hfbHealth, Food & BiotechnologyHealth, Food & Biotechnology2712-7648РОСБИОТЕХ10.36107/hfb.2019.i3.s268hfb-27Research ArticleБИОТЕХНОЛОГИИBIOTECHNOLOGYИспользование микробных культур в технологии функциональных напитковUse of Microbial Cultures in Functional Beverages TechnologyРындинА. А.RyndinA. A.

Рындин Александр Алексеевич

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11

Aleksandr A. Ryndin

11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080 

aleksandr-ryndin@rambler.ruШаненкоЕ. Ф.ShanenkoE. F.

Шаненко Елена Феликсовна

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11

Elena F. Shanenko

11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080 

eshanenko@yandex.ruМухамеджановаТ. Г.MuhamedjanovaT. G.

Мухамеджанова Татьяна Георгиевна

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11

Tatyana G. Muhamedjanova

11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080 

tatyana.muhamedjanova@yandex.ruГришинА. Г.GrishinA. G.

Гришин Артём Геннадиевич

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11

Artem G. Grishin

11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080 

grishin3@gmail.comВеселковК. А.VeselkovK. A.

Веселков Кирилл Александрович

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11

Kirill A. Veselkov

11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080 

kirich996@gmail.comКонстантиноваА. С.KonstantinovaA. S.

Константинова Анастасия Сергеевна

125080, Москва, Волоколамское шоссе, дом 11

Anastasiya S. Konstantinova

11 Volokolamskoe highway, Moscow, 125080 

alko41596@gmail.comФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»РоссияMoscow State University of Food ProductionRussian Federation20190405202113118131Copyright © Рындин А.А., Шаненко Е.Ф., Мухамеджанова Т.Г., Гришин А.Г., Веселков К.А., Константинова А.С., 20212021Рындин А.А., Шаненко Е.Ф., Мухамеджанова Т.Г., Гришин А.Г., Веселков К.А., Константинова А.С.Ryndin A.A., Shanenko E.F., Muhamedjanova T.G., Grishin A.G., Veselkov K.A., Konstantinova A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.hfb-journal.ru/jour/article/view/27

Чай является традиционным напитком для многих народов мира. В странах Востока помимо традиционных видов чая использовали напитки, полученные микробной ферментацией листьев чайного растения. Примером является китайский чай Хэй Ча и напиток, полученный ферментацией чайного экстракта - Комбуча. Микробные культуры, используемые для ферментации, придавали напиткам дополнительные функциональные свойства. Целью данного исследования было изучение микроскопических грибов, используемых в технологии чая Хэй Ча, и ассоциации бактерий и дрожжей напитка Комбуча с последующим изучением возможности их использования для получения ферментированных напитков. Из образцов чая Хэй Ча были выделены микроскопические грибы, идентифицированные как E. cristatum, из напитка Комбуча - бактерии рода Acetobacter и дрожжи рода Saccharomyces. Изучено влияние состава ферментированного сырья и режимов культивирования на рост и развитие выделенных микроорганизмов. Определенны оптимальные параметры ферментации и разработана технологическая схема получения готового ферментированного продукта на основе Chamaenerion angustifolium (кипрей узколистный). Показано, что используемые микроорганизмы не синтезируют микотоксины, обладают способностью к синтезу антиоксидантов и витаминов группы В и др. В напитках, полученных ферментацией экстрактов листьев Camellia sinensis (камелий китайская), Chamaenerion angustifolium (кипрей узколистный) было определенно содержание и состав биогенных аминов, аминокислот, фенольных соединений и антиоксидантов. Разработана рецептура напитков с использованием выделенных микробных культур, в состав которых в качестве дополнительных ингредиентов входят мёд, солодовое сусло, сок виноградный, мате, кофе. Безопасность продукта была подтверждена результатами микробиологического анализа. Полученные напитки имеют насыщенный цвет, приятный аромат, кисло-сладкий с фруктовыми оттенками вкус.

Tea is a traditional drink for many nations of the world. In countries of the East, in addition to traditional types of tea, drinks obtained by microbial fermentation of the leaves of a tea plant were used. An example is Chinese tea Hei Cha and a drink obtained by fermenting tea extract - Kombucha. Microbial cultures used for fermentation gave drinks additional functional properties. The purpose of this study was to study the microscopic fungi used in the Hei Cha tea technology and the association of bacteria and yeast from the Kombucha drink, followed by a study of the possibility of their use for producing fermented drinks. Microscopic fungi identified as E. cristatum were isolated from Hei Cha tea samples; Acetobacter bacteria and Saccharomyces yeast were extracted from Kombucha. The effect of the composition of fermented raw materials and cultivation modes on the growth and development of isolated microorganisms was studied. The optimal fermentation parameters were determined and a technological scheme was developed for producing a finished fermented product based on Chamaenerion angustifolium (narrow-leaved fireweed). It was shown that the microorganisms used do not synthesize mycotoxins, are capable of synthesizing antioxidants and B vitamins and others. In drinks obtained by fermentation of leaf extracts of Camellia sinensis (Chinese camellia), Chamaenerion angustifolium (narrow-leaved fireweed), the content and composition of biogenic amines, amino acids phenolic compounds and antioxidants. A beverage formulation was developed using isolated microbial cultures, which include honey, malt wort, grape juice, mate, and coffee as additional ingredients. Product safety has been confirmed by microbiological analysis. The resulting drinks have a rich color, a pleasant aroma, a sweet and sour taste with fruit tones.

микроскопические грибыассоциации бактерий и дрожжейХэй ЧаКомбучафункциональные напиткибезопасностьfungusassociations of bacteria and yeastHei ChaKombuchafunctional beveragessafetyReferencesАлиева, Е. В., Болтачева, К. М., Тимченко, Л. Д., Бондарева, Н. И., & Добрыня, Ю. М. (2018). Антибактериальный потенциал и перспективы использования чайного гриба. Ульяновский медико-биологический журнал, 4, 166-171.Aliev, E. V., Boltacheva, K. M., Timchenko, L. D., Bondareva, N. I., Dobrynya, Yu. M. (2018). Antibacterial potential and prospects for the use of Kombucha. Ul’yanovskij mediko-biologicheskij zhurnal [Ulyanovsk Medical Biological Journal], 4, 166-171.Афонина, С. Н., Лебедева, Е. Н., & Сетко, Н. П. (2017). Биохимия компонентов чая и особенности его биологического действия на организм. Оренбургский медицинский вестник, 4(20), 17-32.Afonina, S. N., Lebedeva, E. N., & Setko, N. P. (2017). Biochemistry of tea components and the features of its biological effect on the body. Orenburgskij medicinskij vestnik [Orenburg Medical Journal], 4(20), 17-32.Барабой, В. А. (2008). Катехины чайного растения: структура, активность, применение. Биотехнология, 3, 25-36.Baraboy, V. A. (2008). Tea plant catechins: structure, activity, application. Biotekhnologiya [Biotechnology], 3, 25-36.Веревкина, М. Н., Светлакова, Е. В., Поветкин, С. Н., & Пруцаков, С. В. (2010) Природные микробные ассоциации. Ветеринария Кубани, 4, 10.Verevkina, M. N., Svetlakova, E. V., Povetkin, S. N., & Prutsakov, S. V. (2010). Natural microbial associations. Veterinariya Kubani [Veterinarian Kuban], 4, 10.Валов, Р. И. (2012). Фармакогностическое исследование надземной части Chamaenerion angustifolium (L.) Scop. [Кандидатская диссертация]. Улан-Удэ. Россия.Valov, R.I. (2012). Farmakognosticheskoe issledovanie. Nadzemnoj chasti Chamaenerion angustifolium (L.) Scop [Pharmacognostic study. The aerial part of Chamaenerion angustifolium (L.) Scop] [Candidate dissertation]. Ulan-Ude. Russia.Даниэлян, Л.Т. (2005). Чайный гриб и его биологические особенности. Медицина.Danielyan, L. T. (2005). Chajnyj grib i ego biologicheskie osobennosti [Kombucha and its biological features]. Medicina.Добрыня, Ю. М., Аванесян, С. С., Бондарева, Н. И., Тимченко, Л. Д., Ржепаковский, И. В., & Си-мечёва, Е. И. (2015). Динамика амилолитической активности культуральной жидкости Medusomyces gisevii (чайного гриба) в процессе культивирования. Современные проблемы науки и образования, 3, 568.Dobrynya, Yu. M., Avanesyan, S. S., Bondarev, N. I., Timchenko, L. D., Rzhepakovsky, I. V., & Simecheva, E. I. (2015). Dynamics of the amylolytic activity of the culture fluid of Medusomyces gisevii (Kombucha) during cultivation. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education], 3, 568.Жарикова, Г. Г., & Козьмина, А. О. (2001). Микробиология, санитария и гигиена пищевых продуктов. Гелан.Zharikova, G. G., & Kozmina, A. O. (2001). Mikrobiologiya, sanitariya i gigiena pishchevyh produktov [Microbiology, sanitation and food hygiene]. Gelan.Кароматов, И. Д. (2014). Чайный гриб и его использование в лечебной практике. European science review, 3, 47-49.Karomatov, I. D. (2014). Kombucha and its use in medical practice. European science review, 3, 47-49.Каххорова, С. И. (2018). Лечебные свойства чайного гриба. Биология и интегративная медицина, 1, 381-394.Kakhkhorova, S. I. (2018). The healing properties of Kombucha. Biologiya i integrativnaya medicina [Biology and Integrative Medicine], 1, 381-394.Кравченко, Л. В. (2011). Влияние экстракта зеленого чая и его компонентов на антиоксидантный статус и активность ферментов метаболизма ксенобиотиков у крыс. Вопросы питания, 2, 9-15.Kravchenko, L. V. (2011). The effect of green tea extract and its components on the antioxidant status and activity of xenobiotic metabolism enzymes in rats. Voprosy pitaniya [Nutrition Issues], 2, 9-15.Мальцев, П. М. (1976). Химико-технологический контроль производства солода и пива. Пищевая промышленность.Maltsev, P.M. (1976). Himiko-tekhnologicheskij kontrol’ proizvodstva soloda i piva [Chemical and technological control of malt and beer production]. Pishchevaya promyshlennost’.Маслов, Л. Н. (2007). О перспективах применения флавоноидов для профилактики атеросклероза и атеротромбоза. Клиническая фармакология и терапия, 3, 60-67.Maslov, L. N. (2007). On the prospects for the use of flavonoids for the prevention of atherosclerosis and atherothrombosis. Klinicheskaya farmakologiya i terapiya [Clinical Pharmacology and Therapy], 3, 60-67.Мелкадзе, Р. Г. (2008). Взаимосвязь биохимических показателей ферментации с качеством чая. Пиво и напитки, 4, 56-57.Melkadze, R. G. (2008). The relationship of biochemical parameters of fermentation with the quality of tea. Pivo i napitki [Beer and drinks], 4, 56-57.Олескин, А. В., & Роговский, В. С. (2017). Роль биогенных аминов во взаимодействии микробиоты, нервной и иммунной систем организма-хозяина. Вестник восстановительной медицины, 1(77), 41-51.Oleskin, A. V., & Rogovsky, V. S. (2017). The role of biogenic amines in the interaction of microbiota, nervous and immune systems of the host body. Vestnik vosstanovitel’noj mediciny [Bulletin of Restorative Medicine], 1(77), 41-51.Покорн, Д. (1998). Полная энциклопедия лечебного питания. Олма-пресс.Pokorn, D. (1998). Polnaya enciklopediya lechebnogo pitaniya [The complete encyclopedia of clinical nutrition]. OLMA PRESS.Племенков, В. В. (2007). Химия изопреноидов. Издательство алтайского университета.Plemenkov, V. V. (2007). Himiya izoprenoidov [Chemistry of isoprenoids]. Altai University Press.Рогожин, В. В. (2012). Биохимия растений. Гиорд.Rogozhin, V. V. (2012). Biohimiya rastenij [Biochemistry of plants]. Giord.Сотников, В. А., & Марченко, В. В. (2014). Напиток «Чайный гриб» и его технологические особенности. Пищевая промышленность, 12, 49-52.Sotnikov, V. A., & Marchenko, V. V. (2014). Kombucha drink and its technological features. Pishchevaya promyshlennost’ [Food Industry], 12, 49-52.Царёв, В. Н., Базарнова, Н. Г., & Дубенский, М. М. (2016). Кипрей узколистный (Chamerion angustifolium l.) химический состав, биологическая активность. Химия растительного сырья, 4, 15-26.Tsarev, V. N., Bazarnova, N. G., & Dubensky, M. M. (2016). Narrow leaf fireweed (Chamerion angustifolium l.) chemical composition, biological activity. Himiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of Plant Raw Materials], 4, 15-26.Шендеров, Б. А., & Доронин, А. Ф. (2004). Чай и кофе- основа для создания функциональных напитков и продуктов питания. Пиво и напитки, 2, 94-97.Shenderov, B. A., & Doronin, A. F. (2004). Tea and coffee are the basis for creating functional drinks and food. Pivo i napitki [Beer and drinks], 2, 94-97.Ahmad, R., Butt, M., Sultan, M., Mushtaq, Z., Ahmad, S., Dewanjee, S., De Feo., V., & Zia-Ul-Haq, M. (2015). Preventive role of green tea catechins from obesity and related disorders especially hypercholesterolemia and hyperglycemia. Journal of Translational Medicine, 13, 79. http://dx.doi.org/10.1186/s12967-015-0436-xAhmad, R., Butt, M., Sultan, M., Mushtaq, Z., Ahmad, S., Dewanjee, S., De Feo., V., & Zia-Ul-Haq, M. (2015). Preventive role of green tea catechins from obesity and related disorders especially hypercholesterolemia and hyperglycemia. Journal of Translational Medicine, 13, 79. http://dx.doi.org/10.1186/s12967-015-0436-xBlackburn, C.D.W. (2006). Food spoilage microorganisms. CRC Press.Blackburn, C. D. W. (2006). Foodspoilage microorganisms. CRC Press.Cheynier, V. (2005). Polyphenols in food are more complex than often thought. The American Journal of Clinical Nutrition, 81, 223S-229S. https://doi.org/10.1093/ajcn/81.1.223SCheynier, V. (2005). Polyphenols in food are more complex than often thought. The American Journal of Clinical Nutrition, 81, 223S-229S. https://doi.org/10.1093/ajcn/81.1.223SDu, F.-Y., Li, X.-M., Li, Ch.-Sh., Shang, Zh., & Wang, B.-G. (2012). ChemInform Abstract: Cristatumins A-D, New Indole Alkaloids from the Marine-Derived Endophytic Fungus Eurotium cristatum EN-220. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 22, 46504653. https://doi.org/10.1016Zj.bmcl.2012.05.088Du, F.-Y., Li, X.-M., Li, Ch.-Sh., Shang, Zh., & Wang, B.-G. (2012). ChemInform Abstract: Cristatumins A-D, New Indole Alkaloids from the Marine-Derived Endophytic Fungus Eurotium cristatum EN-220. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 22, 46504653. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2012.05.088Jarrell, J., Cal, T., & Bennett, J. W. (2000). The Kombucha consortia of yeasts and bacteria. Mycologist, 14, 166-170. https://doi.org/10.1016/S0269-915X(00)80034-8Jarrell, J., Cal, T., & Bennett, J. W. (2000). The Kombucha consortia of yeasts and bacteria. Mycologist, 14, 166-170. https://doi.org/10.1016/S0269-915X(00)80034-8Jayabalan, R., Malbasa, R.V ., Loncar, E. S., & Vitas, J. S. (2014). A review on kombucha tea - microbiology, composition, fermentation, beneficial effects, toxicity, and tea fungus. Comprehensive Reviewsin Food Science and Food Safety, 13, 538-550.Jayabalan, R., Malbasa, R.V ., Loncar, E. S., & Vitas, J. S. (2014). A review on kombucha tea - microbiology, composition, fermentation, beneficial effects, toxicity, and tea fungus. Comprehensive Reviewsin Food Science and Food Safety, 13, 538-550Jayabalan, R., Malbasa, R. V., & Sathishkumar, M. (2016). Kombucha. Reference Module in Food Science, 11, 422. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100596-5.03032-8Jayabalan, R., Malbasa, R. V., & Sathishkumar, M. (2016). Kombucha. Reference Module in Food Science, 11, 422. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100596-5.03032-8Kusano, R., Matsuo, Y., Saito, Y., & Tanaka, T. (2015). Oxidation mechanism of black tea pigment theaflavin by peroxidase. Tetrahedron Letters, 56, 5057-5144. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2015.07.037Kusano, R., Matsuo, Y., Saito, Y., & Tanaka, T. (2015). Oxidation mechanism of black tea pigment theaflavin by peroxidase. Tetrahedron Letters, 56, 5057-5144. https://doi.org/10.1016/).tetlet.2015.07.037Mak, J. C. (2012). Potential role of green tea catechins in various disease therapies: Progress and promise. Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology, 39, 265-273.Mak, J. C. (2012). Potential role of green tea catechins in various disease therapies: Progress and promise. Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology, 39, 265-273Malbasa, R. V., Loncar, E. S., Vitas, J. S., Canadanovic-Brunet, J. M.(2011). Influence of starter cultures on the antioxidant activity of kombucha beverage. Food Chemistry, 127, 1727-1731. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.02.048Malbasa, R. V., Loncar, E. S., Vitas, J. S., Canadanovic-Brunet, J. M.(2011). Influence of starter cultures on the antioxidant activity of kombucha beverage. Food Chemistry, 127, 1727-1731. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.02.048Paquin, P. (2009). Functional and speciality beverage technology. Woodhead Publishing .Paquin, P. (2009). Functional and speciality beverage technology. Woodhead Publishing .Peng, Y., Xiong, Z., Li, J., Huang, J.-A., Teng, C., Yushun, G., & Liu, Zh. (2014). Water extract of the fungi from Fuzhuan brick tea improves the beneficial function on inhibiting fat deposition. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 65, 610 - 614. https://doi.org/10.3109/09637486.2014.898253Peng, Y., Xiong, Z., Li, J., Huang, J.-A., Teng, C., Yushun, G., & Liu, Zh. (2014). Water extract of the fungi from Fuzhuan brick tea improves the beneficial function on inhibiting fat deposition. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 65, 610 - 614. https://doi.org/10.3109/09637486.2014.898253Villarreal-Soto, S. A., Beaufort, S., Bouajila, J., Souchard, J.-P., & Taillandier, P. (2018). Understanding Kombucha Tea Fermentation: A Review. Journal of Food Science, 83(3), 580-588. https://doi.org/10.1111/1750-3841.14068Villarreal-Soto, S. A., Beaufort, S., Bouajila, J., Souchard, J.-P., & Taillandier, P. (2018). Understanding Kombucha Tea Fermentation: A Review. Journal of Food Science, 83(3), 580-588. https://doi.org/10.1111/1750-3841.14068Zhang, L., Zhang, Zh.-zh., Zhou, Y., Ling, T., & Wan, X.-Ch. (2013). Chinese dark teas: Postfermentation, chemistry and biological activities. Food Research International, 53, 600-607. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2013.01.016Zhang, L., Zhang, Zh.-zh., Zhou, Y., Ling, T., & Wan, X.-Ch. (2013). Chinese dark teas: Postfermentation, chemistry and biological activities. Food Research International, 53, 600-607. https://doi.org/10.1016/).foodres.2013.01.016

The authors declare that there are no conflicts of interest present.