Гороховая дисперсия как основа для производства ферментированных продуктов

Введение. Продукты на растительной основе, в том числе ферментированные продукты, приобретают большую популярность. Это связано с тем, что все большее количество людей по этическим, экологическим, религиозным или медицинским причинам придерживаются вегетарианства. Цель исследования. Целью исследования являлось определить возможность использования гороховой дисперсии в качестве основы для производства ферментированных продуктов с антиоксидантными свойствами. Методы. Исследования проводились на базе лабораторий факультета биотехнологий Университета ИТМО. Процесс ферментации гороховой дисперсии с культурами Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermani, Streptococcus thermophilus, Bacillus coagulans был исследован с точки зрения динамики кислотонакопления и изменения активной кислотности, прироста биомассы, изменения органолептических свойств после ферментации, а также изменение антиоксидантной активности после ферментации и в процессе хранения. Результаты. Эффективность ферментации гороховой дисперсии значительно изменяется в зависимости от используемой культуры. Самое длительное время ферментации в 15 часов было выявлено у штамма Bacillus coagulans, самое короткое – в 7 часов у Streptococcus thermophilus. В большинстве образцов был отмечен прирост биомассы при ферментации гороховой дисперсии с наибольшими значениями у образцов, ферментированных B. bifidum - с приростом в 23,64 % до 9,25 lg(КОЕ/мл) и B. coagulans MTCC 5856 – с приростом в 14,68% до 7,26 lg(КОЕ/мл). В первый день после ферментации у большинства образцов отмечается повышение антиоксидантной активности, которая уменьшается в течение срока хранения. Ферментация приводит к значительному улучшению органолептических свойств продукта, улучшая гомогенность и снижая горечь. Заключение. Таким образом, гороховая дисперсия представляет собой перспективную основу для производства как самостоятельных ферментированных продуктов, так и в качестве ферментированного компонента десертов, в том числе замороженных.

1. Medici E., Craig W.J., Rowland I.A Comprehensive Analysis of the Nutritional Composition of Plant-Based Drinks and Yogurt Alternatives in Europe // Nutrients. 2023. Vol. 15, No.15. P. 3415. DOI: 10.3390/nu15153415.

2. Plant-Based Milk Alternatives: Types, Processes, Benefits, and Characteristics / ReyesJurado F. [et al.] // Food Reviews International. 2021. Vol. 16, No. 39(4). P. 1-32. DOI: 10.1080/87559129.2021.1952421.

3. Catanzaro R., Sciuto M., Marotta F. Lactose intolerance: an update on its pathogenesis, diagnosis, and treatment // Nutrition Research. 2021. Vol. 89. P. 23-34. DOI: 10.1016/j.nutres.2021.02.003.

4. Lactase deficiency in Russia: multiethnic genetic study / Kovalenko E. [et al.] // European Journal of Clinical Nutrition. 2023. Vol. 77, No. 8. P. 803-810. DOI: 10.1038/s41430-023-01294-8.

5. Cow’s milk protein allergy, quality of life and parental style / Korz V. [et al.] // Journal of Human Growth and Development. 2021. Vol. 31, No. 1. P. 28-36. DOI: 10.36311/jhgd.v31.11077.

6. The natural history of IgE-mediated cow’s milk allergy / Skripak J.M. [et al.] Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2007. Vol. 120, No. 5. P. 1172-1177. DOI: 10.1016/j.jaci.2007.08.023

7. National prevalence and risk factors for food allergy and relationship to asthma: Results from the National Health and Nutrition Examination Survey 2005-2006 / Liu A.H. [et al.] // Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2010. Vol. 126, No. 4. P. 798-806.e14. DOI: 10.1016/j.jaci.2010.07.026.

8. Senaratne-Lenagala L., Stube A., Brackenridge A. Protein demand: review of plant and animal proteins used in alternative protein product development and production / Ismail B.P. // Animal Frontiers. 2020. Vol. 10, No. 4. P. 53-63. DOI: 10.1093/af/vfaa040.

9. Cheng M., McCarl B., Fei C. Climate Change and Livestock Production: A Literature Review. Atmosphere. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 140. DOI: 10.3390/atmos13010140.

10. Park Y.W. The impact of plant-based non-dairy alternative milk on the dairy industry. Food Science of Animal Resources. 2020. Vol. 41, No. 1. DOI: 10.5851/kosfa.2020.e82

11. Etter B., Michel F., Siegrist M. Consumers’ Categorizations of Dairy Products and PlantBased Milk, Yogurt, and Cheese Alternatives. Appetite. 2024. Vol. 203, No. 1. P. 107658-8. DOI: 10.1016/j.appet.2024.107658

12. Sethi S., Tyagi S.K., Anurag R.K. Plant-based milk alternatives an emerging segment of functional beverages: a review. Journal of Food Science and Technology. 2016. Vol. 53, No. 9. P. 3408-23. DOI: 10.1007/s13197-016-2328-3

13. Llobell F., Giacalone D., Roigard C.M., Jaeger S.R. Plant-based alternatives vs. dairy milk: Consumer segments and their sensory, emotional, cognitive and situational use responses to tasted products / Cardello A.V. [et al.] // Food Quality and Preference. 2022. Vol. 100. P. 104599. DOI: 10.1016/j.foodqual.2022.104599

14. Падерина Е.Е. Оценка эффективности ферментации растительного молока для снижения антипитательных факторов // Экологические проблемы региона и пути их разрешения: материалы XVIII Международной научно-практической конференции (Омск, 16-18 мая 2024 г.). Омск: Омский государственный технический университет, 2024. С. 119-125.

15. Dhankhar J.A Perspective on the Pros and Cons, Manufacturing Aspects, and Recent Advances in Nondairy Milk Alternatives. Journal of Microbiology, Biotechnology & Food Sciences. 2023. Vol. 12, No. 5. P. 1-11. DOI: 10.55251/jmbfs.9543.

16. Application of legumes in plant-based milk alternatives: a review of limitations and solutions / Xiong X. [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2024. P. 1-17. DOI: 10.1080/10408398.2024.2365353.

17. Silva A.R.A., Silva M.M.N., Ribeiro B.D. Health issues and technological aspects of plant-based alternative milk. Food Research International. 2020. Vol. 131. P. 108972. DOI: 10.1016/j.foodres.2019.108972.

18. Aydar E.F., Tutuncu S., Ozcelik B. Plant-based milk substitutes: Bioactive compounds, conventional and novel processes, bioavailability studies, and health effects // Journal of Functional Foods. 2020. Vol. 70. P. 103975. DOI: 10.1016/j.jff.2020.103975.

19. Aydar A.Y., Mataracı C.E., Sağlam T.B. Development and modeling of a novel plantbased yoghurt produced by Jerusalem artichoke and almond milk using l-optimal mixture design // Journal of Food Measurement and Characterization. 2021. Vol. 15, No. 4. P. 3079-87. DOI: 10.1007/s11694-021-00884-z.

20. Сельское хозяйство в России. 2021: cтатистический сборник / Росстат. M., 2021. 100 c.

21. Kumari T., Deka S.C. Potential health benefits of garden pea seeds and pods: A review // Legume Science. 2021. Vol. 3, No. 2. DOI: 10.1002/leg3.82.

22. The Current Situation of Pea Protein and Its Application in the Food Industry / Shanthakumar P. [et al.] // Molecules. 2022. Vol. 27, No. 16. P. 5354. DOI: 10.3390/molecules27165354.

23. A Comprehensive Review of Pea (Pisum sativum L.): Chemical Composition, Processing, Health Benefits, and Food Applications / Wu D [et al.] // Foods. 2023. Vol. 12, No. 13. P. 2527-7. DOI: 10.3390/foods12132527.

24. A review on nutritional composition, health benefits and potential applications of byproducts from pea processing / Nasir G. // Biomass Conversion and Biorefinery. 2022. No. 6(14). P. 10829-10842. DOI: 10.1007/s13399-022-03324-0.

25. Ability of (extruded) pea protein products to partially replace pork meat in emulsified cooked sausages / Broucke K. [et al.] // Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2022. Vol. 7. P. 102992. DOI: 10.1016/j.ifset.2022.102992.

26. Boukid F., Rosell C.M., Castellari M. Pea protein ingredients: A mainstream ingredient to (re)formulate innovative foods and beverages. Trends in Food Science & Technology. 2021. Vol. 110. P. 729-42. DOI: 10.1016/j.tifs.2021.02.040.

27. Fermentation of plant-based milk alternatives for improved flavour and nutritional value / Tangyu M. [et al.] // Applied Microbiology and Biotechnology. 2019. Vol. 103(23/24). P. 9263-75. DOI: 10.1007/s00253-019-10175-9.

28. Трансформация технологических свойств и органолептических характеристик растительного сырья в получении ферментированных аналогов молочных продуктов / Галочкина Н.А. [и др.] // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2023. № 4. С. 92-99. DOI: 10.24412/2311-6447-2023-4-92-99.

29. Stobiecka M., Król J., Brodziak A. Antioxidant Activity of Milk and Dairy Products. Animals. 2022. No. 12(3). P. 245. DOI: 10.3390/ani12030245.

30. Fermentation Affects the Antioxidant Activity of Plant-Based Food Material through the Release and Production of Bioactive Components / Zhao Y.S. [et al.] // Antioxidants. 2021. No. 10(12). P. 2004. DOI: 10.3390/antiox10122004.

31. Mondragon A.C., Miranda J.M., Lombardo M., Koch W., Raposo A., et al. The Impact of Fermentation on the Antioxidant Activity of Food Products / Sümeyye S. [et al.] // Molecules. 2024. Vol. 29, No. 16. P. 3941-1. DOI: 10.3390/molecules29163941.

32. Alam S., Begum R.A., Shahjahan R.M., Khandaker A.M. The role of probiotics on animal health and nutrition / Anee I.J. [et al.] // The Journal of Basic and Applied Zoology. 2021. Vol. 82, No. 1. DOI: 10.1186/s41936-021-00250-x.

33. In-Vitro Antibacterial Activity of Probiotic Against Human Multidrug Resistant Pathogens / Saud B. [et al.] // Archives of Veterinary Science and Medicine. 2020. No. 03(01). DOI: 10.26502/avsm.013.

34. Zahrani A.J., Shori A.B. Viability of probiotics and antioxidant activity of soy and almond milk fermented with selected strains of probiotic Lactobacillus.spp // LWT. 2023. Vol. 176. P. 114531. DOI: 10.1016/j.lwt.2023.114531.

35. Batch Fermentation Model of Propionic Acid Production by Propionibacterium acidipropionici in Different Carbon Sources / Coral J. [et al.] // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2008. Vol. 151, No. 2/3. P. 333-41. DOI: 10.1007/s12010-008-8196-1.

36. Antioxidant activity of raw milk and dairy products commonly consumed in Fars province, Iran / Jafari M. [et al.] // J Food Safe & Hyg. 2017. No. 3(1/2).

37. Huo C., Yang X., Li L. Non-beany flavor soymilk fermented by lactic acid bacteria: Characterization, stability, antioxidant capacity and in vitro digestion. Food Chemistry X. 2023. No. 17. P. 100578-8. DOI: 10.1016/j.fochx.2023.100578.

38. Яковченко Н.В., Анцыперова М.А. Перспективы применения пробиотических микроорганизмов при производстве ферментированных продуктов на соевой основе // Аграрная наука. 2024. № 3. С. 149-156. DOI: 10.32634/0869-8155-2024-380-3-149-156.

39. Перспективы применения пробиотических микроорганизмов при производстве ферментированных продуктов на гречневой основе / Гелазов Р.Х. [и др.] // Аграрная наука. 2024. № 4. С. 138-145. DOI: 10.32634/0869-8155-2024-381-4-138-145.

40. Developments in the isolation, composition, and physicochemical properties of legume starches / Ashogbon A.O. [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020. P. 1-22. DOI: 10.1080/10408398.2020.1791048.

41. Егорова, Е.Ю. «Немолочное молоко»: обзор сырья и технологий // Ползуновский вестник. 2018. № 3. С. 25-34.

42. Comparative study on the chemical composition, anthocyanins, tocopherols and carotenoids of selected legumes / Kan L. [et al.] // Food Chemistry. 2018. Vol. 260. P. 317-26. DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.03.148.

43. Impact of molecular structure on the physicochemical properties of starches isolated from different field pea (Pisum sativum L.) cultivars grown in Saskatchewan, Canada / Raghunathan R [et al.] // Food Chemistry. 2017. Vol. 221. P. 1514-21. DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.10.142.