Повышение уровня витамина B12 в зерновых материалах с помощью пропионовокислых бактерий

Более простой способ стать вегетарианцем: витамин В12 может вырабатываться во время брожения теста

Повышение уровня витамина B12 в зерновых материалах in situ путем ферментации с помощью пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii

Примечание редактора: Данная новость была опубликована 4 августа 2020 г. по материалам, предоставленным Хельсинкским университетом, а именно докторантом Чонг Се (Chong Xie). Материал предоставлен на основе его докторской диссертации. На самом деле это давно не новость, т.к. речь пойдет о возможности получения зерновых продуктов (в т.ч., хлеба), обогащенных витамином В12 с помощью использования молочных пропионовокислых бактерий P. freudenreichii. Напомним, подобный прием давно был реализован на практике российскими специалистами (см.: Влияние пробиотических микроорганизмов на качество хлебобулочных изделий). Тем не менее такие работы заслуживают внимания.

Зерновые продукты, ферментированные молочными пропионовокислыми бактериями Propionibacterium freudenreichii, содержат достаточно витамина B12, чтобы быть питательными. По данным Чонг Се добавление  Lactobacillus brevis в процессе ферментации позволяет получить такой продукт, который может гарантировать всем веганам достаточное и безопасное потребление витамина B12 непосредственно из зерновой пищи, без таблеток (стоит отметить, что витамин В12 термоустойчив, и значительная его часть сохраняется после термообработки зерновых продуктов , например, при выпекании хлеба – ред.).

Витамин B12 является важным микронутриентом, который необходим для таких функций, как поддержание нервной системы и формирование клеток крови. Однако B12 в основном содержится в продуктах питания животного происхождения. Поэтому те, кто потребляет лишь небольшое количество продуктов животного происхождения или являются веганами, должны принимать B12 в форме таблеток или есть пищу, в которую был добавлен B12 промышленного производства.

«Обогащение B12 in situ посредством ферментации могло бы быть более рентабельной альтернативой. И как обычно потребляемый основной продукт питания, зерно является отличным средством для обогащения микроэлементами», - объясняет Чонг Се (Chong Xie) из факультета сельского и лесного хозяйства Хельсинкского университета о предыстории своей докторской диссертации.

Чонг Се использовал 11 различных зерновых материалов и ферментировал их с помощью Propionibacterium freudenreichii - единственного продуцирующего B12 микроорганизма, приемлемого для пищевых продуктов.

Витамин B12 - это микронутриент, который преимущественно присутствует в продуктах питания животного происхождения. Следовательно, разработка продуктов питания растительного происхождения с соответствующим питательным содержанием витамина B12 может увеличить потребление этого витамина с пищей среди людей с ограниченным потреблением продуктов животного происхождения. Поскольку его химический синтез слишком сложен и дорог, коммерческий витамин B12, используемый для обогащения пищевых продуктов, производится исключительно с помощью биотехнологического процесса. По сравнению с обогащением этой коммерческой формой витамина B12, обогащение на месте путем ферментации может быть более рентабельной альтернативой. Зерновые, как основной продукт питания, являются отличным средством обогащения питательными микроэлементами. Propionibacterium freudenreichii - единственный пищевой микроорганизм, способный вырабатывать витамин B12. Поскольку P. freudenreichii имеет низкую скорость роста и чувствителен к кислотным условиям, до сих пор для получения высокого содержания витамина В12 в основном использовались стерилизованные зерновые материалы. Однако процесс стерилизации изменяет технологические свойства зернового сырья, снижая целесообразность этого процесса. Настоящая диссертация посвящена обогащению in situ витамина В12 в нативных зерновых материалах путем ферментации с помощью P. freudenreichii.

Это исследование показало, что ферментация пшеничной муки, цельнозерновой муки и пшеничных отрубей с P. freudenreichii приводила к физиологически значимому уровню витамина В12 (до 155 нг / г сухого веса) через 7 дней. Цельнозерновая пшеничная мука и пшеничные отруби имели более высокое содержание витамина В12, чем рафинированная пшеничная мука. Однако размножение энтеробактерий показало, что монокультурное брожение с P. freudenreichii не может доминировать над микрофлорой, гарантировать микробиологическую безопасность и контролировать эндогенную микробиоту, присутствующую в зерновом материале.

Таким образом, эффективная совместная культура Lactobacillus brevis ATCC 14869 и P. freudenreichii была установлена путем предварительного скрининга для обеспечения микробной безопасности. Во время совместного брожения в пшеничных отрубях P. freudenreichii вырабатывал высокий уровень витамина В12 (» 183 нг / г сухого веса на 3-й день). Кроме того, контроль рН во время ферментации может значительно увеличить выработку витамина В12 (до 332 нг / г сухого веса на 3-й день). Между тем L. brevis показал сильное торможение размножения энтеробактерий во время брожения, как и ожидалось.

Более широкая применимость установленного совместного культивирования была продемонстрирована путем ферментации 11 типов зерновых материалов, включая зерновые, псевдозерновые и бобовые, с P. freudenreichii и L. brevis. Бактерии P. freudenreichii продуцировали значительный уровень витамина B12 в большинстве зерновых культур. Самая высокая продуктивность была обнаружена в рисовых отрубях (примерно 742 нг / г сухого веса), за которыми следовали гречневые отруби (примерно 631 нг / г сухого веса) после ферментации. Между тем, добавление L. brevis позволило доминировать над местными микробами во время ферментации и, таким образом, значительно повысить микробную безопасность во время ферментации различных зерновых материалов.

В целом, этот тезис демонстрирует, что ферментация зерновых материалов с P. freudenreichii и соответствующей совместной культурой, такой как L. brevis, является многообещающим способом обеспечения витамином B12 нестерилизованных материалов на основе зерна без ущерба для микробной безопасности. Между тем, выбор сырья, обеспечивающего наиболее оптимальные условия для P. freudenreichii, может значительно повысить эффективность синтеза витамина B12.

P.S. Нами уже была сделана попытка создания пунктика с рецептурами приговоления витаминизированного функционального хлеба на пробиотических заквасках. Она еще не доработана (требует корректирвки и пояснений). Однако многие наши клиенты уже готовят хлеб по собственным рецептурам с использование биоконцентратов ПКБ и бифидобактерий и отмечают высокое качество (вкус и текстуру) как бездрожжевого, так и дрожжевого варианта выпекаемого продукта.

Источник: Материалы предоставлены Хельсинкским университетом

Доп. источник: Резюме к докторской диссертации взято из HELDA (цифрового хранилища Хельсинкского университета)