ВведениеКапуста – один из самых распространённыхкультивируемых видов овощных растений. Площадьпосадок данной культуры в России занимает около30 % от всего объема площадей, занятых овощнымикультурами. При этом капуста традиционноявляется одним из главных овощей в структурепитания населения в России: на капустные культурыприходится практически 30 % всего потребления.Несомненным преимуществом данного видаовощей является тот факт, что его использованиевозможно как в свежем, так и в переработанном виде.Например, после замораживания или прохожденияпроцесса ферментирования (квашения) [1–3].В России распространение данной овощнойкультуры объясняется разнообразным химическимсоставом, обуславливающим её технологические,вкусовые, диетические и лечебные качества,возможностью выращивания в различных природно-климатических зонах. В состав белокочанной капустывходят 2,5 % белка до 6–7 % сахаров, около 1,2 %минеральных веществ, незаменимые аминокислоты,такие как триптофан, метилметионин, лизин итирозин. Содержание витамина С может достигатьдо 62 мг в 100 г свежего сырья [4]. Углеводыбелокочанной капусты представлены глюкозой ифруктозой. В минеральном составе преобладаеткалий, благоприятно влияющий на водный и жировойобмен в организме.Для ферментирования (квашения) используютбелокочанную капусту поздних и среднепозднихсортов, содержащих максимальное количествосахаров (не менее 40 г/кг сырья). Основнымипризнаками пригодности свежей белокочаннойкапусты для квашения являются: химический состав,плотность и масса кочанов, отсутствие интенсивногозеленого окрашивания у листьев и глубинавхождения кочерыги [3–6]. От качества исходногоRussian Research Institute of Canning Technology ,Received: November 02, 2020 Vidnoye, RussiaAccepted: December 25, 2020*е-mail: Labtech45@yandex.ru© V.V. Kondratenko, N.E. Posokina, O.Yu. Lyalina, A.Yu. Kolokolova, S.V. Glazkov, 2020Abstract.Introduction. Fermentative processing of plant raw materials is traditionally carried out using native (epiphytic) microflora, whichis located on the surface and represented by lactic acid microorganisms. During this process, the carbohydrates in the raw materialare metabolized into lactic acid. This process does not always result in optimal product quality as the raw material often lackscarbohydrates, the optimal conditions for the development of the target microflora are hard to achieve, the microflora might beinhibited by contaminants, etc. Lactic acid microbial consortia can act as a good alternative to spontaneous fermentation of cabbageas this method creates good conditions for the microbial synergistic interaction. Such fermentation process can be controlled byadjusting the carbohydrate composition of the substrate. The research objective was to develop an analytical approach to determinethe minimum required degree of change in the native carbohydrate composition of substrate that would ensure the synergy of lacticacid microorganisms.Study objects and methods. The fermentation process was performed using white cabbage of Slava variety and such strains of lacticacid microorganisms as Lactobacillus casei VCM 536, Lactobacillus plantarum VCM B-578, and Lactobacillus brevis VCM B-1309,as well as their paired consortia. The raw material was subjected to grinding, and the epiphytic microflora was removed to createoptimal conditions for the development of the lactic acid microflora.Results and discussion. The study made it possible to define the dynamics of carbohydrate fermentation in white cabbage by variousstrains of lactic bacteria and their paired consortia during processing. Mathematical models helped to describe the dynamics ofglucose and fructose fermentation. The experiment also demonstrated the changes that occurred in the interaction within the pairedconsortia during fermentation. The paper introduces a new approach to determining the minimum required degree of change in thenative carbohydrate composition required to ensure synergy of lactic acid microorganisms in paired consortia.Conclusion. The research defined the necessary amounts of carbohydrate needed to shift the integral factor of mutual influencetowards sustainable synergy for three paired consortia. Consortium L. brevis + L. plantarum + 3.65 g/100 g of fructose proved to bethe optimal variant for industrial production of sauerkraut from white cabbage of Slava variety. The developed approach can improvethe existing industrial technologies of fermentation and create new ones.Keywords. Fermentation, white cabbage, lactic acid microorganisms, consortia, model medium, carbohydrate digestionFunding. The work was performed on the premises of the Russian Research Institute of Canning Technology (VNIITeK) as partof research project No. 0585-2019-000913-C03 “Improving the biotechnological bases for plant tissue and its biopolymer complexestransformation in order to develop new technologies for controlled fermentation and production of non-starch hydrocolloids”.For citation: Kondratenko VV, Posokina NE, Lyalina OYu, Kolokolova AYu, Glazkov SV. Correction of the CarbohydrateComposition of Raw Materials for Microbial Transformation Based on Microbial Consortia. Food Processing: Techniquesand Technology. 2020;50(4):749–762. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-749-762.751Кондратенко В. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4 С. 749–762сырья зависит качество готовой продукции. Одним изосновных качественных показателей сырья являетсясодержание сахаров, поскольку наличие достаточногоколичества нутриентов делает возможнымкомфортное «размножение» молочнокислыхмикроорганизмов. При этом в продукте происходитнакопление органических кислот, которые вопределённом количестве не только препятствуетразвитию микроорганизмов порчи, но и вносятсвою лепту в формирование органолептическихпоказателей конечного продукта [3].На поверхности капусты присутствуетнативная (эпифитная) микрофлора, представленнаямолочнокислыми микроорганизмами. Под ихвоздействием содержащиеся в сырье простые углеводыметаболизируются в молочную кислоту [7–9].Так традиционно производят ферментированную(квашеную) капусту. Однако данный процесс невсегда приводит к получению продукта желаемогокачества. Причиной этого может быть недостатокуглеводов в сырье, отсутствие оптимальныхусловий для развития целевой микрофлоры, а такжеприсутствие ряда ингибирующих микрофлоруконтаминантов и др. Поэтому использованиеконсорциумов чистых культур молочнокислыхмикроорганизмов может выступать в качествеальтернативы дикого (спонтанного) ферментированияза счёт создания условий для синергетическоговзаимодействия микроорганизмов друг с другом [10].В этом случае процесс ферментирования становитсяуправляемым путём корректирования углеводногосостава субстрата.Применение различных штаммов молочнокислыхмикроорганизмов позволяет достичь быстрогонакопления молочной кислоты, снижения pH. Этоведет к ингибированию роста, развитию патогенноймикрофлоры и к созданию оптимальных условий дляпротекания процесса [11–13].Для комфортного размножения молочнокислыхбактерий необходимо наличие в исходном сырьебелков, небелковых азотистых соединений иминеральных солей: калиевых, кальциевых,магниевых, фосфорных и пр. Углеводы овощейиспользуются молочнокислыми микроорганизмамив качестве источника энергии. Многие видымолочнокислых бактерий успешно развиваются всамых разных температурных условиях. Вплоть до1–2 °C выше нуля [14, 15].Применение чистых культур молочнокислыхбактерий (или стартерных активаторов) и ихконсорциумов позволяет интенсифицироватьпроцессы ферментирования при условии соблюденияоптимальных условий проведения процесса.Направленное использование биохимическойактивности микроорганизмов приводит кмаксимальному накоплению обладающейконсервирующим действием молочной кислоты закороткий временной промежуток. Это исключаетвозможность развития микроорганизмов порчи, атакже позволяет минимизировать производственныепотери, получая хороший вкус, аромат и текстуру,уменьшая время созревания ферментированнойпродукции [16–18].Зная какие виды микроорганизмов участвуют впроцессе, закономерности их развития, динамикувзаимного влияния, а также влияние составакультуральной среды (главным образом еёуглеводной составляющей), можно управлять даннымпроцессом, т. е. создавать технологии управляемогоферментирования растительного сырья. В итогеможно получить продукты с заданными свойствами сминимизацией потерь.Целью исследования стала разработкааналитического подхода к определению минимальнонеобходимой степени изменения нативногоуглеводного состава субстрата для обеспечениясинергизма молочнокислых микроорганизмоврода Lactobacillus видов Lactobacillus casei,Lactobacillus plantarum и Lactobacillus brevis впарных консорциумах в процессе направленногоферментирования белокочанной капусты сорта«Слава».Объекты и методы исследованияИзготовление модельных сред. Модельнаясреда изготовлена на базе белокочанной капустысреднепозднего срока созревания сорта «Слава»,выращенной на опытном поле ФГБНУ «Федеральныйнаучный центр овощеводства» (Московскаяобласть, Одинцовский район, п. ВНИИССОК).Кочаны отбирали по размерам, соответствующимсреднесортовым, а именно диаметр – около 20 см,вес – 3 кг, текстура (консистенция) – плотная,трещиностойкая. Модельную среду готовилиследующим образом: с кочанов удаляли сухие,вялые, повреждённые покровные листья, затемкочаны тщательно промывали под проточной водой,далее закладывали в устройство для разделениякочана и удаления кочерыги «HGW» («KronenGmbH»). Подготовленные сегменты отправлялив машину для шинкования капусты «SN 100»(«Kronen GmbH»), где шинковали полоскамитолщиной 3–5 мм. Подготовленную капустубланшировали в варочном котле с паровой рубашкойпри непрерывном перемешивании в течение 3 минпри температуре 98–100 °С. Бланшированнуюкапусту откидывали на сита из нержавеющей стали,охлаждали проточной водой в течение 1–2 мин.Затем капусту гомогенизировали на измельчителерастительного сырья «Robot coupe» R-6 (Франция).Для подготовки средней пробы измельчённуюмассу переносили в емкости из нержавеющей сталиобъёмом 20 л, вносили сухой NaCl (промышленногопроизводства) в количестве 1,5 % (от массы капусты)752Kondratenko V.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 4, pp. 749–762и тщательно перемешивали до полного растворениясоли. Затем подготовленную массу расфасовывалив предварительно стерилизованные банки объёмом100 мл, укупоривали крышками «Твист-Офф» иотправляли на стерилизацию с целью устраненияпосторонней микрофлоры. Стерилизацию проводилипри 100 °С в лабораторном вертикальном автоклаве(ООО ПКФ «Промсервис», г. Пенза) в течение 20 минпри противодавлении 1 бар. После охлажденияподготовленные образцы хранили в темном месте(без доступа солнечного света) при температуре20–23 °С и влажности воздуха не выше 75 %.Подготовка к микробиологическим анализам.В качестве стартовых культур использовалимикроорганизмы рода Lactobacillus видовLactobacillus plantarum MT (получен из штамма ВКМВ-578), Lactobacillus brevis M8 (получен из штаммаВКМ В-1309), Lactobacillus casei 536/17 (получениз штамма ВКМ В 536) и их парные консорциумы.Исходные штаммы получены из официальнойколлекции микроорганизмов ФГУП ГосНИИгенетикаи идентифицированы в соответствии с Bergey’smanual of determinative bacteriology1. Процедураведения культуры включала несколько этапов:восстановление лиофилизированной культуры,создание и хранение запасов рабочей культуры,восполнение запасов рабочей культуры, подготовкакультуры для целевого использования, контрольвидовых и паспортных свойств.Приготовление питательных сред. Питательныесреды (culture medium), использованные висследованиях, представляли собой жидкие (liquidmedium) и агаризованные питательные среды (solidmedium) MRS, предоставленные фирмой HiMedia.Готовые питательные среды представляли собоймелкодисперсный порошок желтого цвета.Получение MRS агара. Навеску готовойпитательной среды Lactobacillus MRS Agar M641взвешивали на весах фирмы «GH620S» (Германия)в количестве 67,15 г с точностью ± 0,01 г. Затем еерастворяли в 1000 см3 дистиллированной воды,подготовленной на дистилляторе WD-1008 (Корея),при постоянном перемешивании и кипячении наводяной бане «UT-4305» в течение 3 мин до полногорастворения частиц. Полученные среды фильтроваличерез ватно-марлевый фильтр, разливали сприменением серологической пипетки по 300 см3 вколбы и стерилизовали в автоклаве «MLS-3781L»(Япония) при 1,1 атм (121 °С) в течение 15 мин.Готовая среда представляла собой прозрачныйраствор коричневого цвета. рН готовой питательнойсреды составляла 6,5 (определяли на рН-метре«Иномер Итан» (Россия)).Скошенный агар MRS готовили также. Однакораствор разливали не в колбы, а в пробирки по 5 см3;1 Bergey, D. H. Bergey’s manual of determinative bacteriology. Ninthedition / D. H. Bergey, J. G. Holt. – Baltimore : Williams and Wilkins,1994. – 787 p.после стерилизации полученные пробирки наклонялипод углом 30° до полного застывания.Для получения бульона MRS навеску готовойсреды Lactobacillus MRS Broth M369 в количестве67,15 г растворяли в 1000 см3 дистиллированнойводы, дальнейшие действия проводили аналогичноприготовлению среды MRS агар.Процедура ведения культуры. Восстановлениелиофилизированной культуры микроорганизмов(referece strain) и получение контрольного(эталонного) исходного штамма (referece stock).Оттянутый конец ампулы с лиофилизированнойкультурой нагревали над пламенем горелки.Влажным концом стерильного ватного тампонаприкасались к нагретой части, в результате чегопоявлялись трещины. Конец ампулы накрывалихорошо отжатой трехслойной марлевой салфеткой,смоченной 70 %-ным этиловым спиртом, иобламывали пинцетом.Вскрытую с помощью салфетки ампулу оставлялинакрытой той же салфеткой в течение 1–2 мин.Затем ее аккуратно удаляли и вместе с остаткамистекла погружали в 70 % раствор этилового спирта.С целью регидратации в ампулу вносили 0,5 млпитательного бульона. Затем содержимое ампулыперемешивали, переносили стерильным шприцем впробирку с питательным бульоном и инкубировалив термостате «ТСО-1/20-СПУ» (Россия). Дальнейшеетермостатирование и инкубацию проводили в данномтермостате при 30 ± 1 °С в течение 72–120 ч. Послеинкубации полученную суспензию микроорганизмоввысевали петлёй на скошенный агар MRS. Посевыинкубировали при температуре 30 °С в течение72–120 ч.Создание запасов рабочей культуры (workingculture). Полученную рабочую культуру исполь-зовали для подготовки стартеров культур. Однуиз пробирок с культурой, предназначенной длявосполнения рабочих запасов, маркировали ихранили отдельно.Восполнение запасов рабочей культуры иподготовку стартовой культуры производилианалогично методу получения рабочей культуры.Восполнение запасов рабочей культуры проводили вконце третьего, шестого и девятого месяца с моментавскрытия ампулы.Инокуляция. Модельные системы представлялисобой среды, инокулированные монокультурамиили консорциумами изучаемых микроорганизмов.Получение модельной системы проводилиследующим образом: одну из подготовленныхстартовых культур (в случае консорциумов –сочетание двух стартовых культур в равных долях)вносили в заранее приготовленную модельную средуиз расчёта 1 % инокулята от массы модельной среды.Культивирование. В течение первых трех сутокпроводили активную фазу ферментирования втермостате при температуре +23–25 °С, затем753Кондратенко В. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4 С. 749–762образцы выдерживали весь период исследований(в течение 90 суток) при температуре от –1 до +4 °С.Определения количества молочнокислых микро-организмов. Определение скорости культивированиямикроорганизмов проводили путем выборочногоконтроля количества микроорганизмов на 0, 1,3, 10, 30, 60, 90 сутки культивирования. Отбор имикробиологический анализ образцов проводили втрёх повторностях по следующей схеме. Для каждогообразца готовили 7 последовательных десятикратныхразведений. Каждое из полученных разведенийобъёмом по 1 см3 высевали в две параллельныечашки Петри диаметром 90 мм и заливали заранееподготовленным агаром MRS, температура агара непревышала 45 °С. Посевы равномерно распределялипо поверхности чашки Петри и оставляли до полногозастывания агара. Посевы инкубировали притемпературе 30 °С в течение 72–120 ч.Химические анализы. Исследование динамикиизменения содержания сахаров проводилиметодом ВЭЖХ на жидкостном хроматографе срефрактометрическим детектором Perkin ElmerSeries 200, колонка – Agilent Zorbax Carbohydrate4,6×250 мм, подвижная фаза – «ацетонитрил:вода»75:25, скорость потока 1 см3/мин в изократическомрежиме. Идентификацию глюкозы и фруктозыпроводили по абсолютному времени удерживания вобразцах через сравнение со временем удерживанияв градуировочных растворах. Расчёт концентрациипроводили методом внешнего стандарта.Статистический анализ. Математическая обра-ботка данных включала отсев статистическихвыбросов, нахождения функциональных зависи-мостей, адекватно описывающих поведение системыв процессе ферментирования. Сравнительный анализзависимостей проводили в Microsoft Excel и SYSTATTableCurve 2D. Все эксперименты проводили в трёхповторностях.Результаты и их обсуждениеАнализ результатов экспериментальных данныхТаблица 1. Динамика массовых долей глюкозы и фруктозы в процессе ферментирования (г/100 г)Table 1. Dynamics of mass fractions of glucose and fructose during fermentation (g/100 g)Монокультураили консорциумПродолжительность ферментирования, сутки0 1 2 3 10 30 60 90L. casei глюкоза 2,26 ± 1,02 1,97 ± 0,38 1,45 ± 0,64 1,60 ± 1,14 1,87 ± 0,64 0,99 ± 0,64 1,80 ± 1,4 1,22 ± 0,89фруктоза 2,04 ± 1,02 1,43 ± 0,38 1,12 ± 0,64 0,64 ± 1,14 0,89 ± 0,64 0,34 ± 0,64 1,26 ± 1,4 0,45 ± 0,89L. brevis глюкоза 2,26 ± 1,02 2,03 ± 0,38 1,51 ± 0,64 1,82 ± 1,14 2,03 ± 0,64 1,41 ± 0,64 1,65 ± 1,4 1,10 ± 0,89фруктоза 2,04 ± 1,02 1,41 ± 0,38 1,08 ± 0,64 0,93 ± 1,14 1,10 ± 0,64 0,44 ± 0,64 1,09 ± 1,4 0,46 ± 0,89L. plantarum глюкоза 2,26 ± 1,02 1,96 ± 0,38 1,93 ± 0,64 1,79 ± 1,14 1,74 ± 0,64 1,26 ± 0,64 1,79 ± 1,4 0,97 ± 0,89фруктоза 2,04 ± 1,02 1,38 ± 0,38 1,39 ± 0,64 0,95 ± 1,14 0,99 ± 0,64 0,38 ± 0,64 1,15 ± 1,4 0,39 ± 0,89L. brevis +L. caseiглюкоза 2,26 ± 1,02 1,85 ± 0,38 1,68 ± 0,64 1,57 ± 1,14 2,03 ± 0,64 1,40 ± 0,64 1,71 ± 1,4 1,57 ± 0,89фруктоза 2,04 ± 1,02 1,43 ± 0,38 1,24 ± 0,64 1,10 ± 1,14 1,35 ± 0,64 0,46 ± 0,64 0,87 ± 1,4 0,36 ± 0,89L. brevis +L. plantarumглюкоза 2,26 ± 1,02 1,90 ± 0,38 1,76 ± 0,64 1,65 ± 1,14 1,88 ± 0,64 1,37 ± 0,64 1,75 ± 1,4 2,77 ± 0,89фруктоза 2,04 ± 1,02 1,41 ± 0,38 1,32 ± 0,64 0,97 ± 1,14 1,15 ± 0,64 0,42 ± 0,64 0,93 ± 1,4 0,33 ± 0,89L. casei +L. plantarumглюкоза 2,26 ± 1,02 2,03 ± 0,38 1,67 ± 0,64 2,04 ± 1,14 1,91 ± 0,64 1,24 ± 0,64 1,56 ± 1,4 3,02 ± 0,89фруктоза 2,04 ± 1,02 1,45 ± 0,38 1,28 ± 0,64 1,07 ± 0,64 1,16 ± 0,64 0,39 ± 0,64 1,25 ± 1,4 0,35 ± 0,89показывает, что в процессе ферментированиямодельной среды имеет место некоторое монотонноенелинейное уменьшение массовых долей глюкозыи фруктозы во всех исследованных вариантах: прикультивировании как монокультур, так и их парныхконсорциумов (табл. 1).В отдельные периоды времени были отмеченыединичные флуктуации значений исследуемыхпоказателей относительно общей динамики.Однако, принимая во внимание величиныпогрешности эксперимента и неинтерпретируемостьтаких отклонений, есть основание считать ихстатистическими выбросами.Для адекватного оперирования эксперимента-льными данными было получено математическоеописание – модели – анализируемых динамик,представленное для всех вариантов с монокультурамифункцией вида:y js = ajs ⋅(1− exp(−bjs ⋅ x)) (1)где x – продолжительность ферментирования, сутки;ajs и bjs – расчётные коэффициенты для j-ой культуры.Аналогично математическое описание (модели)динамики экспериментальных данных для вариантовс консорциумами представлено функцией вида:ycs = acs ⋅(1− exp(−bcs ⋅ x)) (2)где acs и bcs – расчётные коэффициенты дляконсорциума.Показатели и статистические характеристикимоделей динамики массовых долей глюкозы ифруктозы в процессе ферментирования для всехисследованных вариантов представлены в таблице 2.Преимущества использования консорциумовмикроорганизмов вместо монокультур в процессемикробной трансформации целевого субстратамогут быть определены исключительно по наличию,выраженности и стабильности в течение всегопериода обработки синергизма между видами754Kondratenko V.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 4, pp. 749–762микроорганизмов, входящих в консорциум.Однако абсолютные величины массовых долейуглеводов в тот или иной момент процессаявляются интегральными (результирующими)показателями, формируемыми предшествующиммоменту ферментативным процессом. В этой связинаиболее адекватным показателем, позволяющимв дальнейшем определять тип взаимного влияниямикроорганизмов в консорциуме, является динамикаскорости сбраживания, отражающая «снимок»процесса в любой дискретный момент времени.В соответствии с физическим смыслом искомогопоказателя, математическое описание скоростисбраживания представляют собой производныеот (1) и (2):y'js = ajs ⋅bjs ⋅ exp(−bjs ⋅ x) (3)yc' s = acs ⋅bcs ⋅ exp(−bcs ⋅ x) (4)Для получения полной картины условийфункционирования микроорганизмов в составеконсорциума необходимо определить удельнуюскорость сбраживания углеводов, приходящуюсяна одну элементарную единицу учёта концентрациимикроорганизмов в среде (колониеобразующуюединицу). Для этого на основе массиваэкспериментальных данных по кинетике нарастанияцелевой микрофлоры в процессе ферментированиядля всех вариантов исследований (монокультури их парных консорциумов) были полученыматематические описания:22 exp1jk jk jkjkjk jka c x e xyb x d x + ⋅ + ⋅ =   + ⋅ + ⋅   (5)22 exp1ck ck ckckck cka c x e xyb x d x + ⋅ + ⋅ =    + ⋅ + ⋅ (6)где x – продолжительность ферментирования сутки;ajk, b jk, с jk, d jk – расчётные коэффициенты для j-ойкультуры; ack, b ck, с ck, d ck – расчётные коэффициентыдля консорциума.Таким образом, математическое описаниеудельной скорости сбраживания углеводов впроцессе ферментирования имеет вид:– для j-го микроорганизма' ( )212expexp1js js js jsjudjk jk jk kjk jky a b b xvy a c x e xb x d x⋅ ⋅ − ⋅= = + ⋅ + ⋅   + ⋅ + ⋅   (7)– для «усреднённого» микроорганизма консорциумаТаблица 2. Показатели и статистические характеристики моделей динамики массовых долей глюкозы и фруктозыв процессе ферментированияTable 2. Indicators and statistical characteristics of dynamic models of mass fractions of glucose and fructose during fermentationМонокультураили консорциумСахара Коэффициенты Значение α для коэффициентов(по критерию Стьюдента)α для модели(по критерию Фишера)R2L. casei фруктоза a 1,6591 ≤ 0,00001 ≤ 0,00010 0,9834b 0,4807 ≤ 0,00115глюкоза a 1,1490 ≤ 0,00037 ≤ 0,00231 0,9226b 0,3875 ≤ 0,01948L. brevis фруктоза a 1,5815 ≤ 0,00000 ≤ 0,00001 0,9958b 0,4523 ≤ 0,00007глюкоза a 1,0069 ≤ 0,00163 ≤ 0,05820 0,9434b 0,2013 ≤ 0,07363L. plantarum фруктоза a 1,6516 ≤ 0,00005 ≤ 0,00034 0,9702b 0,3402 ≤ 0,00315глюкоза a 1,1966 ≤ 0,00050 ≤ 0,00204 0,8732b 0,0832 ≤ 0,04878L. brevis +L. caseiфруктоза a 1,6205 ≤ 0,00002 ≤ 0,00012 0,9823b 0,3396 ≤ 0,00114глюкоза a 0,8503 ≤ 0,00003 ≤ 0,00008 0,9968b 0,5949 ≤ 0,00058L. brevis +L. plantarumфруктоза a 1,6608 ≤ 0,00002 ≤ 0,00012 0,9824b 0,3436 ≤ 0,00115глюкоза a 0,8803 ≤ 0,00013 ≤ 0,00034 0,9915b 0,4329 ≤ 0,00182L. casei+L. plantarumфруктоза a 1,6636 ≤ 0,00001 ≤ 0,00004 0,9892b 0,3210 ≤ 0,00047глюкоза a 0,8648 ≤ 0,00356 ≤ 0,01382 0,9001b 0,4596 ≤ 0,08915755Кондратенко В. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4 С. 749–762' ( )22expexp1cs cs cs cscudck ck ck ckck cky a b b xvy a c x e xb x d x⋅ ⋅ − ⋅= = + ⋅ + ⋅    + ⋅ + ⋅ (8)Имеют место три вида взаимодействиямикроорганизмов в консорциумах: синергизм,аддитивное взаимодействие и антагонизм.При синергизме результат взаимодействиямикроорганизмов в консорциуме превосходиттаковой, если бы микроорганизмы в консорциуменикак не влияли друг на друга. При аддитивномвзаимодействии результативность консорциума равнапростой сумме результативностей входящих в негомонокультур. При антагонизме, вследствие взаимногоугнетения микроорганизмов видов, входящих вконсорциум, результативность последнего всегдахуже таковой для аддитивного взаимодействия.Таким образом, для определения типавзаимодействия микроорганизмов в консорциумахв динамике процесса ферментирования необходимоопределить аддитивную удельную скоростьсбраживания углеводов на основании ранееполученных зависимостей:' ( )1 1 121 11 2expexp1n n nj jud jk j js j js js jsadud n njk jk n jk jk jk j jjjk jkv y y a b b xvy y a c x e xb x d x= = == ==⋅ ⋅ ⋅ − ⋅= = = + ⋅ + ⋅   + ⋅ + ⋅   Σ Σ ΣΣ Σ Σ' ( )1 1 121 11 2expexp1n n nj jud jk j js j js js jsn njk jk n jk jk jk j jjjk jkv y y a b b xy y a c x e xb x d x= = == ==⋅ ⋅ ⋅ − ⋅= = + ⋅ + ⋅   + ⋅ + ⋅   Σ Σ ΣΣ Σ Σ (9)На основании математического описаниязависимостей (8) и (9) получаем возможностьопределения типа взаимодействия культурмолочнокислых микроорганизмов в консорциумах.Искомый показатель – фактора взаимного влияния k– удобно представить в логарифмической форме:lg cudadudvkv =   (10)В этом случае положительные k значениябудут соответствовать синергизму; отрицательные– антагонизму; близкие к нулю – аддитивномувзаимодействию, т. е. соседству без взаимноговлияния.Рассмотрим динамики активности каждого изисследованных консорциумов.Консорциум L. casei + L. plantarum. Нарисунке 1 представлены зависимости удельнойскорости сбраживания глюкозы и фруктозыот продолжительности ферментирования длямонокультур L. casei и L. plantarum, их парногоконсорциума и случая аддитивного взаимодействия(additive). Для удобства восприятия данныхудельная скорость сбраживания представлена в видедесятичного логарифма.Анализ полученных зависимостей показал, чтов процессе сбраживания глюкозы консорциумомL. casei + L. plantarum основную роль играетL. plantarum. L. casei выступает в качестве ингибиторапроцесса и не даёт первой культуре раскрыть свойпотенциал. Активная фаза сбраживания глюкозыдлится 30 суток, затем наступает плавное затуханиепроцесса.В случае с фруктозой можно сделать подобныйвывод. Но после активной фазы сбраживания,длящейся до 10–12 суток, процесс постепеннозамедляется. При этом скорость сбраживанияфруктозы значительно превышает скоростьсбраживания глюкозы.В силу существенности различия в интенсивностисбраживания глюкозы и фруктозы в рамках одного(a) (b)Рисунок 1. Влияние продолжительности ферментирования на скорость сбраживания глюкозы (а)и фруктозы (b) монокультурами Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum и их консорциумомFigure 1. Effect of fermentation time on the rate of glucose (a) and fructose (b) fermentation by monocultures of Lactobacillus casei,Lactobacillus plantarum, and their consortiumглюкоза фруктоза-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. plantarum L. casei Cons. (L. casei + L. plantarum) Additiv.-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud) Продолжительность ферментации, суткиL. plantarum + L. plantarum) Additiv.глюкоза фруктоза-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. plantarum L. casei Cons. (L. casei + L. plantarum) Additiv.-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud) Продолжительность ферментации, суткиL. casei Cons. (L. casei + L. plantarum) Additiv.глюкоза фруктоза-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиcasei Cons. (L. casei + L. plantarum) Additiv.-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. plantarum L. casei Cons. (L. casei + L. plantarum) Additiv.L. plantarum L. casei Cons. (L. casei + L. plantarum) Additiv.глюкоза фруктоза10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Продолжительность ферментации, суткиL. plantarum L. casei Cons. (L. casei + L. plantarum) -27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. plantarum L. casei Cons. (L. casei + L. plantarum) Additiv.L. plantarum L. casei Cons. (L. casei + L. plantarum)Additiv.глюкоза фруктоза-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. plantarum L. casei Cons. (L. casei + L. plantarum) -27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 Lg (vud)Продолжительность L. plantarum L. casei Cons.756Kondratenko V.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 4, pp. 749–762и того же консорциума, наряду с оценкой частныхфакторов взаимного влияния микроорганизмов вконсорциуме по сбраживанию глюкозы и фруктозы,целесообразно определить динамику и интегральногофактора взаимного влияния k (int), рассчитанного какаддитивный вариант, учитывающий вклад каждого изчастных факторов:( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) int fr glfr glk fr f k gl fkf fτ ττ τ⋅ + ⋅=+(11)где k ( fr ) и k (gl ) – частные факторы взаимноговлияния по сбраживанию фруктозы и глюкозысоответственно; ( ) f fr τ и ( ) fgl τ – математическиеописания динамики сбраживания фруктозы иглюкозы соответственно.Зависимости интегрального и частных фактороввзаимного влияния микроорганизмов в консорциумеL. casei + L. plantarum в процессе сбраживанииглюкозы и фруктозы представлены на рисунке 2.Анализ полученных результатов позволяетсделать вывод об антагонистическом взаимодействиимикроорганизмов в данном консорциуме посбраживанию глюкозы, начиная с 8 суток. Пофруктозе – синергическое взаимодействие спервых суток ферментирования в течение всегодальнейшего процесса. Несмотря на синергизмсбраживания фруктозы, динамика интегральногофактора взаимного влияния в течение всегопроцесса ферментирования показывает совокупноеантагонистическое взаимодействие благодарядоминанте сбраживания глюкозы в общем процессе.Факт устойчивого во времени синергическоговзаимодействия культур в консорциуме по одномуиз углеводов предполагает наличие потенциаласмещения динамики интегрального факторавзаимного влияния в сторону синергизма, увеличиваядолю углевода, обуславливающего синергизмсбраживания. В данном случае фруктозы.Если создать условия, при которых, сохраняядинамику частных факторов взаимного влияния,создаются условия, когда k (int) в течение всегопроцесса ферментирования будет приниматьзначения, соответствующие синергизму взаимо-действия (т. е., > 0), тогда справедливо:( ) * ( ) ** * fr gl 0fr glk fr ω k gl ωω ω⋅ + ⋅>+(12)где *ω fr и *ωgl – начальные массовые доли фруктозы иглюкозы в субстрате, г/100 г.В этом случае, решая неравенство, находимтребуемое граничное условие:( )( )**frglk glzk frωω= > − (13)где z – соотношение начальных массовых долейфруктозы и глюкозы в субстрате.Тогда несложно рассчитать требуемоеколичество фруктозы ω fr(ad ), на которое необходимоскорректировать её начальную массовую долю всубстрате:ω fr(ad ) = z ⋅ωgl −ω fr (14)где ω fr и ωgl – начальные массовые доли фруктозы иглюкозы в субстрате, г/100 г.В случае, когда синергизм отмечен для глюкозы,а антагонизм для фруктозы, расчёты остаютсясправедливыми. Но необходимо поменять в нихуглеводы местами. В случае, когда по обоимуглеводам отмечен устойчивый антагонизм, подобноеопределение проводить не имеет смысла.Рисунок 2. Динамика интегрального k(int) и частных k(gl)и k(fr) факторов взаимного влияния микроорганизмовв консорциуме Lactobacillus casei + Lactobacillus plantarumв процессе сбраживании глюкозы и фруктозыFigure 2. Dynamics of integral k(int) and partial k(gl) and k(fr) factorsof mutual influence of microorganisms in consortium Lactobacilluscasei + Lactobacillus plantarum during glucoseand fructose fermentationРисунок 3. Динамика требуемого отношения концентрацийфруктозы к глюкозе для смещения интегрального факторавзаимного влияния в консорциуме Lactobacilluscasei + Lactobacillus plantarum в зону синергизмаFigure 3. Dynamics of the ratio of fructose vs. glucose requiredto shift the integral factor of mutual influence in consortiumLactobacillus casei + Lactobacillus plantarum into the synergistic zone-14-12-10-8-6-4-20240 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Фактор взаимного влияния, lg (k)Продолжительность ферментации, сутки#kС(iСntЫ) Л К А ! #kС(gСl)Ы Л К А ! #k(СfСr)ЫЛКА!-14-12-10-8-6-4-20240 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Фактор взаимного влияния, lg (k)Продолжительность ферментации, сутки#ССЫЛКА! #ССЫЛКА! #ССЫЛКА!R (min)0123456780 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Отношение концентраций фруктозы к глюкозеПродолжительность ферментации, суткиCC fr/ C gl R (min) fr/Cgl757Кондратенко В. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4 С. 749–762Анализ динамики требуемой величины z впроцессе ферментирования показал, что имеет местовыраженная нелинейность (рис. 3).В этом случае целесообразно определить еёлокальный минимум в интервале продолжительностиферментирования, соответствующем относите-льно устоявшемуся процессу R (min), ипринять это значение за искомое (z = R(min)).При этом соответствующее R (min) значениепродолжительности ферментирования в силупринятого постулата физического смысла не имеет.В результате комплексного анализа результатовэкспериментальных данных и моделированияустановлено, что для обеспечения интегральногосинергизма микроорганизмов в консорциуме впроцессе ферментирования необходимо, чтобыначальное соотношение фруктозы и глюкозы всубстрате было не менее 3,546. Это соответствуеттребуемому увеличению массовой доли фруктозы всубстрате на 5,98 г/100 г.Консорциум L. brevis + L. casei. На рисунке 4представлены зависимости удельной скоростисбраживания глюкозы и фруктозы от продолжи-тельности ферментирования для монокультурL. brevis и L. casei, их парного консорциума и случаяаддитивного взаимодействия.Оценивая полученные данные по сбраживаниюглюкозы, можно сделать вывод, что в процессесбраживания основную роль играет L. brevis. Приэтом L. casei оказывает ингибирующее влияние наL. brevis. Активная фаза сбраживания глюкозы длится50 суток. Затем идёт плавное затухание процесса.В случае с фруктозой можем сделать аналогичныйвывод. Однако после активной фазы сбраживания,длящейся до 10–12 суток, процесс замедляется. Приэтом скорость сбраживания фруктозы значительнопревышает скорость сбраживания глюкозы.По характеру отношения удельной скоростисбраживания углеводов данным консорциумомк удельной скорости сбраживания, рассчитаннойиз учёта аддитивного взаимодействия отдельныхучастников консорциума друг с другом, определимхарактер взаимодействия L. brevis и L. casei при ихсовместном культивировании.Зависимости факторов взаимного влияния отпродолжительности ферментирования представленына рисунке 5.Анализ полученных результатов позволяетсделать вывод об антагонистическом взаимодействиимикроорганизмов в консорциуме в отношениисбраживания глюкозы, начиная с 5 суток процесса.(a) (b)Рисунок 4. Влияние продолжительности ферментирования на скорость сбраживания глюкозы (а)и фруктозы (b) монокультурами Lactobacillus brevis, Lactobacillus casei и их консорциумомFigure 4. Effect of fermentation time on the rate of glucose (a) and fructose (b) fermentation by monoculturesof Lactobacillus brevis, Lactobacillus casei, and their consortiumфруктозаглюкоза-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. brevis L. casei Cons. (L. brevis + L. casei) Additiv.-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. brevis L. casei Cons. (L. brevis + L. casei) Additiv.фруктозаглюкоза-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. brevis L. casei Cons. (L. brevis + L. casei) Additiv.-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, сутки(L. brevis + casei) фруктозаглюкоза-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. brevis L. casei Cons. (L. brevis + L. casei) Additiv.-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. brevis L. casei Cons. (L. brevis + L. casei) Additiv.фруктозаглюкоза-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. brevis L. casei Cons. (L. brevis + L. casei) Additiv.-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, суткиL. brevis L. casei Cons. L. Additiv.Рисунок 5. Динамика интегрального k(int) и частных k(gl)и k(fr) факторов взаимного влияния микроорганизмовв консорциуме Lactobacillus brevis + Lactobacillus caseiв процессе сбраживании глюкозы и фруктозыFigure 5. Dynamics of the integral k(int) and partial k(gl) and k(fr)factors of the mutual influence of microorganisms in consortiumLactobacillus brevis + Lactobacillus casei during glucoseand fructose fermentationR-14-12-10-8-6-4-2020 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Фактор взаимного влияния, lg (k)Продолжительность ферментации, суткиkk ((iinntt)) kk((ggll)) kk((ffrr))R-14-12-10-8-6-4-2020 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Фактор взаимного влияния, lg (k)Продолжительность ферментации, суткиk (int) k(gl) k(fr)Additiv. L. brevis L. casei Cons. (L. brevis + L. casei) Additiv.758Kondratenko V.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 4, pp. 749–762В отношении сбраживания фруктозы устойчивыйсинергизм имеет место, начиная с 13–14 суток. Так жекак и в случае с консорциумом L. casei + L. plantarum,в течение всего процесса ферментирования имеетместо совокупное антагонистическое взаимодействиемонокультур в консорциуме. Это происходитблагодаря доминанте сбраживания глюкозы в общемпроцессе.Анализ динамики требуемой величины z впроцессе ферментирования показал выраженнуюеё нелинейность (рис. 6). В этом случае в качествеобласти относительно устоявшегося процесса условноможно принять интервал периода ферментированияот 20 до 80 суток, когда кривая динамики имеетпологий вид. Тогда локальный минимум данногоинтервала – R (min) – соответствует значению3,5. Для обеспечения устойчивого синергизма поинтегральному фактору взаимного влияния начальнаямассовая доля фруктозы в субстрате должнабыть минимум в 3,5 раза больше, чем начальнаямассовая доза глюкозы. При этом гарантированныйсинергизм будет возможен исключительно на томинтервале продолжительности ферментирования,которому соответствует синергизм частного факторавзаимного влияния по сбраживанию фруктозы,т. е. с 13–14 суток от начала ферментирования.Таким образом, для обеспечения интегральногосинергизма микроорганизмов в консорциуме впроцессе ферментирования необходимо увеличениемассовой доли фруктозы в субстрате на 5,87 г/100 г.Консорциум L. brevis + L. plantarum. Нарисунке 7 представлены зависимости удельнойскорости сбраживания глюкозы и фруктозыот продолжительности ферментирования длямонокультур L. brevis и L. plantarum, их парногоконсорциума и случая аддитивного взаимодействия.Оценивая полученные данные по сбраживаниюглюкозы, можно сделать вывод, что в процессесбраживания основную роль играет L. plantarum.При этом L. brevis оказывает ингибирующее влияниена L. plantarum и не даёт L. plantarum раскрыть свойпотенциал. Активная фаза сбраживания глюкозыдлится 40–50 суток. Затем идёт плавное затуханиепроцесса.В случае с фруктозой можем сделать подобныйвывод. Но после активной фазы сбраживания,длящейся до 10–12 суток, процесс постепеннозамедляется. При этом скорость сбраживанияРисунок 6. Динамика требуемого отношения концентрацийфруктозы к глюкозе для смещения интегрального факторавзаимного влияния в консорциуме Lactobacillus brevis +Lactobacillus casei в зону синергизмаFigure 6. Dynamics of the ratio of fructose vs. glucose required to shiftthe integral factor of mutual influence in consortium Lactobacillusbrevis + Lactobacillus casei into the synergistic zone(a) (b)Рисунок 7. Влияние продолжительности ферментирования на скорость сбраживания глюкозы (а)и фруктозы (b) монокультурами Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum и их консорциумомFigure 7. Effect of fermentation time on the rate of glucose (a) and fructose (b) fermentation by monoculturesof Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum, and their consortiumR (min) R (max)0102030405060700 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Отношение концентраций фруктозы к глюкозеПродолжительность ферментации, сутки-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud) Продолжительность ферментации, сутки#ССЫЛКА! #ССЫЛКА! #ССЫЛКА! Additiv.-25-22-19-16-13-10-7-40 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, сутки#ССЫЛКА! #ССЫЛКА! #ССЫЛКА! Additiv.ССЫЛКА! ССЫЛКА! ССЫЛКА! Additiv.-25-22-19-16-13-10-7-40 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, сутки#LС. СbЫreЛviКs А ! # LС. СpЫlaЛntКaАru!m # CСoСnЫs.Л (LК.А b!r evis + L.A pdladnittiavr.um)Additiv.-25-22-19-16-13-10-7-40 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, сутки#ССЫЛКА! #ССЫЛКА! #ССЫЛКА! L. brevis L. plantarum Cons. (L. brevis + L. plantarum)Additiv.-25-22-19-16-13-10-7-40 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud)Продолжительность ферментации, сутки#ССЫЛКА! #ССЫЛКА! #ССЫЛКА! Additiv.-27-24-21-18-15-12-9-6-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Lg (vud) Продолжительность ферментации, сутки#ССЫЛКА! #ССЫЛКА! #ССЫЛКА! Additiv.759Кондратенко В. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 4 С. 749–762глюкозы значительно превышает скоростьсбраживания фруктозы.По характеру отношения удельной скоростисбраживания углеводов консорциумов к удельнойскорости сбраживания, рассчитанной из учётааддитивного взаимодействия отдельных участниковконсорциума друг с другом, определим характервзаимодействия L. brevis и L. plantarum присовместном культивировании.Зависимости факторов взаимного влияния отпродолжительности ферментирования представленына рисунке 8.Анализируя полученные результаты, можносделать вывод об антагонистическом взаимодействиив отношении сбраживания глюкозы, начиная со2 суток, а по фруктозе – о выраженном синергизме с13 суток ферментирования. При этом в течение всегопроцесса ферментирования имеет место совокупноеантагонистическое взаимодействие монокультур.Это происходит благодаря доминанте сбраживанияглюкозы в общем процессе.Анализ динамики требуемой величины z впроцессе ферментирования показал её нелинейность(рис. 9). Начиная с 20 суток ферментирования,исследуемая динамика переходит в очень пологуюобласть относительно устоявшегося процесса слокальным минимумом R (min), соответствующимзначению 2,515. Для обеспечения устойчивогосинергизма по интегральному фактору взаимноговлияния начальная массовая доля фруктозы всубстрате должна быть в 2,515 раза больше, чемначальная массовая доза глюкозы. При этомгарантированный синергизм будет возможенисключительно на интервале продолжительностиферментирования, которому соответствуетсинергизм частного фактора взаимного влияния посбраживанию фруктозы, т. е. с 13 суток от началаферментирования.Для обеспечения интегрального синергизмамикроорганизмов в консорциуме в процессеферментирования необходимо увеличение массовойдоли фруктозы в субстрате на 3,65 г/100 г.Таким образом, следствием совокупного анализарезультатов проведённых исследований являетсянаиболее оптимальным для проведения процессамикробной трансформации субстрата на основебелокочанной капусты сорта «Слава» консорциуммолочнокислых микроорганизмов L. brevis +L. plantarum. Для активации его синергическогопотенциала необходимо скорректировать углеводныйсостав субстрата добавлением фруктозы в количестве3,65 г/100 г.Представленный подход к определениюнеобходимой степени изменения углеводногосостава субстрата для обеспечения синергизмамолочнокислых микроорганизмов в парныхконсорциумах в процессе ферментированиярастительного сырья позволяет получатьоднозначные заключения о приемлемости того илииного исследуемого консорциума и необходимойстепени коррекции углеводного состава.ВыводыПо результатам исследований полученыэкспериментальные данные по интенсивностисбраживания глюкозы и фруктозы в процессеферментирования монокультурами молочнокислыхмикроорганизмов и их парными консорциумами.Впервые исследования поставлены на модельныхсредах.Рисунок 8. Динамика интегрального k(int) и частных k(gl)и k(fr) факторов взаимного влияния микроорганизмовв консорциуме Lactobacillus brevis + Lactobacillusplantarum в процессе сбраживании глюкозы и фруктозыFigur 8. Dynamics of integral k(int) and partial k(gl) and k(fr) factorsof the mutual influence of microorganisms in consortiumLactobacillus brevis + Lactobacillus plantarum during glucoseand fructose fermentation-11-9-7-5-3-11350 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Фактор взаимного влиянияПродолжительность ферментации, суткиkk ((ffrr)) kk( (iinntt)) kk( (ggll))-11-9-7-5-3-11350 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Фактор взаимного влиянияПродолжительность ферментации, суткиk (fr) k (int) k (gl)Рисунок 9. Динамика требуемого отношения концентрацийфруктозы к глюкозе для смещения интегрального факторавзаимного влияния в консорциуме Lactobacillus brevis +Lactobacillus plantarum в зону синергизмаFigure 9. Dynamics of the ratio of fructose vs. glucose required to shiftthe integral factor of mutual influence in consortiumLactobacillus brevis + Lactobacillus plantarum intothe synergistic zoneR (min)010203040500 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Отношение концентраций фруктозы к глюкозеПродолжительность ферментации, суткиCC fr/C gl R (min) fr/gl760Kondratenko V.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 4, pp. 749–762Был разработан аналитический подход копределению необходимой степени измененияуглеводного состава субстрата для обеспечениясинергизма молочнокислых микроорганизмов впарных консорциумах в процессе ферментированиярастительного сырья. Данный подход может бытьиспользован при совершенствовании существующихи создании новых промышленных технологийпроизводства ферментированной продукции израстительного сырья.В процессе исследований были выявленынеоднозначности: наличие фруктозы приводитк синергическому типу взаимодействиямолочнокислых микроорганизмов в парныхконсорциумах, а глюкозы – к антагонистическому.Поэтому необходимо создать условия для смещенияинтегрального вида взаимодействия в сторонусинергизма. Для этого имеет смысл дополнительновносить фруктозу в процессе ферментирования.В случае консорциума L. casei + L. plantarum впроцессе ферментирования основную роль играетL. plantarum, а L. casei является ингибиторомпроцесса. В случае консорциума L. brevis +L. casei основную роль играет L. brevis, тогда какL. casei выступает в качестве ингибитора процессаферментирования. В случае консорциума L. brevis +L. plantarum основную роль играет L. plantarum, аL. brevis ингибирует процесс ферментирования.Для любого из трёх исследованных парныхконсорциумов, в сочетании с дополнительновносимой фруктозой, можно достичь синергизма.Этот факт имеет большое значение, т. к. неограничивает производителя в выборе штаммовмолочнокислых микроорганизмов для консорциумов,равно как и сортов белокочанной капусты посодержанию глюкозы и фруктозы. Тем не менее,для квашения белокочанной капусты сорта «Слава»наиболее целесообразно использовать консорциумL. brevis + L. plantarum с добавлением к субстратуфруктозы в количестве не менее 3,65 г/100 г.Критерии авторстваАвторы в равной степени участвовали вподготовке и написании статьи.Конфликт интересовАвторы заявляют об отсутствии конфликтаинтересов.ContributionAll the authors contributed equally to the study andbear equal responsibility for information published in thisarticle.Conflict of interestThe authors declare that there is no conflict ofinterests regarding the publication of this article.