Продовольчі ресурси. 2023. N 20. Стаття 09 — Інститут продовольчих ресурсів НААН України

Деталі: Опубліковано: Середа, 02 серпня 2023, 17:55; Перегляди: 178

9 ХЛІБОПЕКАРСЬКІ ЗАКВАСКИ З ПРОТИГРИБКОВОЮ ДІЄЮ
https://doi.org/10.31073/foodresources2023-20-09
Науменко О. В., Червінський В. О.
Сторінки: 88-98
Короткий огляд
Предмет. Протигрибкові властивості мікробіоти хлібопекарської закваски. Мета. Аналіз даних літературних джерел, які присвячені науковим дослідженням протигрибкових властивостей заквасок у технології виготовлення хліба та хлібобулочних виробів. Методи. При написанні статті використовували аналітичні методи досліджень. Аналізували інформацію з баз даних, включаючи PubMed, Scopus та Web of Sciences. Результати. Хліб є одним із найпопулярніших продуктів у всьому світі, його щорічне виробництво оцінюється в 100 мільйонів тон. Однак, хліб дуже вразливий до ураження плісеневими грибами, що призводить до погіршення якості, аромату, смаку, текстури та поживної цінності продукту, скорочує термін зберігання. Крім того, багато грибів роду Aspergillus, Penicillium і Fusarium можуть виробляти мікотоксини, які є потенційно токсичними для людини. На сьогоднішній день для збереження хліба застосовуються різні фізико-хімічні методи, серед яких широко використовується додавання хімічних консервантів. Проте хімічні консерванти негативно впливають не тільки на сенсорні властивості хліба, але й на здоров'я споживачів, накопичуючись в організмі. Тому біоконсервування, тобто використання мікроорганізмів як консервантів на заміну хімічних речовин, викликає все більший інтерес. Науковцями проведено багато досліджень хлібопекарської мікробіоти з метою пошуку ефективних штамів із протигрибковою активністю, і більшість з них належать до родів Lactobacillus та Propionibacterium. Вони утворюють низку антимікробних і антигрибкових метаболітів, таких як: органічні кислоти, жирні кислоти, циклічні дипептиди, вуглекислий газ, етанол, перекис водню, діацетил, бактеріоцини та антибіотики. Молочнокислі та пропіоновокислі бактерії демонструють виражену видову- та штамоспецифічну варіабельність протигрибкової активності, що обумовлює необхідність проведення цілеспрямованої селекційної роботи щодо відбору активних культур. Сфера застосування результатів. Молочнокислі та пропіоновокислі бактерії виробляють різноманітні протигрибкові сполуки, синергічна дія яких запобігає росту широкого спектру контамінантів, і тому можуть бути використані як захисні культури для підвищення мікробіологічної, фунгіцидної безпеки харчових продуктів, зокрема, хліба та хлібобулочних виробів, без зміни їх сенсорних характеристик.
Ключові слова: молочнокислі бактерії, пропіоновокислі бактерії, закваска, мікотоксини, протигрибкова активність, хліб.
Бібліографія
1. Gruber-Dorninger, C., Jenkins, T., Schatzmayr, G. (2019). Global Mycotoxin Occurrence in Feed: A Ten-Year Survey. Toxins. 11:375.
2. Warth, В., Parich, А., Atehnkeng, J., Bandyopadhyay, R., Schuhmacher, R., Sulyok, M., Krska, R. (2012). Quantitation of mycotoxins in food and feed from Burkina Faso and Mozambique using a modern LC-MS/MS multitoxin method. J Agric Food Chem. 60(36):9352–63. https://doi.org/10.1021/jf302003n.
3. Fisher, M., Henk, D., Briggs, C. et al. (2012). Emerging fungal threats to animal, plant and ecosystem health. Nature. 484: 186–194. https://doi.org/10.1038/nature10947.
4. Hernández-Martínez, R., Navarro, I. (2010). Aflatoxin levels and exposure assessment of Spanish infant cereals. Food Additives and Contaminants: Part B Surveillance. 3(4):275–288. https://doi.org/10.1080/19393210.2010.531402.
5. Marin, S., Ramos, A. J., Cano-Sancho, G., Sanchis, V. (2013). Mycotoxins: occurrence, toxicology, and exposure assessment. Food Chem Toxicol. 60:218–37. https://doi.org/ 10.1016/j.fct.2013.07.047.
6. Cauvain, S. (2015). Bread Spoilage and Staling. In: Technology of Breadmaking. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-14687-4_10.
7. Salaheen, S., Peng, M., Biswas, D. (2014). Replacement of Conventional Antimicrobials and Preservatives in Food Production to Improve Consumer Safety and Enhance Health Benefits іn Book Microbial Food Safety and Preservation Techniques. 1st Edition. CRC Press. 25 p. ISBN9780429168291. https://doi.org/10.1201/b17465-20.
8. Belz, M. C. E., Mairinger, R., Zannini, E., Ryan, L. A. M., Cashman, K. D., Arendt, E. K. (2012). The effect of sourdough and calcium propionate on the microbial shelf-life of salt reduced bread. Appl Microbiol Biotechnol. 96(2):493–501. https://doi.org/10.1007/s00253-012-4052-x.
9. Іщенко, М. М., Кудрявцева, Н. Т., Моісеєнко, Н. С. (2018). Використання натрію бензоату як консерванта у продуктах харчування. Збірник наукових праць «Харчові технології та інженерія». 14(1):44–49.
10. Varsha, K. K., Nampoothiri, K. N. (2016). Appraisal of lactic acid bacteria as protective cultures. Food Control. 69: 61–64. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2016.04.032.
11. Ma, S., Wang, Z., Guo, X., Wang, F., Huang, J., Sun, B., et al. (2021). Sourdough improves the quality of whole-wheat flour products: mechanisms and challenges – a review. Food Chem. 360:130038. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130038.
12. Illueca, F., Moreno, A., Calpe, J., Nazareth, T. dM., Dopazo, V., Meca, G., Quiles, J. M., Luz, C. (2023). Bread Biopreservation through the Addition of Lactic Acid Bacteria in Sourdough. Foods. 12(4):864. https://doi.org/10.3390/foods12040864.
13. Ryan, L. A. M., Bello, F. D., Arendt, E. K. (2008). The use of sourdough fermented by antifungal LAB to reduce the amount of calcium propionate in bread. International Journal of Food Microbiology. 125 (3):274-278. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2008.04.013.
14. Mohan, D. (2017). Evaluating the behaviour of probiotic Lactobacillus plantarum 299 v in non-dairy oat based yogurt using two different packaging materials. Published by Division of Packaging Logistics Department of Design Sciences Faculty of Engineering LTH, Lund University P.O. Box 118, SE-221 00 Lund, Sweden. 65р. ISBN 978-91-7753-363-4.
15. Науменко, О., Чиж, В. (2022). Біотехнологічні показники хлібопекарських заквасок (Огляд літератури). Продовольчі ресурси. № 10 (19): 107–115. https://doi.org/10.31073/foodresources2022-19-12.
16. Gadaga, T. H., Mutukumira, A. N., Narvhus, J. A. (2000). The use of Lactobacillus spp. and yeast as starter cultures for enhancing the quality of Zimbabwean sourdough bread. Int J Food Microbiol. 63(1-2):71–81. https://doi.org/10.1016/s0168-1605(00)00356-6. PMID: 11035007.
17. Oranusi, S., Braide, W., Oguoma, O. I. (2013). Antifungal properties of lactic acid bacteria (LAB) isolated from Ricinus communis, Pentaclethra macrophylla and yoghurts. Global Advanced Research Journal of Food Science and Technology. 2(1):001–006. http://garj.org/garjfst/index.htm.
18. Le Lay, C., Mounier, J., Vasseur, V., Weill, A., Blay, G.L., Barbier, G., Coton, E. (2016). In vitro and in situ screening of lactic acid bacteria and propionibacteria antifungal activities against bakery product spoilage molds. Food Control. 60:247–255. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2015.07.034.
19. Ran, Q., Yang, F., Geng, M., Qin, L., Chang, Z., Gao, H., Jiang, D., Zou, C., Jia, C. (2022). A mixed culture of Propionibacterium freudenreichii and Lactiplantibacillus plantarum as antifungal biopreservatives in bakery product. Food Bioscience. 47:101456. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2021.101456.
20. Lind, H., Jonsson, H., Schnürer, J. (2005). Antifungal effect of dairy propionibacteria – contribution of organic acids. International Journal of Food Microbiology. 98(2):157–165. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2004.05.020.
21. Valerio, F., Favilla, M., Bellis, P. D., Sisto, A., de Candia, S., Lavermicocca, P. (2009). Antifungal activity of strains of lactic acid bacteria isolated from a semolina ecosystem against Penicillium roqueforti, Aspergillus niger and Endomyces fibuliger contaminating bakery products. Systematic and Applied Microbiology. 32(6):438–448. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2009.01.004.
22. Bello, F. D., Clarke, C. I., Ryan, L. A. M., Ulmer, H., Schober, T. J., Ström, K., Sjögren, J., van Sinderen, D., Schnürer, J., Arendt, E. K. (2007). Improvement of the quality and shelf life of wheat bread by fermentation with the antifungal strain Lactobacillus plantarum FST 1.7. Journal of Cereal Science. 45(3):309–318. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2006.09.004.
23. Axel, C., Brosnan, B., Zannini, E., Peyer, L. C., Furey, A., Coffey, A., Arendt, E. K. (2016). Antifungal activities of three different Lactobacillus species and their production of antifungal carboxylic acids in wheat sourdough. Appl. Microbiol. Biotechnol. 100: 1701–1711.
24. Simões, L., Fernandes, N., Teixeira, J., Abrunhosa, L., Dias, D. R. (2023). Brazilian Table Olives: A Source of Lactic Acid Bacteria with Antimycotoxigenic and Antifungal Activity. Toxins. 15(1):71. https://doi.org/10.3390/toxins15010071.
25. Steve, F., Coton, M., Debaets, S., Coton, E., Tatsadjieu, L. N., Mohammadou, B. A. (2021). Bacterial diversity of traditional fermented milks from Cameroon and safety and antifungal activity assessment for selected lactic acid bacteria. LWT – Food Science and Technology. 138:110635. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110635.
26. Thierry, A., Deutsch, S.-M., Falentin, H., Dalmasso, M., Cousin, F. J., Jan, G. (2011). New insights into physiology and metabolism of Propionibacterium freudenreichii. Int. J. Food Microbiol. 149: 19–27. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2011.04.026.
27. Salas, M. L, Mounier, J., Valence, F., Coton, M., Thierry, A., Coton, E. (2017). Antifungal Microbial Agents for Food Biopreservation – A Review. Microorganisms. 5(3):37. https://doi.org/10.3390/microorganisms5030037.
28. Le Lay, C., Coton, E., Le Blay, G., Chobert, J.-M., Haertlé, T., Choiset, Y., Van Long, N. N., Meslet-Cladière, L., Mounier, J. (2016). Identification and quantification of antifungal compounds produced by lactic acid bacteria and propionibacteria. Int. J. Food Microbiol. 239:79–85. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2016.06.020.
29. Schwenninger, S. M., Lacroix, C., Truttmann, S., Jans, C., Spörndli, C., Bigler, L., Meile, L. (2008). Characterization of low-molecular-weight antiyeast metabolites produced by a food-protective Lactobacillus-Propionibacterium coculture. J. Food Prot. 71(12): 2481–2487. https://doi.org/10.4315/0362-028x-71.12.2481.
30. Dagnas, S., Gauvry, E., Onno, B., Membré, J.-M. (2015). Quantifying Effect of Lactic, Acetic, and Propionic Acids on Growth of Molds Isolated from Spoilesd Bakery Products. Journal of Food Protection. 78(9):1689-1698. https://doi.org/10.4315/0362-028X.JFP-15-046
31. Salas, L., Mounier, J., Maillard, M. B., Valence, F., Coton, E., Thierry, A. (2019). Identification and quantification of natural compounds produced by antifungal bioprotective cultures in dairy products. Food Chem. 301:125260. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125260.
32. Martin, H., Maris, P. (2012). Synergism between hydrogen peroxide and seventeen acids against five Agri-food-borne fungi and one yeast strain. J. Appl. Microbiol. 113(6): 1451–1460. doi: 10.1111/jam.12016.
33. Nionelli, L., Wang ,Y., Pontonio, E., Immonen, M., Rizzello, C.G., Maina, H. N., Katina, K., Coda, R. (2020). Antifungal effect of bioprocessed surplus bread as ingredient for bread-making: identification of active compounds and impact on shelf-life. Food Control. 118:107437. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2020.107437.
34. Muhialdin, B. J., Algboory, H. L., Kadum, H., Mohammed ,N. K., Saari, N., Hassan, Z., Meor, H. A. S. (2020). Antifungal activity determination for the peptides generated by Lactobacillus plantarum TE10 against Aspergillus flavus in maize seeds. Food Control. 109:106898. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2019.106898.
35. Aunsbjerg, S. D., Honoré, A. H., Marcussen, J., Ebrahimi, P., Vogensen, F. K., Benfeldt, T., Skov, S. (2015). Knøchel Contribution of volatiles to the antifungal effect of Lactobacillus paracasei in defined medium and yogurt. Int. J. Food Microbiol. 194: 46–53. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2014.11.007.
36. Ryan, L. A. M., Zannini, E., Dal Bello, F., Pawlowska, A., Koehler, P., Arendt, E. K. (2011). Lactobacillus amylovorus DSM 19280 as a novel food-grade antifungal agent for bakery products. Int. J. Food Microbiol. 146(3):276–283. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2011.02.036.
37. Schmidt, M., Lynch, K. M., Zannini, E., Arendt, E. K. (2018). Fundamental study on the improvement of the antifungal activity of Lactobacillus reuteri R29 through increased production of phenyllactic acid and reuterin. Food Control. 88:139–148. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2017.11.041.
38. Chen, H., Ju, H., Wang, Y., Du, G., Yan, X., Cui, Y., Yuan, Y., Yue, T. (2021). Antifungal activity and mode of action of lactic acid bacteria isolated from kefir against Penicillium expansum. Food Control. 130:108274. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2021.108274.
39. Yépez, A., Luz, C., Meca, G., Vignolo, G., Mañes, J., Aznar, R. (2017). Biopreservation potential of lactic acid bacteria from Andean fermented food of vegetal origin. Food Control. 78 (464): 393–400. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2017.03.009.
40. Tinzl-Malang, S. K., Peter Rast, P., Grattepanche, F., Sych, J., Lacroix, C. (2015). Exopolysaccharides from co-cultures of Weissella confusa 11GU-1 and Propionibacterium freudenreichii JS15 act synergistically on wheat dough and bread texture. Int J Food Microbiol. 214:91–101. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2015.07.025. Epub 2015 Jul 23.