 5,7% на ближайшие 10 лет. Ферментированные продукты в настоящее время переживают поистине второе рождение [2]. Для получения соевого соуса необходимо разложить белки, содержащиеся в сое, на аминокислоты. Поставленная задача может быть реализована двумя путями: естественное брожение и кислый гидролиз. Метод ферментации требует значительных временных затрат, однако, позволяет получить соевый соус более привлекательный по своим органолептическим свойствам и богатый аминокислотами за счет естественного разложения сои, чем продукт, полученный с помощью гидролиза с применением сильных минеральных кислот [3]. Для приготовления соуса смесь сои и пшеницы инокулируют плесневыми грибами рода Aspergillus , процесс брожения занимает от 6 месяцев до года. Aspergillus oryzae хорошо известны своими исключительными свойствами. Они вырабатывают ферменты, такие как β-гликозидаза, пектиназа и целлюлаза, способствующие гидролизу белков и амилолитические ферменты, которые расщепляют сложные углеводы до моносахаридов и олигосахаридов, что формирует вкус конечного продукта за счет выработки низкомолекулярных азотсодержащих соединений [4]. Использование других микроорганизмов, например высшего съедобного гриба-ксилотрофа вешенки, в качестве ферментирующего агента позволяет сократить процесс ферментации до 20–25 суток [5]. Исследования последних лет показали, что для производства соевого соуса более эффективно применять несколько видов микроорганизмов [6–8]. Использование комбинаций микроорганизмов

Цель работы – разработка рецептуры соуса соевого с использованием комбинированной закваски из грибов Aspergillus oryzae и дрожжей Saccharomyces cerevisiae .

Материалы и методы

В качестве исходного сырья были использованы соевые бобы сорта «Грэй», производитель ФГВНУ ФНЦ ВНИИ Сои соответствующие показателям ГОСТ 17109–88. При выборе соевых бобов учитывалось количественное содержание в них белков, масел и углеводов. Содержание белков – 40,8%, содержание масел – 19,4%, содержание углеводов – 13,3%. В качестве пшеничного компонента использовали булгур (ГОСТ 276–2021), принимая во внимание способ обработки его цельных зерен, позволяющий сохранить большую часть питательных веществ

продукта, а увеличение процентного содержания углеводного компонента сильно замедляет процесс ферментации [15]. Использовалась соль поваренная пищевая мелкого помола по ГОСТ 51674. Для ферментации соевого соуса была применена комбинированная закваска. Анализ литературы позволил предположить, что необходимым и достаточным является соотношение дрожжей и бактерий, взятых в пропорции 1:1 [9, 11, 12, 16]. Были использованы сухие, стабилизированные дрожжи Saccharomyces cerevisiae производителя Gloripan и стабилизированные сухие дрожжи Aspergillus oryzae (Китай) в количествах 3, 4 и 5% от общей массы ферментируемого продукта.

Исходное сырье подвергали входному контролю. Соевые бобы перебирали и сортировали по цвету и цельности. Целые желтые бобы отбирали, а зеленые и дробленые отсеивали из общей массы. Булгур отбирали по цвету и наличию шелухи: подходящая крупа должна быть золотисто-желтой без шелухи. После прохождения проверки сою и пропаренную пшеничную крупу булгур промывали по отдельности под струей теплой воды комнатной температуры для удаления загрязнений. Далее отобранные бобы замачивали на 10 ч в воде комнатной температуры в массовом соотношении 1:3, затем добавляли булгур и перемешивали. Сырье равномерно распределяли в металлическом стакане и нагревали на водяной бане до температуры 90 °С и выдерживали в течение 4 ч. Образцы дробили до пастообразного состояния в роторном измельчителе ARS HOME A-100, российского производства, производитель – ARS HOME и охлаждали до температуры 25 °С. Остывшую смесь разделяли на три равные части. В каждый из трех образцов добавляли соответственно 3, 4 и 5%, что составило 15, 20 и 25 г закваски из Saccharomyces cerevisiae и Aspergillus oryzae и 50 г. соли для предотвращения развития нежелательной микрофлоры. Смесь подвергалась ферментации в течение 30 дней. По окончании процесса добавляли воду, нагретую до температуры 25 °C и фильтровали с помощью бумажных фильтров для удаления осадка. Далее смесь нагревали в течение 120 минут для удаления микрофлоры, возникшей в период ферментации. Для улучшения органолептических свойств в процессе нагревания добавляли 50 г. белого сахара, охлаждали до 25 °С и выдерживали в течение 2 суток.

В период ферментации проводились визуальные наблюдения и измерения содержания и растворимых сухих веществ рефрактометрическим методом. Полученные образцы исследовались по следующим показателям: показатель рН, содержание растворимых сухих веществ, титруемая кислотность, антиоксидантная активность. Все измерения проводились в трехкратной повторяемости.

Определение показателя рН было произведено в соответствии с ГОСТ 12688–2016. По точному значению величины рН можно предсказать возможные отклонения в органолептических свойствах продукта за счет присутствия посторонних веществ в белке [17]. Массовая доля сухих растворенных веществ определялась рефрактометрическим методом по ГОСТ 2173–2013. Определение титруемой кислотности производилось по ГОСТ 6687.4–860. Определение антиоксидантной активности проходило в соответствии с ГОСТ 54037–2010. После фильтрации в соусе не должно содержаться твердых включений, их отсутствие и прозрачность определяли визуально.

Органолептический анализ производился в соответствии с ГОСТ 6658–2016 дегустационной комиссией по пятибалльной шкале от 1 до 5 (1 – практически отсутствует, 2 – слабо выражен, 3 – средне выражен; 4 – сильно выражен; 5 – очень сильно выражен) по показателям: внешний вид, консистенция, вкус, аромат и общая оценка вкуса и аромата.

Результаты и обсуждение

Во время эксперимента проводились визуальные наблюдения. Изначально соевые бобы имеют желтую окраску. В процессе ферментации наблюдается постепенное потемнение. Полное потемнение идет не слишком быстро, однако видимое отличие образца по цвету от смеси сои с булгуром наблюдается уже в первые два дня ферментации. На второй день образцы приобретают более равномерную темно-желтую окраску, что показывает, что вся смесь подвергается ферментативным процессам. Запах кваса и хлеба проявляется уже после третьего дня выдержки при комнатной температуре. Значит, структура углеводов достаточно легко расщепляется под действием комбинации дрожжей и бактерий.

В процессе эксперимента с шагом в три дня измерялась массовая доля сухих веществ. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1. Физико-химические показатели соевого соуса в процессе ферментации

Table 1. Physico-chemical parameters of soy sauce during the fermentation process

Длительность ферментации (в днях) Duration of fermentation (days)	Образец 1 (3% закваски) Sample 1 (3% of starter)	Образец 2 (4% закваски) Sample 2 (4% of starter)	Образец 3 (5% закваски) Sample 3 (5% of starter)
0	12,2	12,2	12,2
3	12	11,9	11,8
6	11,8	11,7	11,5
9	11,7	11,3	11,2
12	11,5	11	10,8
15	11,4	10,7	10,6
18	11,3	10,5	10,3
21	11,1	10,3	10,1
24	11	10,2	9,8
27	10,9	10	9,7
30	10,8	9,8	9,5

Анализ таблицы показал, что наиболее активно процесс ферментации во всех трех образцах проходил в первые две недели, третья неделя – замедление процесса. В Образце № 1 количество растворимых сухих веществ после ферментации составило 10,8%, что соответствует ГОСТ Р58434–2019 Соевые соусы, согласно которому их содержание должно быть не менее 10%, тогда как в двух других оно меньше необходимого. Также в процессе ферментации измеряли процентное содержание этанола. Динамика изменения содержания этанола в образце № 1 в процессе ферментации показана на рисунке 1.

Этанол – один из основных спиртов, вырабатываемых в процессе брожения путем преобразования сахаров. Saccharomyces cerevisiae превращает сахара в этанол в процессе ферментации [19]. Анализ диаграммы показал, что наиболее интенсивно этанол выделяется в первые три недели. На 7 сутки содержание этанола составляет 0,2%, на 14 сутки – 0,5% возрастает на 21 сутки до 0,8% и практически не изменяется на 28 день и составляет 0,9%, что свидетельствует о замедлении процесса и позволяет предположить, что процесс ферментации практически завершен. Естественное уменьшение содержания этанола происходит на 31 сутки после нагрева и после выдержки в течение 2-x суток. Динамика изменения содержания этанола коррелируется с динамикой изменения содержания сухих веществ и позволяет предположить, что ферментация закончилась на четвертой неделе. Об этом же свидетельствовали и визуальные наблюдения: темно-коричневый цвет и достаточно выраженный хлебный аромат.

1,00

Производство соуса, сутки Sauce production, days

Рисунок 1. Динамика изменения содержания этанола в соевом соусе в процессе ферментации (образец № 1)

• Figure 1. Dynamics of changes in ethanol content in soy sauce during fermentation (sample 1)

После высокотемпературной обработки при 75 °С в течение 2-x часов, фильтрации и отстаивания в течении 2-x суток при комнатной температуре, полученные образцы исследовали по физико-химическим показателям. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Физико-химические показатели соевого соуса

Table 2.

Physico-chemical parameters of soy sauce

Показатель Indicator	Значение показателей в зависимости от процентного содержания закваски Values of indicators depending on the quantity of sater
	Образец 1 (3% закваски) Sample 1 (3% of starter)	Образец 2 (4% закваски) Sample 2 (4% of starter)	Образец 3 (5% закваски) Sample 3 (5% of starter)
pH	4,81	4,84	4,87
массовая доля растворимых сухих веществ, % the mass fraction of soluble solids, %	10,8	9,8	9,5
титруемая кислотность, см3 1H NaOH/100 см3 titratable acidity, cm3 1N NaOH/100 cm3	4,5	4,48	4,46
антиоксидантная активность, ммоль/л antioxidant activity, mmol/l	10,46	10,47	10,48

Все образцы имеют хороший показатель антиоксидантной активности 10,46–10,48 ммоль/л, что мы связываем с использованием дрожжей Saccharomyces cerevisiae [12]. Показатель титруемой кислотности и значение рН соответствуют ГОСТ 58434–2019, устанавливающему основные характеристики для соусов соевых.

Массовая доля растворимых сухих чуть ниже нормы в образцах 2 и 3. В 1 образце она находится в пределах, заданных ГОСТом – 10,8%. Органолептический анализ проводился методом дегустации. Характеристика представлена в таблице 3.

Таблица 3.

Органолептические показатели соуса соевого

Table 3.

Organoleptic properties of soy sauce

Показатели Indicators		Оценка | Score			Комментарии Comments
		Образец № 1 Sample № 1 3% (15 г.)	Образец № 2 Sample № 2 4% (20 г.)	Образец № 3 Sample № 3 5% (25 г.)
Внешний вид Form		4,5	4,5	4,5	Без включений No inclusions
Консистенция Consistency		4,5	4,5	4,5	Однородная homogeneous
Вкус Taste	умами umami	3,5	3,7	3,9
	соленый salty	2,7	2,0	2,4
	кислый acidic	1,0	2,0	2,4
	сладкий sweet	1,5	2,0	2,2
Аромат Flavor	хлебный bread	4,3	3,9	3,6
Общая оценка вкуса и аромата Total assessment of taste and aroma		4,2	4,0	3,8	Соус приятный на вид и на вкус с ярко выраженным хлебным ароматом The sauce is pleasant to look at and taste with a distinct bread aroma

Образцы представляют собой однородную непрозрачную жидкость темно-коричневого цвета, без включений. Вкус не резкий, слабосоленый, с наиболее выраженным вкусом умами. Дегустационной комиссией был отмечен выраженный хлебный аромат, другие ароматы практически неуловимы и не образуют букет. Внешний вид был оценен на 4,5 балла. Образец № 1, в котором процентное соотношение закваски составило 3%, обладает наиболее привлекательными характеристиками: выраженным вкусом умами и хлебным ароматом. На основании анализа физико-химических и органолептических показателей был выбран Образец № 1. Рецептура соевого соуса представлена в таблице 4.

Таблица 4.

Рецептура соевого соуса

Table 4.

Recipe for soy sauce

Сырье Raw material	Масса сырья, г Weight of raw materials, g
соевые бобы | soy beans	400
пшеничная крупа булгур bulgur wheat grain	100
комбинированная закваска combined starter	15
соль поваренная пищевая мелкого помола finely ground table salt	50
сахар белый, кусковой white lump sugar	50
вода питьевая | drinking water	385

Заключение

Разработана рецептура соуса соевого с использованием комбинации из грибов Aspergillus oryzae и дрожжей Saccharomyces cerevisiae . На основании анализа трех образцов определено оптимальное количество закваски в соотношении 3% к общей массе ферментируемого сырья. Его органолептические свойства были оценены как 4,2 в пятибалльной системе, а физико-химические свойства соответствуют ГОСТ и имеет хороший показатель антиоксидантной активности – 10,46 ммоль/л. В процессе эксперимента подтверждена гипотеза о том, что добавление дрожжей Saccharomyces cerevisiae позволяет сократить срок ферментации до 30 дней. Данное исследование подтверждает возможность использования комбинаций грибов Aspergillus oryzae и дрожжей Saccharomyces cerevisiae для ферментации сои, но требует продолжения исследований с использованием разного процентного соотношения бактерий и грибов и комбинаций других микроорганизмов, таких как Zygosaccharomyces rouxii , Wickerhamiella versatilis совместно с Aspergillus oryzae . Следующим этапом работы должна стать разработка и применение методики культивирования дрожжей для дальнейшего их использования в производстве соевого соуса совместно с грибами Aspergillus oryzae .