Влияние закваски на аминокислотный состав кисломолочных продуктов

Автор: Занданова Т.Н., Иванова К.В., Мырьянова Т.П.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Пищевая биотехнология

Статья в выпуске: 1 (87), 2021 года.

Бесплатный доступ

Выполнены экспериментальные исследования аминокислотного состава коровьего обезжиренного молока, ферментированного кефирными грибками, естественной курунговой симбиотической закваской, бактериальным концентратом микробного консорциума (БКМК). Бактериальный концентрат микробного консорциума предназначен для приготовления кисломолочного напитка смешанного брожения - курунга. Для приготовления БКМК использован микробный консорциум, полученный путем автоселекции микрофлоры кефирной грибковой закваски и термофильных лактобактерий Lactobacillus bulgaricus и Lactobacillus acidophilum. Аминокислотный анализ образцов проводился методом ионной хроматографии с постколоночной дериватизацией аминокислот нингидрином в кислотном гидролизате образца на аминокислотном анализаторе «INGOSААА-400». В результате проведенных исследований установлено наибольшее количество незаменимых аминокислот 434 мг/г белка в кефире. В образцах, приготовленных на естественной закваске и бактериальном концентрате микробного консорциума, общее количество незаменимых аминокислот составило 401,84 и 403,8 мг/г белка соответственно. Для роста молочнокислых бактерий и дрожжей необходимы экзогенные аминокислоты. Различие общего количества незаменимых аминокислот в образцах, вероятно, связано с протеолитической активностью заквасок и ростовыми потребностями микроорганизмов. Оценку биологической ценности проводили по методике И.А. Рогова и Н.Н. Липатова по коэффициентам различий аминокислотного скора (КРАС) и биологической ценности (БЦ). Исследования аминокислотного скора показали, что белок в исследуемых образцах характеризуется полноценным составом, по БЦ образцы курунги превосходили кефир на 0,55-0,75%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что по биохимической активности бактериальный концентрат микробного консорциума практически близок естественной закваске и позволяет получить курунгу идентичную по биологической ценности традиционному напитку.

Еще

Курунга, аминокислоты, автоселекция, биологическая ценность, молочнокислые бактерии, бактериальный концентрат, естественная закваска, аминокислотный скор, микробный консорциум, закваска

Короткий адрес: https://sciup.org/140257331

IDR: 140257331   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2021-1-258-262

Текст научной статьи Влияние закваски на аминокислотный состав кисломолочных продуктов

Питание является важнейшей физиологической потребностью организма. Функциональное питание подразумевает использование продуктов естественного происхождения, обладающих определенным регулирующим воздействием на организм в целом или на его отдельные системы. Поступление белков необходимо для постоянного и непрерывного построения обновления и построения тканей, восполнения энергетических затрат и регулирования обменных процессов. Качество белка определяется наличием

в нем полного набора незаменимых аминокислот в определенном соотношении. В молоке содержание белка составляет в среднем 3,2 %. В состав молока входят три группы белков: казеин, содержащий 4 фракции: αs 1 , αs 2 , β и κ – казеин и их фрагменты, сывороточные белки β-лактогло-булин и α-лактоальбумина, иммуноглобулин, альбумин сыворотки крови, лактоферрин, так называемые минорные белки и белки оболочек жировых шариков. Кроме белка в молоке содержатся азотистые соединения небелкового характера: аминокислоты, пептиды, мочевина, аммиак, мочевая кислота [3, 4, 6–7].

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

Биологическая ценность белков зависит не только от содержания в них незаменимых аминокислот, но и от их соотношения: чем больше разница этих соотношений по сравнению с эталонным белком, тем меньше биологическая ценность. При оценке биологической ценности очень важными показателями являются аминокислотный скор, коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС), биологическая ценность белка (БЦ) [2–4].

Белковый состав курунги, кисломолочного продукта смешанного брожения, является одним из важнейших функциональных свойств, обусловленный протеолитической активностью микрофлоры закваски. Нами разработан бактериальный концентрат микробного консорциума, идентичный по составу микрофлоры естественной курунговой закваске [1]. Микробный консорциум получен путем длительной автоселекции микрофлоры кефирной грибковой закваски и термофильных лактобактерий.

Цель работы – сравнительная оценка влияния бактериального концентрата микробного консорциума на аминокислотный состав белка сквашиваемого молока.

Материалы и методы

Объектом исследования были образцы коровьего пастеризованного обезжиренного молока заквашенные различными заквасками:

  • -    кефирными грибками (контроль);

  • -    естественной курунговой закваской (контроль);

  • -    бактериальным концентрат микробного консорциума (БКМК) [1].

Аминокислотный анализ молока проводился методом ионной хроматографии с постколоночной дериватизацией аминокислот нингидрином в кислотном гидролизате образца на аминокислотном анализаторе «INGОSААА-400».

Для оценки биологической ценности продуктов применяли аминокислотный скор.

Скор выражают в процентах, представляющей отношение содержание незаменимой аминокислоты в исследуемом белке к ее количеству в эталонном белке. Аминокислотный состав эталонного белка согласно шкале ФАО/ВОЗ от 2007 г. содержит (мг): изолейцина – 30, лейцина – 59, лизина – 45, метионина+ цистина – 22, фенилаланина+ тирозин – 38, треонина – 23, валина – 39, триптофана – 6 [2].

Оценку биологической ценности проводили по методике И.А. Рогова и Н.Н. Липатова по коэффициентам различий аминокислотного скора (КРАС) и биологической ценности (БЦ) [2].

КРАС = ∑∆ РАС n

где Δ РАС – различие аминокислотного скора аминокислоты; n – количество незаменимых аминокислот.

^AC — C— С i      min где С – скор i-той незаменимой аминокислоты, %; C – минимальный из скоров незаменимых аминокислот.

Биологическая ценность (БЦ) пищевого белка определяют по формуле:

БЦ = 100-КРАС, %         (2)

Результаты и обсуждение

Для исследования коровье обезжиренное молоко пастеризовали при 84 °C в течение 15 мин, затем охлаждали: до 30 °C для заквашивания курунговой естественной закваской и бактериальным концентратом микробного консорциума; до 22 °C для внесения кефирных грибков.

Сквашивание молока проводили в течение 8–10 часов до достижения титруемой кислотности в образцах курунги 120 °Т, в кефире 90 °Т. Результаты исследования аминокислотного состава образцов представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Аминокислотный состав кисломолочных продуктов

Table 1.

Amino acid composition of acid-milk product

Аминокислота

Amino acid

Количество, мг на 100 г. Продукта | Quantity, mg per 100 g of product

Кефир Cefir

Курунга на естественной закваске Kurunga on natural sourdough

Курунга на БКМК Kurunga at BKMK

Валин | Valine

135

126

129

Лейцин | Leucine

274

218

227

Изолейцин | Isoleucine

160

148

140

Фенилаланин + тирозин | Phenylalanine + Tyrosine

185

179

168

Метионин + цистин | Methionine + cystine

89

87

84

Лизин | Lysine

238

218

216

Триптофан | Tryptophan

25

22

22

Треонин | Threonine

109

112

115

Сумма | Amount

1215

1110

1101

Zandanova T.N. et al. Proceedings of VSUET, 2021, vol. 83, no. 1, pp. 258-262

Из таблицы 1 видно, что общее количество незаменимых аминокислот в кефире выше, чем в обоих образцах курунги. Количество незаменимых аминокислот в курунге, заквашенной бактериальным концентратом и естественной закваской, практически не отличаются. Отличие общего количества незаменимых аминокислот, вероятно, зависит от протеолитической активности закваски и ростовых потребностей микроорганизмов.

Для роста молочнокислых бактерий необходимы экзогенные источники пептидов и аминокислот. Они образуются в результате гидролиза казеина бактериальной протеазой. В свою очередь, образовавшиеся при гидролизе олигопептиды усваиваются молочнокислыми бактериями с участием специфического пептидного транспорта и в дальнейшем под действием различных внутриклеточных пептидаз гидролизуются до короткоцепочечных пептидов и

Исследование аминокислотного состава кисломолочных продуктов позволяет оценить их биологическую ценность.

Аминокислотный скор – показатель биологической ценности белка, представляющий собой процентное отношение доли определенной незаменимой аминокислоты в общем содержании таких аминокислот в исследуемом белке к рекомендуемому значению этой доли.

Результаты расчета аминокислотного скора исследуемых образцов представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Аминокислотный скор белков кисломолочных продуктов

Table 2.

Amino acid score of fermented milk proteins

Аминокислота

Рекомендуемое количество по ФАО/ВОЗ, мг на 1г белка Recommended amount according to FAO, mg per 1 g of protein

Значение аминокислотного скора, % Amino acid rate value, %

Кефир Cefir

Курунга на естественной закваске Kurunga on natural sourdough

Курунга на БКМК Kurunga at BKMK

Валин | Valine

39

123

115

117

Лейцин | Leucine

59

167

132

137

Изолейцин | Isoleucine

30

190

176

166

Фенилаланин + тирозин Phenylalanine + Tyrosine

38

176

168

157

Метионин + цистин Methionine + cystine

22

147

140

136

Лизин | Lysine

45

190

173

171

Триптофан | Tryptophan

6

150

133

133

Треонин | Threonine

23

170

173

178

Из таблицы 2 видно, что белки исследуемых кисломолочных продуктов характеризуются полноценным аминокислотным составом. По всем незаменимым аминокислотам во всех трех образцах наблюдается избыток относительно физиологических потребностей организма человека.

Коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС) и биологическая ценность белка (БЦ) указывает предельно возможный уровень использования азота белка на пластические цели (таблица 3).

Таблица 3.

Показатели сбалансированности аминокислотного состава кисломолочных продуктов, %

Table 3.

Indicators of the balance of the amino acid composition of fermented milk products, %

Показатель Indicztor

Значение | Value

Кефир Cefir

Курунга на естественной закваске Kurunga on natural sourdough

Курунга на БКМК Kurunga at BKMK

КРАС

41,75

36,5

35,37

БЦ

58,25

63,5

64,6

Из таблицы 3 видно, что сбалансированность состава незаменимых аминокислот в обоих образцах курунги имеет почти одинаковые значения. Образцы курунги превосходят кефир по сбалансированности аминокислотного состава и биологической ценности белка.

Полученные данные свидетельствуют о соответствии биохимической активности БКМК естественной курунговой закваске и о возможности получения продукта с биологически ценным составом белка, характерным для традиционного напитка.

Заключение

Полученные данные свидетельствуют о соответствии биохимической активности бактериального концентрата микробного консорциума естественной курунговой закваске и о возможности получения продукта с биологически ценным составом белка, характерным для традиционного напитка.

Список литературы Влияние закваски на аминокислотный состав кисломолочных продуктов

  • Занданова Т.Н. Подбор питательной среды для получения бактериального концентрата микробного консорциума // Вестник ВСГУТУ. 2018. № 2. С. 67-72.
  • Надточий Л.А., Арсеньева Т.П. Букачакова Л.Ч. Витаминный состав и биологическая ценность алтайского кисломолочного напитка чеген // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2014. №4. С. 1-6
  • Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Пищевая химия; 5-е изд, испр и доп. СПБ.: ГИОРД, 2012. 672 с.
  • Лисин П.А., Канушина Ю.А. Аминокислотный состав творожного продукта // Молочная промышленность. 2011. № 11.С. 64-65
  • Стоянова Л.Г., Устюгова Е.А., Нетрусов А.И. Антимикробные метаболиты молочнокислых бактерий: разнообразие и свойства (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2012. Т. 48. № 3. C.259-275.
  • Крумликов В.К)., Исамбетова Л.В. Исследование антибиотической резистентности, культуральных и морфологических свойств микроорганизмов, выделенных из национальных казахских напитков // Хранение и переработка сельхозсырья. 2016. №. 9. С. 31-35.
  • Meister A. Biochemistry of the amino acids. Elsevier, 2012.
  • Wu G. Amino acids: biochemistry and nutrition. CRC Press, 2013.
  • Martinez В., Bottiger Т., Schneider Т., Rodriguez A. et al. Specific Interaction of the Unmodified Bacteriocin Lactococcin 972 with the Cell Wall Precursor Lipid II // Appl. Environ. Mcrobiol.2009. V. 74. P. 4666-4670.
  • Barrett G. Chemistry and biochemistry of the amino acids. Springer Science & Business Media, 2012.
  • Stadie J., Matthias Gulitz A., Ehrmann Rudi A., Vogel F. Metabolic activity and symbiotic interactions of lactic acid bactena and yeasts isolated from water kefir//Food Microbiology. 2013. V. 35. №2." P. 92-98. doi: 10.1016/j.fm.2013.03.009
  • Hati S., Patel N., Sakure A., Mandal S. Influence of whey protein concentrate on the production of antibacterial peptides derived from fermented milk by lactic acid bacteria // International Journal of Peptide Research and Therapeutics. 2018. V. 24. №. 1. P. 87-98. doi: 10.1007/sl0989-017-9596-2
  • Rama G.R. Kuhn D., Beux S., Maciel M.J. et al. Potential applications of dairy whey for the production of lactic acid bactena cultures // International Dairy Journal. 2019. V. 98. P. 25-37. doi: 10.1016/j.idaiiyj.2019.06.012
  • Mohammadi R., Sohrabvandi S., Mohammad Mortazavian A. The starter culture characteristics of probiotic microorganisms in fermented milks // Engineering in Life Sciences. 2012. V. 12. №2. 4. P. 399-409. doi: 10.1002/elsc.201100125
  • ISOzcan Т., Sahin S., Akpinar- Bayizit A., Yilmaz- Ersan L. Assessment of antioxidant capacity by method comparison and amino acid characterisation in buffalo milk kefir // International Journal of Dairy Technology. 2019. V. 72. №. 1. P. 65-73. doi: 10.1111/1471-0307.12560
  • Akabanda F., Owusu-Kwarteng J., Tano-Debrah K., Parkouda C. et al. The use of lactic acid bacteria starter culture in the production of Nunu, a spontaneously fermented milk product in Ghana // International journal of food science. 2014. V. 2014. doi: 10.1155/2014/721067
  • Ilicic M.D., Mlanovic S.D., Caric M.D., Vukic V.R. et al. The effect of transglutaminase on rheology and texture of fermented milk products//Journal of Texture Studies. 2013. V. 44. №. 2. P. 160-168. doi: 10.1111/jtxs. 12008 "
  • Gul O., Mortas M., Atalar I., Dervisoglu M. et al. Manufacture and characterization of kefir made from cow and buffalo milk, using kefir grain and starter culture // Journal of dairy science. 2015. V. 98. №. 3. P. 1517-1525. doi: 10.3168/jds.2014-8755
  • Kakimov A., Kakimova Z., Mrasheva G., Bepeyeva A. et al. Amino acid composition of sour-milk drink with encapsulated probiotics // Annual Research & Review in Biology. 2017. P. 1-7. doi: 10.9734/ARRB/2017/36079
  • Widyastuti Y., Febrisiantosa A.The role of lactic acid bacteria in milk fermentation // Food and Nutrition Sciences. 2014. V. 2014. doi: 10.4236/fns.2014.54051
Еще
Статья научная