Получение чистых культур микроорганизмов для промышленного производства квашеной капусты кимчи



В статье представлена информация о пищевом квашеном продукте кимчи. Отмечено, что кимчи — это продукт, полученный в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, в данном случае молочнокислых бактерий. Обосновано предположение о взаимодействии разных типов микроорганизмов между собой с целью получения готового продукта. Подтверждено участие молочнокислых бактерий в производстве данного продукта.

Ключевые слова: ферментация, микробиология, молочнокислые бактерии, молочнокислое брожение, приготовление продукта, метаболиты.

The article provides information about kimchi, a fermented food product. It is noted that kimchi is a product obtained in the process of vital activity of microorganisms, in this case lactic acid bacteria. The assumption about the interaction of different types of microorganisms with each other, in order to obtain the finished product, is substantiated. The participation of lactic acid bacteria in the production of this product has been confirmed.

Keywords : fermentation, microbiology, lactic acid bacteria, lactic acid fermentation, product preparation, metabolites.

ВВЕДЕНИЕ

Кимчи — это одно из самых широко известных корейских традиционных блюд, которое получается в процессе ферментации пекинской капусты Brassica rapa subsp. pikinensis . Кимчи классифицируется на сотни многообразных видов, в основном по использованию различных овощей в процессе приготовления. В настоящее время кимчи получила всемирное признание как блюдо, имеющее органолептические свойства, а также являясь богатым питательными веществами. Самопроизвольная ферментация кимчи происходит благодаря наличию диких культур микроорганизмов на ингредиентах, использующихся для приготовления этого блюда. При этом важно понимать, что такие факторы как температура, вид кимчи, условия ферментации играют значительную роль в процессе ферментации, а именно в биохимических процессах, протекающих в клетках микроорганизмов. Гетероферментативные молочнокислые бактерии, относящиеся к видам Leuconostoc , Lactobacillus , Weissella , вероятно являются ключевыми микроорганизмами в ферментации кимчи. Они в свою очередь являются неотъемлемой частью этого продукта, так как они определяют отчетливый вкус данного продукта, производя такие важные для человека соединения как: углекислый газ, маннит, этиловый спирт, гамма-аминомаслянная кислота, различные бактериоцины, олигосахариды, конъюгированные линолевые кислоты и орнитин.

Прошлые исследования показали, что Leuconostoc mesenteroides является основополагающим микроорганизмом, присутсвующим при оптимальных условиях ферментации, обычно при правильном созревании кимчи (<10°C). В конечных этапах ферментации преобладает микроорганизм Lactobacillus plantarum , который является нежелательным, так как способен к кислотной порче готового продукта, именно из-за этого процесс ферментации проводят при температуре не выше 10°C, что кардинально сказывается на качестве готового продукта. Важно понимать что при созревании кимчи происходят множественные биохимические процессы, также при использовании свежих мытых овощей происходит частичное заражение продукта нежелательными микроорганизмами, что сказывается на качестве готового продукта, поэтому было бы целесообразно при изготовлении заквасок использовать полезные микроорганизмы, которые ингибируют рост патогенной микрофлоры, например, молочнокислые бактерии Leuconostoc mesenteroides имеют антимикробное, а также противогрибковое действие. Исследования показали, что штамм Leuconostoc mesenteroides LK93 игибирует рост пленко-образующих дрожжей, но при этом в качестве заквасок использовались другие дрожжи, способные использовать органические кислоты в процессе своей жизнедеятельности. Это делалось с целью снижения кислотности в конечных этапах ферментации.

Таблица 1

Микроорганизмы и их воздействие на ферментацию кимчи

Название	Характеристика	Эффекты для кимчи
Lactobacillus plantarum; Saccharomyces cerevisiae; Lactobacillus brevis; Leuconostoc mesenteroides;	Стремительная ферментация	Ускорение процесса ферментации
Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides A02; Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum A18; Leuconostoc paramesenteroides B30; Lactobacillus bavaricus B01; Lactobacillus homohiochhi B21;	Психрофильные молочнокислые бактерии	Ускорение процесса ферментации
Leuconostoc paramesenteroides кислотно-резистентный мутант;	Кислотная резистентность	Ингибирование Lactobacillus plantarum
Leuconostoc mesenteroides	Резистентность к адипиновой кислоте	Отсроченная асидификация
Saccharomyces fermentati	Синтез ароматических соединений	Увеличение комплексности вкуса

Экспериментальная часть

Чтобы вкус и качество кимчи было на высоком уровне, был сделан вывод, что кимчи, приготовленное в контролируемых условиях, было на порядок вкуснее, а также содержало больше питательных веществ. Для этого было приготовлено кимчи, температура созревания была 10°C, и бралась проба каждые три дня, начиная со второго. Для получения накопительной̆ культуры отбирали пробу из рассола кимчи. 1 мл рассола стерильной̆ пипеткой и вносили в пробирку с 9 мл стерильной воды и таким образом готовили 5 последовательных разведений. Затем из трех последних пробирок делали посев на поверхность питательной среды (MRS-агар) и (Ли-агар), чашки помещали в термостат, инкубируя при 30°C 7 суток. Было взято 4 пробы: 5 декабря 2021, 8 декабря 2021, 11 декабря 2021, 14 декабря 2021. По пять чашек петри на каждый вид среды.

Выделение чистых культур

Для выделения чистых культур использовали среду MRS модифицированного состава, который указан в таблице 2.

Таблица 2

Состав питательной среды MRS

Наименование компонентов	Содержание, г/л
Пептон	10,00
Мясной экстракт	10,00
Дрожжевой экстракт	5,00
Глюкоза	20,00
Твин-80	1,00
Аммония цитрат	2,00
Натрия ацетат	5,00
Магния сульфат 7-водный	0,10
Марганца сульфат 4-водный	0,05
Калия гидрофосфат	2,00

Для загустения твёрдой среды использовали агар в количестве 20 г/л. Стерилизация проводили автоклавированием при температуре 121°С в течение 35 мин. Готовую среду разливали по чашкам Петри по 10–20 мл в каждую, чашки оставляли на горизонтальной поверхности до застывания. Для получения чистой культуры использовали метод истощающего штриха, который представляет собой высев клеток накопительной культуры бактериологической петлей на поверхность агаризованной среды в чашках Петри. И инкубация их при 30°С в течение 7 суток.

ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА № 1

На «Квашеная капуста кимчи».

1. Область применения. Настоящая технико-технологическая карта распространяется на блюдо «Квашеная капуста кимчи».
2. Используемое сырье

Для приготовления «Квашеной капусты кимчи» используют сырье или продукты, соответствующие требованиям нормативной документации и имеющие сертификаты соответствия или декларацию о соответствии, ветеринарные свидетельства на продукцию животноводства, удостоверения качества.

3. Рецептура

Таблица 3

Наименования сырья и его количество

Наименование сырья	Масса нетто, г
Капуста пекинская	2500
Чеснок свежий	25
Морковь свежая	150
Имбирь свежий	25
Перец острый красный крупного помола	200
Лук свежий	100
Рыбный соус	100
Соевый соус	50
Мирин соус	40
Устричный соус	50
Красная перцовая паста Кочудян	40
Вода	250
Рисовая мука	50
Сахар	20

4. Технологический процесс
   1. Подготовка сырья к производству «Квашеная капуста кимчи» производится в соответствии со «Сборником рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания».
   2. Овощи моют и подготавливают к разделке. Капусту пекинскую замачивают в соленой воде до размягчения листьев. Морковь, лук, имбирь натирают на терке и смешивают с острым перцем, рыбным соусом, соевым соусом, мирин соусом, устричным соусом и красной перцовой пастой Кочудян. После в отдельной кастрюле варится рисовая каша с сахаром до состояния готовности. Затем нарезанную капусту смешивают с овощами в соусе и рисовой кашей и помещают в банки для последующей ферментации.
5. Оформление, подача, реализация и хранение.

Заключение

В наши дни, промышленное производство квашеных продуктов, таких как например кимчи, возрастает, сравнивая с домашним производством. Именно поэтому, больше исследовательских усилий будет необходимо чтобы ускорить улучшения в качестве кимчи, говоря о промышленном производстве. Следовательно, изучения о заквасочных культурах для производства кимчи является неотъемлемой частью нашего будущего.

Литература:

1. Lee M. E. et al. Starter cultures for kimchi fermentation //Journal of microbiology and biotechnology. — 2015. — Т. 25. — №. 5. — С. 559–568.
2. Mheen T. I., Kwon T. W. Effect of temperature and salt concentration on kimchi fermentation //Korean Journal of Food Science and Technology. — 1984. — Т. 16. — №. 4. — С. 443–450.
3. Ahn G. H. et al. A competitive quantitative polymerase chain reaction method for characterizing the population dynamics during kimchi fermentation //Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. — 2015. — Т. 42. — №. 1. — С. 49–55.