Effect of aeration on the dynamics of antioxidant activity of symbiotic starter culture
Authors: Креккер Людмила Геннадьевна , Донская Галина Андреевна , Колосова Елена Вячеславовна , Дрожжин Виктор Михайлович 
Published: March 2022

Известно, что процессы аутоокисления регулируются системой антиоксидантной защиты клетки. Синтез таких веществ, как каталаза, глутатионпероксидаза, супероксидисмутаза и других ферментов, является наиболее выраженным явлением, связанным с происходящим антиоксидантным ответом. Кроме этого, в системе антиоксидантной защиты микроорганизмов от аутоокисления участвуют также витамины, металлсодержащие белки и, не последнюю роль, играет способность микроорганизмов к поглощению и восстановлению кислорода. Антиоксидантный ответ микроорганизмов, входящих в состав многокомпонентных симбиозов, малоизучен. Ранее было установлено, что окислительный стресс в питательной среде культур анаэробов может вызвать их гибель по причине отсутствия в их клетках антиоксидантных ферментов. В связи с этим, представляет интерес изучение влияния дополнительного перемешивания при культивировании симбиотической закваски, которое может способствовать увеличению ее антиоксидантной активности. Задачей данного исследования является получение экспериментальных данных о влиянии аэрирования на активность антиоксидантной системы симбиотической закваски, имеющей в составе термофильные молочнокислые палочки, стрептобактерии и дрожжи, сбраживающие лактозу, выбор режимов аэрирования, способствующих росту антиоксидантной активности системы, и максимальное сохранение многообразия симбиоза микроорганизмов, реализующих гетероферментативное брожение. Результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что введение дополнительного перемешивания в течение 15 мин через каждый час культивирования способствовало улучшению органолептических показателей закваски, повышению количества дрожжей и, как следствие, накоплению спирта в субстрате. При перемешивании не наблюдалось значительного увеличения количества молочнокислых палочек, но в то же время в некоторых случаях оно не угнетало их рост. Исследование антиоксидантной активности системы показало, что наиболее выраженно этот процесс идет при введении перемешивания через каждый час культивирования. По сравнению с контрольным образцом без перемешивания интенсивность антиоксидантной защиты была на 50% выше. Это чаще всего связано с интенсивным выделением экзоферментов, состав которых требует дальнейшего изучения.

It is known that the processes of auto-oxidation are regulated by the antioxidant protection system of the cell. The synthesis of substances such as catalase, glutathione peroxidase, superoxide dismutase and other enzymes is the most pronounced phenomenon associated with the occurring antioxidant response. In addition, vitamins, metal-containing proteins are also involved in the system of antioxidant protection of microorganisms from auto-oxidation, and, not least, the ability of microorganisms to absorb and restore oxygen plays an important role. The antioxidant response of microorganisms that are part of multicomponent symbioses is poorly understood. It was previously found that oxidative stress in the nutrient medium of anaerobic cultures can cause their death due to the absence of antioxidant enzymes in their cells. In this regard, it is of interest to study the effect of additional mixing during the cultivation of a symbiotic starter culture, which can contribute to an increase in its antioxidant activity. The objective of this study is to obtain experimental data on the effect of aeration on the activity of the antioxidant system of a symbiotic starter culture consisting of thermophilic lactic acid rods, streptobacteria and yeast fermenting lactose, the choice of aeration modes that promote the growth of the antioxidant activity of the system and the maximum preservation of the diversity of the symbiosis of microorganisms implementing heterofermentative fermentation. The results of the conducted experimental studies showed that the introduction of additional stirring for 15 minutes after each hour of cultivation contributed to the improvement of the organoleptic parameters of the starter culture, an increase in the amount of yeast and, as a consequence, the accumulation of alcohol in the substrate. When stirring, there was no significant increase in the number of lactic acid sticks, but at the same time, in some cases, it did not inhibit their growth. A study of the antioxidant activity of the system showed that this process is most pronounced when mixing is introduced every hour of cultivation. In comparison with the control sample without mixing, the intensity of antioxidant protection was 50% higher. This is most often associated with the intensive release of exoenzymes, the composition of which requires further study.