Лактобациллы как дополнительные культуры в сыроделии

Выработка сыров из термически обработанного молока в промышленных масштабах невозможна без использования коммерческих бактериальных заквасок, включающих ограниченное количество видов и штаммов микроорганизмов. Это приводит к тому, что сенсорные показатели сыров массового производства практически не различаются. Традиционные сыры из непастеризованного молока отличаются более выраженным и разнообразным вкусом. Научная литература описывает значительное таксономическое разнообразие микробиоты традиционных сыров, в том числе лактобацилл незаквасочного происхождения. Органолептические показатели и безопасность сыров напрямую зависят от состава этой микробиоты. В данной работе рассмотрены основные моменты таксономической реформы лактобацилл, в результате которой объединены два семейства Lactobacillaceae и Leuconostocaceae, а род лактобацилл разделен на 25 родов. Приведено новое описание семейства и некоторых видов молочнокислых палочек, использующихся в заквасках. Продемонстрирована сложная вариабельная автохтонная микробиота сыров и возможность за счет внесения отобранных автохтонных дополнительных культур стабилизировать ферментацию при изготовлении сыров из сырого молока и улучшать их качество без потери индивидуальности. При производстве сыров из пастеризованного молока эти культуры улучшают сенсорные показатели продукта и придают ему оригинальные вкусовые оттенки.В ряде работ показано, что пробиотические бактерии интенсивно развиваются и долго сохраняют жизнеспособность в сырах даже длительного созревания. Такие сыры могут быть носителями живых пробиотиков и их метаболитов, полезных для здоровья потребителей. В данном обзоре обобщены сведения о перспективных направлениях расширения видового спектра дополнительных культур для разработки отечественных заквасок для сыроделия. Учитывая, что микробиология сыроделия представляет собой весьма обширную и до конца не изученную область, обзор не претендует на исчерпывающий анализ всех существующих подходов.

1. Лепилкина, О. В., Григорьева, А. И. (2023). Ферментативный протеолиз при преобразовании молока в сыр. Пищевые системы, 6(1), 36–45.

2. McSweeney, P.L.N., Cotter, P.D., Everett, D.W. (2017). Cheese: Chemistry, Physics and Microbiology. Academic Press, 2017.

3. Chessa, L., Paba, A., Daga, E., Dupré, I., Piga, C., Di Salvo, R. et al. (2021). Autochthonous natural starter cultures: A chance to preserve biodiversity and quality of Pecorino Romano PDO Cheese. Sustainability, 13(15), Article 8214. https://doi.org/10.3390/su13158214

4. Rozos, G., Voidarou, C., Stavropoulou, E., Skoufos, I., Tzora, A., Alexopoulos, A. et al. (2018). Biodiversity and microbial resistance of lactobacilli isolated from the traditional greek cheese kopanisti. Frontiers in Microbiology, 9, Article 517. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00517

5. Tsisaryk, O., Slyvka І., Musiy, L. (2017). Screening of technological properties of natural strains of lactic acid bacteria. Scientific Messenger LNUVMB, 19(80), 88–92.

6. Vos, P., Garrity, G. M., Jones, D., Krieg, N. R., Ludwig, W., Rainey, F. A. et al. (2009). Bergey’s manual of systematic bacteriology. Springer New York, NY, 2009.

7. Abarquero, D., Duque, C., Bodelón, R., López, I., Muñoz, J., María Fresno, J. et al. (2024). Autochthonous cultures to improve the quality of PGI Castellano cheese: Impact on proteolysis, microstructure and texture during ripening. Food Research International, 186, Article 114306. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114306

8. Margalho, L. P., Jorge, G. P., Noleto, D. A. P., Silva, C. E., Abreu, J. S., Piran, M. V. F. et al. (2021). Biopreservation and probiotic potential of a large set of lactic acid bacteria isolated from Brazilian artisanal cheeses: From screening to in product approach. Microbiological Research, 242, Article 126622. https://doi.org/10.1016/j.micres.2020.126622

9. Çetin, B., Usal, M., Aloğlu, H. Ş., Busch, A., Dertli, E., Abdulmawjood, A. (2024). Characterization and technological functions of different lactic acid bacteria from traditionally produced Kırklareli white brined cheese during the ripening period. Folia Microbiologica, 5. https://doi.org/10.1007/s12223-024-01141-8

10. Гудков, А.В. (2004). Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты. М.: ДеЛи принт, 2004.

11. Елисеева, Т. (2020). Бактериальные культуры «Crealat» и натуральные ферменты «Crearen» — ваш успех в производстве сыров. Сыроделие и маслоделие, 2, 28–29.

12. Кашина, Е. Д. (2020). Возможности расширения горизонтов. Сыроделие и маслоделие, 3, 33–35.

13. Siedler, S., Rau, M. H., Bidstrup, S., Vento, J. M., Aunsbjerg, S. D., Bosma, E. F. et al. (2020). Competitive exclusion is a major bioprotective mechanism of lactobacilli against fungal spoilage in fermented milk products. Applied and Environmental Microbiology, 86(7), Article e02312–19. https://doi.org/10.1128/AEM.02312-19

14. Chr. Hansen. (2021). Chr. Hansen представляет новое поколение защитных культур FreshQ® для молочных продуктов. Молочная промышленность, 6, 30–31.

15. Жданеева, Н. П., Рыбченко, Т. В. (2019). Защитные культуры «Crealat» для сохранения качества молочных продуктов. Молочная промышленность, 12, 44–45.

16. Келяшова, Ю. (2017). Опыт применения защитных культур в производстве полутвердых сыров. Сыроделие и маслоделие, 4, 38–39.

17. Hadef, S., Idoui, T., Sifour, M., Genay, M., Dary-Mourot, A. (2023). Screening of wild lactic acid bacteria from Algerian traditional cheeses and goat butter to develop a new probiotic starter culture. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 15(2), 387–399. https://doi.org/10.1007/s12602-022-10000-2

18. Мордвинова, В. А., Свириденко, Г.М. (2015). Факторы, влияющие на качество сыров типа «Маасдам». Сыроделие и маслоделие, 3, 28–30.

19. Орлова, Т.Н., Функ, И.А., Отт, Е.Ф., Дорофеев, Р.В. (2020). Пропионовокислые бактерии и их значение. Сыроделие и маслоделие, 1, 28–29.

20. Сорокина, Н.П., Кураева, Е.В., Шпак, А.В. (2021). Состав и свойства заквасочной микрофлоры для полутвёрдых сыров. Сыроделие и маслоделие, 3, 42–46. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2021-3-42-46

21. Леванова, Г.Ф., Ефимов, Е.И. (2009). Фенотаксономия и геносистематика лактобацилл. Н. Новгород: изд. Ю. А. Николаев, 2009.

22. Mattarelli, P., Holzapfel, W., Franz, C. M. A. P., Endo, A., Felis, G. E., Hammes, W. et al. (2014). Recommended minimal standards for description of new taxa of the genera Bifidobacterium, Lactobacillus and related genera. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 64(4), 1434–1451. https://doi.org/10.1099/ijs.0.060046-0

23. Ботина, С. Г. Климина, К. М., Коробан, Н.В., Амерханова, А. М., Зинченко, В.В., Даниленко, В.Н. (2010). Реклассификация отечественных пробиотических культур рода Lactobacillus. Генетика, 46(11), 1485–1492.

24. Skerman, V. B. D., Sneath, P. H. A., Mcgowan, V. (1980). Approved lists of bacterial names. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 30(1), 225–420. https://doi.org/10.1099/00207713-30-1-225

25. Oberg, T. S., McMahon, D. J., Culumber, M. D., McAuliffe, O., Oberg, C. J. (2022). Invited review: Review of taxonomic changes in dairy-related Lactobacilli. Journal Dairy Sciences, 105(4), 2750–2770. https://doi.org/10.3168/jds.2021-21138

26. Salvetti, E., Harris, H. M. B., Felis, G. E., O’Toole, P. W. (2018). Comparative genomics of the genus Lactobacillus reveals robust phylogroups that provide the basis for reclassification. Applied and Environmental Microbiology, 84(17), Article e00993–18.

27. Zheng, J., Wittouck, S., Salvetti, E., Franz, C. M. A. P., Harris, H. M. B., Mattarelli, P. et al. (2020). A taxonomic note on the genus Lactobacillus: Description of 23 novel genera, emended description of the genus Lactobacillus Beijerinck 1901, and union of Lactobacillaceae and Leuconostocaceae. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 70(4), 2782–2858. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.004107

28. Pot, B., Salvettic, E., Mattarellid, P., Felisc, G. E. (2019). The potential impact of the Lactobacillus name change: The results of an expert meeting organised by the Lactic Acid Bacteria Industrial Platform (LABIP). Trends in Food Science and Technology, 94, 105–113. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.07.006

29. Будинов, Л.Т. (1908). Сравнительное изучение бактериального населения сыров русско-швейцарского и эмментальского. Вестник Бактериолого- агрономической станции, 14, 43–97.

30. Королёв, С.А. (1924). Микрофлора процесса созревания русского бакштейна. Труды Вологодского Молочно-Хозяйственного Института, 2(4), 111–126.

31. Богданов, В. (1935). Применение протеолитически активных рас молочнокислых микробов (типа Bact. casei) для ускорения созревания сыров. Молочная промышленность, 2(5), 15–18.

32. Рунов, Е.В. (1947). Подбор бактериальных заквасок для голландского сыра. М.: Пищепромиздат, 1947.

33. Бударина, М.Н., Калинина, Г.А., Трофимова, Т.И. (1967). Применение молочнокислых палочек при выработке сыра с низкой температурой второго нагревания. Молочная промышленность, 9, 23–25.

34. Дьяченко, П.Ф., Шидловская, В.П. (1966). Исследование казеинолитической активности молочнокислых бактерий. Прикладная биохимия и микробиология, 2(3), 239–247.

35. Диланян, З.Х., Туманян, В.А. (1968). Накопление свободных аминокислот протеолитически активными молочнокислыми палочками. Биологический журнал Армении, 21(8), 37–42.

36. Гудков, А.В., Алексеева, К.П. (1970). Взаимодействие молочнокислых палочек и маслянокислых бактерий, вызывающих порчу сыра. Молочная промышленность, 1, 25–28.

37. Щетинин, М.П. (2021). Развитие отечественного сыроделия в условиях санкционной политики Евросоюза. Сыроделие и маслоделие, 5, 4–7. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2021-5-4-7

38. Мордвинова, В.А. (2021). Актуальные вопросы ассортиментной политики сыродельного предприятия. Сыроделие и маслоделие, 5, 8–9.

39. Markusková, B., Lichvariková, A., Szemes, T., Koreňová, J., Kuchta, T., Drahovská, H. (2018). Genome analysis of lactic acid bacterial strains selected as potential starters for traditional Slovakian bryndza cheese. FEMS Microbiology Letters, 365(23), Article fny257. https://doi.org/10.1093/femsle/fny257

40. Choi, J., In Lee, S., Rackerby, B., Frojen, R., Goddik, L., Ha, S.-D. et al. (2020). Assessment of overall microbial community shift during Cheddar cheese production from raw milk to aging. Applied Microbiology and Biotechnology, 104(14), 6249–6260. https://doi.org/10.1007/s00253-020-10651-7

41. Wilbey, R.A. (2014). Heat treatment of foods. Principles of Pasteurization. Chapter in book: Encyclopedia of Food Microbiology (Second Edition). Academic Press, 2014. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-384730-0.00159-2

42. Кирик, И.В., Казак, А.Н., Василенко, С.Л., Фурик, Н.Н. (2016). Изучение физиолого-биохимических свойств бактерий Lactobacillus rhamnosus и Lactobacillus fermentum для обеспечения их промышленного культивирования. Актуальные вопросы переработки мясного и молочного сырья, 10, 86–100.

43. Gobbetti, M., De Angelis, M., Di Cagno, R., Mancini, L., Fox, P. F. (2015). Pros and cons for using non-starter lactic acid bacteria (NSLAB) as secondary/adjunct starters for cheese ripening. Trends in Food Science and Technology, 45(2), 167–178. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.07.016

44. de Souza, M. T. P., Fagnani, R., Aragon Alegro, L. C., de Santana, E. H. W. (2024). Non-starter lactic acid bacteria and citrate fermenting bacteria in milk supply chain: Are they easily controlled? International Dairy Journal, 149, Article 105839, https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2023.105839

45. Gatti, M., Bottari, B., Lazzi, C., Neviani, E., Mucchetti, G. (2014). Invited review: Microbial evolution in raw-milk, long-ripened cheeses produced using undefined natural whey starters. Journal of Dairy Science, 97(2), 573–591. https://doi.org/10.3168/jds.2013-7187

46. De Pasquale, I., Di Cagno, R., Buchin, S., De Angeli, S. M., Gobbetti, M. (2019). Use of autochthonous mesophilic lactic acid bacteria as starter cultures for making Pecorino Crotonese cheese: Effect on compositional, microbiological and biochemical attributes. Food Research International, 116, 1344–1356. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.10.024

47. Aljewicz, M., Cichosz, G., Nalepa, B., Kowalska, M. (2014). Influence of probiotics on proteolysis of edam cheese. Food Technology and Biotechnology, 52(4), 439–447. https://doi.org/10.17113/ftb.52.04.14.3659

48. Nicosia, F.D., Pino, A., Maciel, G.L.R., Sanfilippo, R.R., Caggia, C., de Carvalho, A.F. et al. (2023). Technological characterization of lactic acid bacteria strains for potential use in cheese manufacture. Foods, 12(6), Article 1154. https://doi.org/10.3390/foods12061154

49. Carafa, I., Stocco, G., Franceschi, P., Summer, A., Tuohy, KM., Bittante, G. et al. (2019). Evaluation of autochthonous lactic acid bacteria as starter and non-starter cultures for the production of Traditional Mountain cheese. Food Research International, 115, 209–218. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.08.069

50. Araújo-Rodrigues, H., dos Santos, M. T. P. G., Ruiz-Moyano, S., Tavaria, F. K., Martins, A. P. L., Alvarenga, N. et al. (2021). Technological and protective performance of LAB isolated from Serpa PDO cheese: Towards selection and development of an autochthonous starter culture. LWT, 150, Article 112079. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112079

51. Pino, A., Liotta, L., Randazzo, CL., Todaro, A., Mazzaglia, A., De Nardo, F. et al. (2018). Polyphasic approach to study physico-chemical, microbiological and sensorial characteristics of artisanal Nicastrese goat’s cheese. Food Microbiology, 70, 143–154. https://doi.org/10.1016/j.fm.2017.09.005

52. Pisano, M.B., Fadda, M.E., Viale, S., Deplano, M., Mereu, F., Blažić, M. et al. (2022). Inhibitory effect of Lactiplantibacillus plantarum and Lactococcus lactis autochtonous strains against Listeria monocytogenes in a laboratory cheese model. Foods, 11(5), Article 715. https://doi.org/10.3390/foods11050715

53. Behera, S. S., Ray, R. C., Zdolec, N. (2018). Lactobacillus plantarum with functional properties: An approach to increase safety and shelf-life of fermented foods. BioMed Research International, 2018, 1–18. https://doi.org/10.1155/2018/9361614

54. Сорокина, Н.П., Кучеренко, И.В., Бруцкая, А.Л. (2022). Выделение и идентификация молочнокислых палочек, перспективных для сыроделия. Сыроделие и маслоделие, 5, 38–41. https://doi.org/10.31515/2073-4018-2022-5-38-41

55. Кабисов, Р.Г., Козонова, С.Т., Рамонова, Э.В., Рехвиашвили, Э.И., Ваниев, А.Г. (2020). Выделение молочнокислых бактерий из растительных субстратов. Известия Горского государственного аграрного университета, 57(2), 145– 151.

56. Барейко, А.А., Сидоренко, А.В., Новик, Г.И. (2016). Выделение и характеристика молочнокислых бактерий из растительных источников. Микробные биотехнологии: фундаментиальные и прикладные аспекты. Сборник научных трудов. Минск: Издательский дом Белорусская наука, 2016.

57. Келяшова, Ю. (2016). Низкожирные сыры: актуальный тренд российского рынка. Сыроделие и маслоделие, 2, 36–37.

58. Вахрушева, Д. С. (2021). Влияние лактобацилл на формирование органолептического профиля сыров пониженной жирности. Пищевые системы, 4(3S), 31–36. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-3S-31-36

59. Свириденко, Г.М., Вахрушева, Д.С., Свириденко Ю. Я., Мордвинова В. А. (2022). Низкожирный сыр в фокусе диетического питания. Вопросы питания, 91(5), 105–115. https://doi.org/10.33029/0042-8833-2022-91-5-105-115

60. Двоеженова, Е.А., Жабанос, Н.К., Муха, Д.В., Фурик Н. Н. (2022). Биохимическая активность культур молочнокислых бактерий, перспективных для использования при изготовлении сыров с пониженным содержанием жира. Актуальные вопросы переработки мясного и молочного сырья, 17, 129–139.

61. Китаевская, С. В., Пономарев, В. Я., Решетник, О. А. (2022). Оценка протеолитической активности новых штаммов лактобацилл с криорезистентными свойствами. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология,12(1), 76–86. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-1-76-86

62. Albano, C., Morandi, S., Silvetti, T., Casiraghi, M. C., Manini, F., Brasca, M. (2018). Lactic acid bacteria with cholesterol-lowering properties for dairy applications: In vitro and in situ activity. Journal of Dairy Science, 101(12), 10807– 10818. https://doi.org/10.3168/jds.2018-15096

63. Coelho, M. C., Malcata, F. X., Silva, C. C. G. (2022). Lactic acid bacteria in rawmilk cheeses: From starter cultures to probiotic functions. Foods, 11(15), Article 2276. https://doi.org/10.3390/foods11152276

64. Загайнова, А.В., Федец, З.Е., Панькова, М.Н., Новожилов, К.А., Грицюк, О. В. Курбатова, И.В. (2022). Лактобациллы как составная часть микробиоты кишечника и их значение в физиологическом состоянии человека. Russian Journal of Environmental and Rehabilitation Medicine, 4, 12–25.

65. Petrova, P., Ivanov, I., Tsigoriyna, L., Valcheva, N., Vasileva, E., Parvanova-Mancheva, T. et al. (2021). Traditional Bulgarian dairy products: Ethnic foods with health benefits. Microorganisms, 9(3), Article 480. https://doi.org/10.3390/microorganisms9030480

66. Функ, И. А., Отт, Е. Ф., Дорофеев, Р. В. (2019). Пробиотический полутвердый сыр. Ползуновский вестник, 3, 29–32.

67. Terzić-Vidojević, A., Veljović, K., Tolinački, M., Živković, M., Lukić, J., Lozo, J. et al. (2020). Diversity of non-starter lactic acid bacteria in autochthonous dairy products from Western Balkan Countries — Technological and probiotic properties. Food Research International, 136, Article 109494. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109494