Влияние условий накопления бактериальных полисахаридов при производстве кефира

ЛИТЕРАТУРА

1. Zielinski H., Kozlowska H. Antioxidant activity and total phenolics in selected cereal grains and their different morphological fractions // J. Agr. and Food Chem. - 2000. - Vol. 48. - № 6. -P. 2008-2016.

2. Antioxidant contents and antioxidative properties of traditional rye breads / A. Michalska, A. Ceglinska, R. Amarowicz et al. // J. Arg. and Food Chem. - 2007. - Vol. 55. - № 3. - P. 734-740.

3. Zielinski H., Michalska A., Ceglinska A., Lamparski G. Antioxidant properties and sensory quality of traditional rye bread as affected by the incorporation of flour with different extraction rates in the formulation // Eur. Food Res. and Technol. - 2008. - Vol. 226. - № 4. -P. 671-680.

4. Roginsky V., Lissi E. A. Review of methods to determine chain-breaking antioxidant activity in food // Food Chem. - 2005. -Vol. 92. - № 92. - P. 235-254.

5. Li W., Pickard M.D., Beta T. Effect of thermal processing on antioxidant properties of purple wheat bran // Food Chem. - 2007. -Vol. 104. - № 3. - P. 1080-1086.

6. Rong W., Weibiao Z., Mia I. Comparison study of the effect of green tea extract (GTE) on the quality of bread by instrumental analysis and sensory evaluation // Food Res. Int. - 2007. - Vol. 40. - № 4. - P. 470-479.

Поступила 15.04.10 г.

COMPARATIVE CHARACTERISTIC OF ANTIOXIDANT PROPERTIES OF VARIOUS BREAD GRADES

V.P. BORDINOVA, N.V. MAKAROVA

Samara State Technical University,

244, the main case, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100;ph.: (846) 337-20-69, e-mail: fpp@samgtu.ru

Results of comparative research of the general maintenance of phenolic substances with use of reactant Folin-Ciocalteu for seven grades of bakery products most used in the Samara region are presented. It is investigated antioxidant ability of these bakery products with use of a free radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH).

Key words: bread, antioxidants, antioxidant activity, phenolic substances, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical.

663.1

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИИ НАКОПЛЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КЕФИРА

P.P. ЕНИКЕЕВ, Д.Н. БОБОШКО, A.B. ЗИМИЧЕВ

Самарский государственный технический университет,

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244 (главный корпус); тел./факс: (846) 332-20-69,

электронная почта: fpp@samgtu.ru

Изучено влияние различных факторов на накопление полисахарида молочнокислыми бактериями и прирост биомассы кефирных грибков.

Ключевые слова: кефирные грибки, молочнокислые бактерии, полисахарид.

Полезные свойства кефира обусловлены в значительной степени наличием особого экзополисахарида кефирана, производимого бактерией Lactobacillus kefiranofaciens.

Известно, что кефиран обладает иммуномодулирующим, противоопухолевым, противовоспалительным, ранозаживляющим, противоастматическим действием, способствует снижению кровяного давления и уровня холестерина в крови [1-4], что может быть использовано при разработке функциональных кисломолочных продуктов на основе кефирной закваски.

Цель настоящей работы - определение факторов, влияющих на содержание кефирана в конечном продукте.

Кефирные грибки выращивали на питательной среде на основе обезжиренного молока, дозировка кефирных грибков 2%.

Для количественного анализа полисахарида использовали модифицированный метод [5]. Количественное определение проводили колориметрическим способом при длине волны 490 нм после реакции с

5%-м раствором фенола в концентрированной серной кислоте [6]. В качестве стандарта использовали калибровочную кривую для лактозы.

Для статистической обработки результатов анализа использовали программное обеспечение 81а11вИса у.9. Для построения плана эксперимента 2*(4-1) в качестве факторов, оказывающих влияние на выработку полисахаридов молочнокислыми бактериями [7, 8], были выбраны следующие: температура 30-40°С, углеводное питание (лактоза), азотное питание (цитрат аммония), хлорид кальция.

Диаграмма Парето влияния различных факторов на прирост биомассы кефирных грибков (а) и содержание растворимых полисахаридов в среде (б) представлена на рис. 1. Полученные результаты свидетельствуют, что одни и те же факторы различно влияли на прирост биомассы и содержание растворимого полисахарида. Так, повышение температуры (главный по значимости фактор) до 40°С увеличивало количество полисахарида и одновременно снижало прирост биомассы кефирных грибков. Добавление 0,4% цитрата аммония отри-

(1) Температура

(3) Цитрат аммония

(2) Лактоза

(4) Кальция хлорид

(1) Температура

(3) Цитрат аммония

(4) Кальция хлоред

(2) Лактоза

р = ,05

р = ,05

Рис. 1

цательно сказалось на приросте биомассы, но увеличило выход полисахарида, однако на статистически незначимом уровне (р > 0,05), чтобы свидетельствовать о закономерности.

Была исследована предполагаемая область оптимума производственной кефирной закваски для производства кефирана. Лактозу добавляли в количестве 6%. Использовали центральный композиционный план, альфа для ротатабельности (таблица).

Адекватность полученной модели хорошо отражает нормализованный график остатков ожидаемых и полученных значений (рис. 2). Точки находятся вблизи линии, показывая нормальное распределение остатков.

Поскольку кефирная закваска содержит микрофлору кефирных грибков, то предполагаемый оптимум должен быть, по крайней мере, близок к ранее полученному. Однако как видно по поверхности отклика

общего содержания полисахаридов в среде для различных факторов (рис. 3: границы представлены для 95% доверительного интервала) температурный оптимум ниже выбранных границ определения.

Подтвердилось положительное влияние хлорида кальция на производство полисахарида, тогда как цитрат аммония не оказывает никакого влияния.

Хотя полученная модель не может иметь практического применения, она позволяет раскрыть температурный оптимум производства полисахаридов для кефирных грибков, который, вероятнее всего, соответствует температурному оптимуму Ь. ке/1гапо/ае1ет, хотя имеются сведения о производстве полисахарида бактерией, содержащейся в кефирных грибках, с более высоким температурным оптимумом - Ь. Ьи^апеш НР1, которая также производит кефиран [9].

Таблица

Номер опыта Независимые переменные

в кодированном виде в явном виде

Хі Х2 Х2 г, °С Цитрат аммония, % Хлорид кальция, %

1 -1 37 0,4 0,05

2 -1 1 37 0,4 0,15

3 1 -1 37 0,8 0,05

4 1 1 37 0,8 0,15

5 1 -1 -1 43 0,4 0,05

6 1 -1 1 43 0,4 0,15

7 1 1 -1 43 0,8 0,05

8 1 1 1 43 0,8 0,15

9 -1,681 0 0 34,95 0,6 0,10

10 1,681 0 0 45,05 0,6 0,10

11 0 -1,681 0 40 0,263 0,10

12 0 1,681 0 40 0,936 0,10

13 0 0 -1,681 40 0,6 0,015

14 0 0 1,681 40 0,6 0,184

15 0 0 0 40 0,6 0,10

16 0 0 0 40 0,6 0,10

Содержание

полисахаридов,

мкг/мл

32,09

57,88

12.29 43,90 44,39 33,22 32,57 25,06 74,65 23,15 26,17 55,56 12,45 45,70 40,48

49.30

3.0

-3.0 -----*------------*-----*-----*--------*-----*------*---*-----------

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30

Остаток

Рис. 2

100 00 ТемпеРатУРа Цитрат аммония СаС12

32,4 37,5 42,5 47,6 0,1 0,4 0,8 1,1 -0,03 0,06 0,14 0,23

Рис. 3

При брожении кефирных грибков повышение температуры провоцирует экстракцию кефирана из тела кефирного грибка, поэтому в данном случае получают-

ся более высокие значения растворенного полисахарида. Это хорошо согласуется с данными [10]. Полученные результаты могут быть использованы при разработке функциональных кисломолочных продуктов с повышенным содержанием кефирана.

ЛИТЕРАТУРА

1. Antitumor activity in mice of orally administered polysaccharide from kefir grain / M. Shiomi, K. Sasaki, M. Murofushi et al. // Jpn. J. Med. Sci. Biol. - 1982. - Vol. 35. - № 2. - P. 75-80.

2. Antimicrobial and healing activity of kefir and kefiran extract / K.L. Rodrigues, L.R.G. Caputo, I.C.T.C. Carvalho et al. // Intern. Journ. of Antimicrobial Agents. - 2005. - Vol. 25. - P. 404-408.

3. Maeda H., Zhu X., Mitsuoka T. Effects of an exopolysaccharide (kefiran) from Lactobacillus kefiranofaciens on blood glucose in KKAy mice and constipation in SD rats indused by low-fiber diet // Bioscience Microflora. - 2004. - Vol. 23. - № 4. - P. 149-153.

4. Effects of kefiran-feeding on fecal cholesterol excretion, hepatic injury and intestinal histamine concentration in rats / H. Maeda et al. // Bioscience Microflora. - 2005. - Vol. 24. - № 2. - P. 35^0.

5. Cheirsilp B., Shimizu H., Shioya S. Modelling and optimization of environmental conditions for kefiran production by Lactobacillus kefiranofaciens // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2001. -Vol. 57 (5-6).-P. 639-646.

6. Colorimetric method for determination of sugars and related substances / M. Dubois, K.A. Gilles, I.K. Hamilton et al. // Anal. Chem. -1956. -Vol. 28. -P. 250-356.

7. Yokoi H., Watanabe T. Optimum culture conditions for production of kefiran by Lactobacillus sp. KPB-167B isolated from kefir grains // Journ. of Fermentation and Bioengeneering. - 1992. - Vol. 74. -№5.-P. 327-329.

8. Rimada P.S., Abraham A.G. Polysaccharide production by kefir grains during whey fermentation // Journ. of Dairy Research. -2001.-Vol. 68. -P. 653-661.

9. Frengova G.I., Simova E.D., Beshkova D.M., Simov Z.I. Exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria of kefir grains // Z. Naturforsch. - 2002. - Vol. 57. - № 9-10. - P. 805-810.

10. Rimada P.S., Abraham A.G. Polysaccharide production by kefir grains during whey fermentation // Journ. of Dairy Research. -2001.-Vol. 68. -P. 653-661.

Поступила 28.09.10 г.

INFLUENCE OF BACTERIAL POLYSACCHARIDES ACCUMULATION CONDITIONS IN KEFIR PRODUCTION

R.R. ENIKEEV, D.N. BOBOSHKO, A.V. ZIMICHEV

Samara State Technical University,

244, Molodogvardeiskaya st., Samara, 443100; ph./fax: (846) 332-20-69, e-mail: fpp@samgtu.ru

The influence of different factors on polysaccharide accumulation by lactic acid bacteria and increase of kefir grains weight are studied.

Key words: kefir grains, lactic acid bacteria, polysaccharide.