Оптимизация режимов sous-vide обработки ферментированных зерновых культур для создания функциональных пищевых продуктов

Целью работы является комплексное изучение влияния предварительной ферментации и последующих режимов Sous-Vide обработки на технологические, структурно-механические и биохимические показатели зерновых культур (пшеницы, гречихи, ржи, кукурузы) для создания функциональных пищевых продуктов. Установлено, что ферментация с использованием штаммов Lactobacillus acidophilus и Streptococcus thermophilus приводит к значительной биотрансформации матрикса зерна: снижению содержания фитиновой кислоты на 45–60 %, частичному гидролизу крахмала и накоплению биоактивных соединений. Это увеличивает скорость гидратации ферментированных образцов на 25–71 % и сокращает время достижения максимальной влагоемкости на 25–35 %. Комбинация ферментации и предварительной гидратации позволила сократить продолжительность энергоемкого этапа SousVide обработки на 40–55 % по сравнению с нативными негидратированными крупами. Обработка при 85–90°C обеспечивает сохранность до 85–92 % витаминов группы B и 90–95% антиоксидантной активности, в то время как традиционная варка приводит к потерям 30–40 %. Разработаны математические модели зависимости продолжительности термообработки от степени гидратации и температуры для каждой культуры. Совместное применение ферментации и технологии Sous-Vide является высокоэффективным для создания пищевых продуктов из зерновых культур с заданными функциональными свойствами, повышенной пищевой ценностью и пролонгированными сроками хранения.

1. Gibson, G. R. Probiotics and prebiotics in nutrition / G. R. Gibson, M. B. Roberfroid // Clinical Nutrition. – 2008. – Vol. 27, Issue 5. – P. 679-681.

2. Марченко, Е. В. Функциональные пищевые продукты: современное состояние и перспективы развития / Е. В. Марченко, В. М. Позняковский // Вопросы питания. – 2019. – Т. 88, № 4. – С. 5-13.

3. Shewry, P. R. Do ancient types of wheat have health benefits compared with modern bread wheat? / P. R. Shewry, S. Hey // Journal of Cereal Science. – 2015. – Vol. 65. – P. 236-243.

4. Hurrell, R. F. Iron bioavailability and dietary reference values / R. F. Hurrell, I. Egli // The American Journal of Clinical Nutrition. – 2010. – Vol. 91, no. 5. – P. 1461S-1467S.

5. Лабутина, О.В. Влияние фитиновой кислоты на минеральный обмен / О.В. Лабутина, А.А. Кочеткова // Вопросы питания. – 2017. – Т. 86, № S2. – С. 112-113.

6. Шаршунов В. А., Желудков А. Л., Барашков А. С. Комплексный анализ качества зерна злаковых культур как сырья для получения безглютеновых каш готовых к употреблению // Механика и технологии. Научный журнал. – 2024. – № 1(83). – С. 65–76. URL: https://doi.org/10.55956/LQUM3012.

7. Нетребенко, О. К. Ферментированные продукты на зерновой основе для детского питания / О. К. Нетребенко, И. Я. Конь // Педиатрия. Журнал им. Г. Н. Сперанского. – 2018. – Т. 97, № 1. – С. 137-143.

8. Katina, K. Fermentation-induced changes in the nutritional value of native or germinated rye / K. Katina, A.-M. Laitila, R. Juvonen et al. // Journal of Cereal Science. – 2007. – Vol. 46, Issue 3. – P. 348-355.

9. Coda, R. Biotechnological exploitation of cereals and pseudocereals for the development of gluten-free functional foods / R. Coda, C. G. Rizzello, D. Pinto, M. Gobbetti // Functional Foods and Biotechnology. – 2020. – P. 235-274.

10. Arendt, E. K. The influence of lactic acid fermentation on functional properties of pseudo-cereal flours / E. K. Arendt, E. Zannini // Cereal Chemistry. – 2013. – Vol. 90, Issue 2. – P. 135-142.

11. Singh, S. Cooking of cereals: A review / S. Singh, S. Gamlath, L. Wakeling // Journal of Food Engineering. – 2007. – Vol. 79, Issue 2. – P. 547-556.

12. Rickman, J. C. Nutritional comparison of fresh, frozen and canned fruits and vegetables. Part II. Vitamin A and carotenoids, vitamin E, minerals and fiber / J. C. Rickman, D. M. Barrett, C. M. Bruhn // Journal of the Science of Food and Agriculture. – 2007. – Vol. 87, Issue 7. – P. 1185-1196.

13. Кудряшов, Л. С. Потери пищевых веществ при кулинарной обработке продуктов / Л.С. Кудряшов // Пищевая промышленность. – 2016. – № 5. – С. 44-47.

14. Baldwin, D. E. Sous vide cooking: A review / D. E. Baldwin // International Journal of Gastronomy and Food Science. – 2012. – Vol. 1, Issue 1. – P. 15-30.

15. Schellekens, M. New research issues in sous-vide cooking / M. Schellekens // Trends in Food Science & Technology. – 1996. – Vol. 7, Issue 8. – P. 256-262.

16. Шаршунов, В. А. Получение биологически активного сырья из зерна проса для производства безглютеновых хлебобулочных изделий / В. А. Шаршунов, Е. Н. Урбанчик, А. И. Масальцева, М. Н. Галдова // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. – 2019. – № 2. – С. 275–279.

17. Власова, Е. С. Применение технологии Sous-Vide для обработки растительного сырья / Е. С. Власова, А. Б. Лисицын // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2020. – № 3. – С. 56-67.

18. Nionelli, L. Effect of sourdough fermentation on stabilisation, and chemical and nutritional characteristics of wheat germ / L. Nionelli, C. G. Rizzello, R. Coda et al. // Food Chemistry. – 2010. – Vol. 119, Issue 3. – P. 1079-1089.

19. Turhan, M. Hydration kinetics of wheat grains / M. Turhan, S. Gunasekaran // Journal of Food Engineering. – 2002. – Vol. 52, Issue 4. – P. 349-353.

20. Roux, S. The effect of cooking on the vitamin content of vegetables / S. Roux, M. Holden, G. Duodu // Journal of Food Composition and Analysis. – 2008. – Vol. 21, Issue 5. – P. 361-365.

21. Devi, N. L. Effect of processing on nutritional and anti-nutritional properties of millets / N. L. Devi, A. Shobha, C. T. Devi // Journal of Food Science and Technology. – 2015. – Vol. 52, Issue 11. – P. 6847-6855.

22. Gonzalez-Fandos, E. The influence of sous-vide cooking on the quality and safety of broccoli / E. GonzalezFandos, A. Villarino-Rodriguez // CyTA Journal of Food. – 2015. – Vol. 13, Issue 3. – P. 435-441.

23. Погожева, А. В. Сохранность витаминов при различных способах кулинарной обработки пищи / А. В. Погожева, О. В. Батурин // Вопросы питания. – 2015. – Т. 84, № S1. – С. 86-87.

24. Poutanen, K. Sourdough and cereal fermentation in a nutritional perspective / K. Poutanen, L. Flander, K. Katina // Food Microbiology. – 2009. – Vol. 26, Issue 7. – P. 693-699.

25. Thiele, C. Influence of processing conditions on the quality of spelt pasta / C. Thiele, S. Ganzle, M. G. Ganzle // European Food Research and Technology. – 2004. – Vol. 218, Issue 5. – P. 487-492.

26. Rocchetti, G. Functional implications of bound phenolic compounds and phenolics–food interaction: A review / G. Rocchetti, L. Lucini, G. Chiodelli et al. // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2018. – Vol. 17, Issue 1. – P. 195-218.

27. Санникова, Т. А. Современные технологии переработки зерна / Т. А. Санникова, В. М. Позняковский. – Новосибирск: СибУПК, 2018. – 342 с.

28. Fellows, P. J. Food Processing Technology: Principles and Practice / P. J. Fellows. – 4th ed. – Woodhead Publishing, 2017. – 1152 p.

29. Зыкина, О. В. Биотехнология ферментированных пищевых продуктов / О. В. Зыкина, И. Н. Семенова. – СПб.: Профессия, 2019. – 456 с.

30. Ray, R.C. Fermented Foods: Part II: Technological Interventions / R. C. Ray, M. A. Montet. – CRC Press, 2017. – 476 p.