Разработка инновационной закваски для использования в технологии цельнозер

Актуальность. Для повышения качества и безопасности цельнозернового хлеба используются закваски на основе пробиотиков. Задача исследования — использование в качестве сред для ферментации растительных субстратов с пребиотическими свойствами. В качестве такого субстрата может служить цельнозерновая гречневая мука, богатая антиоксидантами, незаменимыми аминокислотами, витаминами и минералами. Ферментация с использованием пробиотических заквасок в технологии цельнозернового хлеба повышает биодоступность активных соединений, пищевую ценность и микробиологическую безопасность продукта.
Методы. Представлены экспериментальные данные о влиянии цельнозерновой гречневой муки на рост молочнокислых бактерий и пробиотического штамма дрожжей при производстве густых заквасок. Изучены антагонистические свойства заквасочных микроорганизмов по отношению к Bacillus subtilis и плесневым грибам родов Aspergillus, Penicillium, Mucor и Rhizopus, а также ферментативная активность закваски. Определены оптимальная дозировка густой гречневой пробиотической закваски для производства цельнозернового хлеба, аминокислотный состав и антиоксидантная активность полученного хлеба.
Результаты. Установлено, что заквасочные штаммы лучше развиваются на питательной среде, приготовленной из гречихи сорта Башкирская красноперая. Антагонистическая активность изученных штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей отмечена по отношению к Bacillus subtilis ВКМ-Б-501 и некоторым штаммам плесневых грибов родов Aspergillus, Penicillium, Mucor и Rhizopus. Для создания густой гречневой пробиотической закваски отобраны наиболее перспективные штаммы молочнокислых бактерий.
Закваска признана пригодной для хлебопекарного применения. Оптимальное количество густой гречневой пробиотической закваски составило 40% от массы диспергированного зерна пшеницы. Использование этой закваски в технологии цельнозернового хлеба позволило получить хлеб с повышенной антиоксидантной активностью и более сбалансированным аминокислотным составом.

1. Akamine I.T., Mansoldo F.R.P., Vermelho A.B. Probiotics in the Sourdough Bread Fermentation: Current Status. Fermentation. 2023; 9(2): 90. https://doi.org/10.3390/fermentation9020090

2. Pejcz E., Lachowicz-Wiśniewska S., Nowicka P., Wojciechowicz-Budzisz A., Harasym J. Enhancing Bread’s Benefits: Investigating the Influence of Boosted Native Sourdough on FODMAP Modulation and Antioxidant Potential in Wheat Bread. Foods. 2023; 12(19): 3552. https://doi.org/10.3390/foods12193552

3. Ma S. et al. Sourdough improves the quality of whole-wheat flour products: Mechanisms and challenges — A review. Food Chemistry. 2021; 360: 130038. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130038

4. Gänzle M.G., Zheng J. Lifestyles of sourdough lactobacilli — Do they matter for microbial ecology and bread quality?. International Journal of Food Microbiology. 2019; 302: 15–23. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2018.08.019

5. Китаевская С.В., Камартдинова Д.Р., Романова Н.К., Решетник О.А. Влияние заквасок молочнокислых бактерий на качественные характеристики зернового хлеба. Фундаментальные аспекты и практические вопросы современной микробиологии и биотехнологии. Материалы Национальной научно-практической конференции с международным участием, посвященной 70-летию со дня рождения почетного работника высшего профессионального образования Российской Федерации, заслуженного деятеля науки и техники Ульяновской области доктора биологических наук, профессора Д.А. Васильева. Ульяновск: Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина. 2022; 290–297. https://elibrary.ru/slgqsc

6. Черткова А.Д. Повышение устойчивости к микробиологической порче пшеничного хлеба с применением молочнокислой закваски на основе Lactobacillus Brevis-78. Многополярный мир в фокусе новой действительности. Материалы XIII Евразийского экономического форума молодежи. Екатеринбург: Уральский государственный экономический университет. 2023; 3: 33–35. https://elibrary.ru/muthwl

7. Нектаревская А.Д., Бортникова Е.В., Моргуль Е.В., Белик С.Н., Крючкова В.В., Контарева В.Ю. Биологические эффекты про- и пребиотиков в функциональных продуктах питания. Развитие животноводства, современные технологии производства продуктов питания, производственная и гигиеническая безопасность здоровья. Материалы Международной научнопрактической конференции. Персиановский: Донской государственный аграрный университет. 2023; 1: 38–43. https://elibrary.ru/jmwypx

8. Лосевская С.А., Базилевская А.А. Пробиотики и пребиотики и их значение в пищевой биотехнологии. Актуальные аспекты развития науки и общества в эпоху цифровой трансформации. Сборник материалов XX Международной научно-практической конференции. М.: Центр развития образования и науки. 2025; 174–177. https://elibrary.ru/xdmlws

9. Лоуренс Ю., Резниченко И.Ю., Мирошина Т.А. Характеристика пребиотиков и пробиотиков как продуктов и ингредиентов функционального назначения. Современные технологии в сфере сельскохозяйственного производства и образования. Материалы XV Международной научно-практической конференции на иностранных языках. Кемерово: Кузбасский ГАУ. 2024; 234–236 (на англ. яз.). https://elibrary.ru/gupfgb

10. Oliveira R.P.S. et al. Effect of different prebiotics on the fermentation kinetics, probiotic survival and fatty acids profiles in nonfat symbiotic fermented milk. International Journal of Food Microbiology. 2009; 128(3): 467–472. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2008.10.012

11. Qin P., Wu L., Yao Y., Ren G. Changes in phytochemical compositions, antioxidant and α-glucosidase inhibitory activities during the processing of tartary buckwheat tea. Food Research International. 2013; 50(2): 562–567. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2011.03.028

12. Coman M.M. et al. Effect of buckwheat flour and oat bran on growth and cell viability of the probiotic strains Lactobacillus rhamnosus IMC 501®, Lactobacillus paracasei IMC 502® and their combination SYNBIO®, in synbiotic fermented milk. International Journal of Food Microbiology. 2013; 167(2): 261–268. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2013.09.015

13. Christa K., Soral-Śmietana M. Buckwheat grains and buckwheat products — nutritional and prophylactic value of their components — a review. Czech Journal of Food Sciences. 2008; 26(3): 153–162. https://doi.org/10.17221/1602-CJFS

14. Жамел А., Искакова Г.К., Изембаева А.К., Байысбаева М.П. Обоснование использования гречневой и кукурузной муки в технологии безглютеновых макаронных изделий. Аграрная наука. 2023; (5): 93–97. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-370-5-93-97

15. Кузнецова Е.А., Ребезов М.Б., Кузнецова Е.А. Биохимические показатели состава и свойств зерна Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn. и изменение некоторых из них при ферментативном гидролизе. Аграрный вестник Урала. 2025; 25(9): 1395‒1405 (на англ. яз.). https://doi.org/10.32417/1997-4868-2025-25-09-1395-1405

16. Lee H.-S., Kim M.-K. Growth Responses of Grain Extracts on Human Intestinal Bacteria. Food Science and Biotechnology. 2000; 9(6): 387–390.

17. Ugural A., Akyol A. Can pseudocereals modulate microbiota by functioning as probiotics or prebiotics?. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020; 62(7): 1725–1739. https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1846493

18. Wronkowska M., Jeliński T., Majkowska А., Zieliński Н. Physical Properties of Buckwheat Water Biscuits Formulated from Fermented Flours by Selected Lactic Acid Bacteria. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2018; 68(1): 25‒31. https://doi.org/10.1515/pjfns-2017-0027

19. Kowalska E., Ziarno M. The Possibility of Obtaining Buckwheat Beverages Fermented with Lactic Acid Bacteria and Bifidobacteria. Ziarno M. (ed.). Milk Substitutes — Selected Aspects. IntechOpen. 2020. https://doi.org/10.5772/intechopen.94913

20. Fogacci F., Borghi C., Cicero A.F.G. Functional Foods and Nutraceuticals to Reduce the Risk of Cardiometabolic Disease: Where We Are, and Where We Are Going. Nutrients. 2024; 16(18): 3152. https://doi.org/10.3390/nu16183152

21. Trimarco B., Santulli G. Dietary Supplements in Cardiovascular and Metabolic Diseases. Nutrients. 2024; 16(10): 1418. https://doi.org/10.3390/nu16101418

22. Clark C.S. et al. Sourdough starter culture microbiomes influence physical and chemical properties of wheat bread. Journal of Food Science. 2024; 89(3): 1414–1427. https://doi.org/10.1111/1750-3841.16957

23. Hernández-Velázquez R. et al. The future is fermented: Microbial biodiversity of fermented foods is a critical resource for food innovation and human health. Trends in Food Science & Technology. 2024; 150: 104569. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2024.104569

24. Локачук М.Н., Савкина О.А. Разработка метода одновременного учета молочнокислых и пропионовокислых бактерий в хлебопекарных заквасках. Актуальные проблемы биоразнообразия и биотехнологии. Материалы IV Международной научно-практической конференции. Астрахань: Астраханский государственный университет им. В.Н. Татищева. 2025; 71–74. https://elibrary.ru/hcnfms

25. Fernández-Peláez J., Paesani C., Gómez M. Sourdough Technology as a Tool for the Development of Healthier Grain-Based Products: An Update. Agronomy. 2020; 10(12): 1962. https://doi.org/10.3390/agronomy10121962

26. Gupta R.K., Gangoliya S.S., Singh N.K. Reduction of phytic acid and enhancement of bioavailable micronutrients in food grains. Journal of Food Science and Technology. 2015; 52(2): 676–684. https://doi.org/10.1007/s13197-013-0978-y

27. Abbondio M. et al. Fecal Metaproteomic Analysis Reveals Unique Changes of the Gut Microbiome Functions After Consumption of Sourdough Carasau Bread. Frontiers in Microbiology. 2019; 10: 1733. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01733

28. Moroni A.V., Zannini E., Sensidoni G., Arendt E.K. Exploitation of buckwheat sourdough for the production of wheat bread. European Food Research and Technology. 2012; 235(4): 659–668. https://doi.org/10.1007/s00217-012-1790-z

29. Рустемова А.Ж., Ребезов М.Б. Зернобобовая смесь как перспективный сырьевой источник в технологии хлебопечения. Аграрная наука. 2023; (6): 121–125. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-371-6-121-125

30. Рустемова А.Ж., Ребезов М.Б. Применение зернобобовой смеси для хлебобулочных изделий. Аграрная наука. 2023; (8): 137–142. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2023-373-8-137-142

31. Silva В.A., Ferreres F., Malva J.O., Dias A.C.P. Phytochemical and antioxidant characterization of Hypericum perforatum alcoholic extracts. Food Chemistry. 2005; 90(1–2): 157–167. https://dx.doi.org/doi:10.1016/j.foodchem.2004.03.049

32. Pereira D.I.A., McCartney A.L., Gibson G.R. An in Vitro Study of the Probiotic Potential of a Bile-Salt-Hydrolyzing Lactobacillus fermentum Strain, and Determination of Its Cholesterol-Lowering Properties. Applied and Environmental Microbiology. 2003; 69(8): 4743–4752. https://doi.org/10.1128/AEM.69.8.4743-4752.2003

33. Venturi M., Guerrini S., Granchi L., Vincenzini M. Typing of Lactobacillus sanfranciscensis isolates from traditional sourdoughs by combining conventional and multiplex RAPD-PCR profiles. International Journal of Food Microbiology. 2012; 156(2): 122–126. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2012.03.011

34. Battcock M., Azam-Ali S. Fermented fruits and vegetables: A global perspective. FAO Agricultural Services Bulletin No. 134. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 1998; 96. ISBN 92-5-104226-8