Исследование влияния температуры на скорость сбраживания субстрата консорциумом дрожжей и бактерий

Для укрепления здоровья и профилактики заболеваний среди населения пользуются спросом сбалансированные по составу продукты питания, которые обогащены функциональными компонентами из растительного сырья или вторичных сырьевых ресурсов.

В настоящее время стали популярны ферментированные функциональные напитки. Преимуществом процессов ферментации является то, что при их проведении повышается ценность неиспользуемых растительных отходов; безопасность, поскольку процессы являются естественным и не предусматривают применение биологически опасных загрязнителей.

Эта ферментация осуществляется характерным консорциумом дрожжей и бактерий под названием SCOBY (симбиотическая культура бактерий и дрожжей) [1, 2]. При росте на натуральном плодовоягодном субстрате микроорганизмы активно снижают его рН, перерабатывая субстрат и производя продукты своей жизнедеятельности. Таким образом, подавляется возможный рост патогенных бактерий, что гарантирует безопасность продукта [3].

В связи с этим, целью исследования являлось изучение влияния температуры на скорость сбраживания субстрата консорциумом дрожжей и бактерий.

Объекты и методы исследований.

Объектами являлись:

• 1)    Чистые     культуры     дрожжей

Zygosaccharomyces kombuchaensis и бактерий Gluconacetobacter xylinus , составляющие симбиотический консорциум под названием SCOBY;

• 2)    Экстракт виноградной выжимки с добавлением 5% глюкозы и 5% фруктозы.

Экстракт виноградной выжимки готовили следующим образом: вода и виноградные выжимки в соотношении 1:6 (100 гр сухой виноградной выжимки к 600 мл дистиллированной воды) кипятили на водяной бане при 60 °C 120 мин, фильтровали через ватно-марлевый фильтр до исчезновения примесей осадка и остужали до комнатной температуры.

Маркером окончания культивирования служило достижение среды рН 3,5, так как последующее культивирование и снижение кислотности способствует угнетению развития исследуемых культур. Измерения проводились каждые 4 ч до 36 ч, а затем каждые 24 ч в течение 72 ч.

Для исследования влияния температуры на скорость роста консорциума Zygosaccharomyces kombuchaensis сов- местно с Gluconacetobacter xylinus нами были выбраны температуры: +(15±1) ℃; +(25±1) ℃; +(35±1) ℃; +(45±1) ℃.

Обсуждение результатов.

На рисунке 1 показано время окончания культивирования консорциума (достижения рН среды 3,5) в зависимости от температуры выращивания.

Рис. 1. Время достижения рН среды 3,5 в зависимости от температуры выращивания, часов

Исходя из рисунка 1 можно сделать вывод, что температура +(25±1) ℃ является наиболее оптимальной для быстрого достижения средой рН 3,5 и прекращения культивирования. При данной температуре выращивания активны дрожжи Zygosaccharomyces kombuchaensis , производящие этанол, соответственно и Gluconacetobacter xylinus наиболее активно сбраживают этанол и производят органические кислоты, за счет чего снижается рН среды и при этом содержание этанола в среде на конец культивирования не превышает допустимых норм (менее 0,5%).

Температуры +(35±1) ℃ и +(45±1) ℃ так же дают быстрый результат, однако скорость роста при данных температурах недостаточна для ускоренной эффективной переработки субстрата. Температуры выше +35 ℃ подавляют жизнедеятельность Gluconacetobacter xylinus. За счет активного размножения Zygosaccharomyces kombuchaensis среда насыщается этанолом, который не успевают переработать бактерии. Содержание этанола на конец культивирования составляет ±2,0%, что является недопустимым.

При температуре +(15±1) ℃ рН среды достигла 3,5 за 72 ч, что доказывает неэффективность выращивания консорциума при данной температуре для максимально быстрой переработки субстрата.

Выводы.

Таким образом, изучение влияния температуры на скорость сбраживания консорциума SCOBY показало, что температура +(25±1) ℃ является наиболее оптимальной для быстрого достижения средой рН 3,5 и прекращения культивирования с сохранением всех необходимых параметров функционального напитка.

Создание комплексных процессов конверсии растительного сырья и отходов его переработки в функциональные продукты, применительно к распространенному в Краснодарском крае плодово-ягодному сырью, позволяет повысить экономическую эффективность пищевых производств и расширить их ассортимент.