Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В ходе исследований обобщена и систематизирована информация о составе, свойствах и микробиоме нетрадиционных видов муки. Были изучены литературные источники на английском и русском языках, индексируемые в системах Scopus, Web of Science, РИНЦ, за последние 30 лет, приоритет отдавался статьям, опубликованным после 2018-го года. Подробно изучена научная литература, посвященная составу муки различных видов: пшеничной, чечевичной, кокосовой, амарантовой, кукурузной, рисовой, а также муки из гидротермически не обработанного зерна гречихи. Представлена информация о пищевой ценности муки каждого вида, изучено содержание белков различных фракций, их аминокислотный состав, исследован жирнокислотный состав липидов, определено содержание углеводов различных классов, соотношение амилозы и амилопектина в составе крахмала, а также оценены отличительные свойства и хлебопекарный потенциал исследуемых видов муки. Помимо этого, была собрана и систематизирована имеющаяся информация в отношении микробиологического состава нативной муки различных нетрадиционных видов и заквасок на их основе, определены наиболее важные закономерности. Показано, что в спонтанных заквасках большинства изученных видов муки количественно доминируют молочнокислые бактерии (Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus и др.), которые в ходе жизнедеятельности вытесняют большинство исходных нативных микроорганизмов муки. Группой изучены реологические свойства различных смесей пшеничной муки и муки нетрадиционных видов в дозировках 5, 10, 15, 20 и 25%. Оценивали влияние нетрадиционной муки на водопоглотительную способность и амилолитическую активность смеси, устойчивость теста, время тестообразования, степень разжижения и хлебопекарную силу, а также упругость и растяжимость тестовых полуфабрикатов. Добавление амарантовой муки существенно увеличивает водопоглотительную способность смеси – добавление 25% амарантовой муки увеличивает данный показатель на 23%, при этом удельный объём изделия незначительно растёт. Это позволяет дольше сохранить мягкость хлеба. Добавление муки всех остальных видов негативно сказывается на удельном объёме изделий, несмотря на то, что кокосовая и чечевичная мука положительно сказываются на водопоглотительной способности. По сочетанию характеристик в пшеничную муку не рекомендуется добавлять свыше 5% кокосовой муки, 10% чечевичной муки и муки из зелёной гречихи, 15% кукурузной муки и 25% муки из бурого риса. Добавление 25% амарантовой муки рекомендуется на основе проведённых реологических испытаний. В ходе выполнения проекта проводили выделение чистых культур микроорганизмов, присутствующих в спонтанных заквасках на основе различных образцов муки (кукурузной, амарантовой, муки из бурого риса, кокосовой, чечевичной и гидротермически необработанной гречихи). Выделение чистых культур вели, используя чашечный метод Коха с посевами на селективные среды. Культуры выделенных изолятов проверяли на чистоту, при необходимости проводили дополнительную чистку штаммов путем рассевов на селективные среды и повторного отбора единичных колоний. В результате первоначальной микробиологической идентификации для дальнейших исследований были отобраны изоляты дрожжей и бактерий, которые были переданы на идентификацию в ЦКП «Геномные технологии, протеомика и клеточная биология» ФГБНУ ВНИИСХМ. По итогам полученных данных, среди выделенных и идентифицированных микроорганизмов дрожжи Issatchenkia orientalis YIT1 и Wickerhamomyces anomalus S605T, а также штаммы дрожжей российских коллекций ФГБНУ ВНИИСХМ и СПб филиала ФГАНУ НИИХП (RCAM 04545, RCAM 04544, RCAM 01995, RCAM 00432) рекомендованы для разработки хлебопекарных заквасок. Это подтверждается исследованиями физиолого-биохимических свойств штаммов, а также литературными данными о свойствах дрожжей и бактерий рассматриваемых видов. Кроме того, анализ легколетучих метаболитов исследуемых штаммов дрожжей методами газовой хроматографии показал, что полученные ароматические профили не противоречат использованию данных штаммов в составе заквасок. При этом интерес представляют штаммы Issatchenkia orientalis YIT1 и Wickerhamomyces anomalus S605T, характеризующиеся повышенным накоплением сложных эфиров (114±17 и 87±13 мг/дм³ соответственно) по сравнению с другими исследуемыми штаммами. По результатам исследования биохимических свойств, анализа качественного и количественного состава синтезируемых изучаемыми бактериями органических кислот были выбраны наиболее перспективные штаммы молочнокислых бактерий для разработки заквасок – Lb. plantarum 017BL, Lb. brevis 002BL, Lb. brevis 001BL («BSG»), а также выделенный научной группой штамм Leuconostoc mesenteroides (BIT2). Упомянутые штаммы отличаются интенсивным кислотонакоплением, с высокой массовой долей молочной кислоты. На основе рекомендуемых штаммов было предложено 16 композиций микробных заквасок. В ходе работы был оценен потенциал дрожжей Wickerhamomyces anomalus, подтверждены антимикробные свойства штамма S605T в отношении бактерии Bacillus subtilis, одного из возбудителей картофельной болезни хлеба, получены закваски на основе данного штамма, наиболее стабильными из которых оказались образцы с микробными композициями: 1) на основе Lb. plantarum 017BL, Lb. brevis 002BL, Wickerhamomyces anomalus S605T; 2) на основе Lb. plantarum 017BL, Lb. brevis 001BL, Wickerhamomyces anomalus S605T. Закваски на основе представленных композиций на муке из зерна гречихи, не обработанного гидротермически, обладали положительными органолептическими показателями, в них сохранялись и развивались молочнокислые бактерии совместно с дрожжами в пропорциях засева (количественно 1:5:5, Wickerhamomyces anomalus S605T : Lb. plantarum 017BL : Lb. brevis 001BL), выбранных на основе анализа литературных данных. При этом образец закваски на основе Lb. plantarum 017BL, Lb. brevis 002BL, Wickerhamomyces anomalus S605T отличался более выраженным, индивидуальным вкусоароматическим профилем, поэтому был рекомендован для дальнейших исследований на других видах муки. В результате были оценены закономерности развития микроорганизмов в заквасках, было показано, что вид муки значительно сказывается на качественных показателях заквасок. Например, на чечевичной муке закваска на основе Wickerhamomyces anomalus S605T, Lb. brevis 002BL и Lb. plantarum 017BL привела к порче образца. По полученным данным, кокосовая мука не подходит для приготовления заквасок в ввиду высокой водопоглотительной способности. Поэтому для разработки хлебобулочных изделий с добавлением кокосовой муки рекомендуется использовать закваску на основе пшеничной муки. На кукурузной муке ни одна из исследованных заквасок не сформировала приятный вкусоароматический профиль. При этом на муке из бурого риса закваска имела положительные органолептические характеристики, такой результат подтверждает необходимость создания микробных композиций закваски, а также подбора готовых заквасок с учетом особенностей каждого вида муки. Часть исследований описана в диссертационной работе Гурьева Сергея Сергеевича "Разработка микробной закваски для хлебобулочных изделий с мукой из зерна гречихи, не обработанного гидротермически" по специальности: 2.7.1. Биотехнологии пищевых продуктов, лекарственных и биологически активных веществ (технические науки).