23 января 2025
В Университете «Сириус» создают новые технологии производства молочнокислых заквасок
Учёные из Университета «Сириус» разрабатывают технологии производства молочнокислых заквасок, способные заменить импортные культуры микроорганизмов. Исследователи изучили геном бактерий, разработали методику их заморозки и создали компьютерную программу для анализа взаимодействия микроорганизмов. Эти разработки позволят создавать закваски для традиционных кисломолочных продуктов народов России. Замещение импортных товаров продуктами отечественного производства — важное направление развития пищевой промышленности России. Особое место в питании населения нашей страны занимают кисломолочные и продукты сыроделия. Они вносят существенный вклад в энергетическую ценность рациона и обеспечивают поступление в организм многих важных для здоровья нутриентов: белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ. Вместе с тем производство кисломолочных продуктов невозможно без участия микроорганизмов. Для этого используют закваску — смесь бактерий и дрожжей, которые сквашивают молоко, придавая ему характерный вкус и аромат.
Проблема отечественного производства заключается в том, что порядка 90% молочнокислых заквасок российские компании закупают за рубежом. К сожалению, технологии создания заквасок в России во многом остались на уровне 80-х годов прошлого столетия, тогда как современные штаммы заквасочных микроорганизмов — это высокотехнологичные продукты, для разработки которых используется широкий арсенал передовых методов генетики и молекулярной биологии. Поэтому сейчас для получения современных заквасок необходимо разработать как штаммы, так и процедуры их производства. Учёные из Университета «Сириус» намерены решить этот вопрос, сформировав собственную технологию подготовки закваски для её дальнейшего использования в промышленных масштабах. Для этого биотехнологам Сириуса уже удалось пройти ряд важных этапов. Специалисты получили штаммы молочнокислых бактерий для создания заквасок и подробно изучили их геном. В настоящее время учёные работают над методиками, позволяющими бактериям выживать при заморозке и сушке. Это необходимо для того, чтобы сохранить активность заквасок при длительном хранении и транспортировке. Исследователи отобрали наиболее полезные штаммы и исследуют их пробиотические свойства — способность бактерий оказывать положительное влияние на показатели здоровья и самочувствия человека. В том числе важным для промышленных штаммов молочнокислых бактерий является возможностьвосстанавливать нормальную микрофлору желудочно-кишечного тракта и бороться с патогенными бактериями внутри нашего тела.
Сотрудники Университета «Сириус» разработали компьютерную программу, позволяющую анализировать взаимодействия между разными микроорганизмами, участвующими в молочнокислом брожении, а также предсказывать молекулярные механизмы образования и выделения ими полезных для питания веществ. Исполнительный директор Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус» Алексей Сазонов отмечает, что это поможет создать эффективную промышленную технологию производства традиционных кисломолочных продуктов кухни народов России.
«Закваски в большинстве случаев состоят из нескольких видов или штаммов микроорганизмов. В традиционных продуктах это сложившиеся естественные сообщества, которые обеспечивают защиту от вредных микроорганизмов, и полезные свойства продукта дополняют друг друга. В случае промышленных заквасок разные виды или штаммы микроорганизмов выполняют разные функции. Одна часть штаммов обеспечивает вкусовые свойства, другая — синтез полисахаридов и необходимую вязкость продукта, а третья контролирует конечный pH продукта. Кроме того, культуры при сбраживании молока подвергаются заражению вирусами. Для снижения их воздействия в заквасках могут присутствовать штаммы, выполняющие идентичную функцию, но обладающие устойчивостью к разным штаммам вирусов. Это позволяет получать закваски с более предсказуемым поведением в технологическом процессе», — говорит Алексей Сазонов.
Ещё одна важная задача, решаемая учёными, заключается в изучении возможности акклиматизации растений южных стран на федеральной территории Сириус. Имеретинская низменность обладает своим уникальным набором природно-климатических характеристик, к которым должны адаптироваться растения. В рамках проекта ведётся работа с такими растениями, как каштан белый и растения семейства бобовых. Посевной каштан является ценным видом для озеленения городской среды и компонентом лесистых экосистем черноморских предгорий Кавказа. Для успешного культивирования каштана исследователи из Сириуса разрабатывают методики получения безвирусных саженцев. Такие саженцы более устойчивы к заболеваниям, что обеспечивает их лучшее развитие и внешний вид. Другой исследуемый растительный объект проекта, бобовые культуры — это источник огромного количества разнообразных питательных веществ, начиная от белка и заканчивая веществами для получения фармацевтических субстанций. В рамках работы биологами из Сириуса выявлены фрагменты генома, отвечающие за время созревания у бобовых растений, а также ведётся поиск генов, ответственных за адаптацию к влажному субтропическому климату. Полученные результаты будут применять для разработки сортов бобовых, адаптированных к культивированию на федеральной территории, а также при подготовке нового поколения молодых специалистов в области биотехнологии.