Управление микрофлорой ржаных заварок при дискретном режиме производства хлеба

В технологии заварного хлеба ключевую роль играют ржаные заварки – сложные микробиологические системы, в которых консорциумы молочнокислых бактерий (Lactiplantibacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii, Fructilactobacillus sanfranciscensis) и дрожжей (Saccharomyces cerevisiae, Kazachstania humilis) определяют органолептические, структурно-механические и питательные свойства готовых изделий. Стабильность и активность заквасочной микрофлоры зависят от состава среды и наличия внешних модуляторов, в качестве которых могут выступать нетрадиционные растительные компоненты – источники полифенолов, терпеноидов и эфирных масел. Цель исследования – установить количественные закономерности влияния порошков коры дуба (Quercus robur), травы эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea), листа шалфея лекарственного (Salvia officinalis) и травы полыни горькой (Artemisia absinthium) на динамику роста, кислотонакопление и метаболическую активность молочнокислых бактерий и дрожжей, культивируемых в ржаных заварках, с учетом варьирования технологических параметров (температуры и продолжительности) в дискретном режиме производства заварного хлеба.
Объектом исследования служила сброженная заварка на основе осахаренной и термофильной заквашенной заварки, приготовленная с внесением порошков коры дуба (до 0,180 % от массы муки), травы эхинацеи пурпурной (до 0,050 %), листа шалфея (до 0,140 %) и травы полыни горькой (до 0,015 %). Для получения термофильной заквашенной заварки использовали чистую культуру L. delbrueckii штамм 76. Эксперименты проводили в лабораториях кафедры технологии хлебопродуктов Белорусского государственного университета пищевых и химических технологий (Республика Беларусь), а также Единого лабораторного комплекса Уральского государственного экономического университета (Екатеринбург, Россия). В работе применяли стандартные микробиологические (посев на питательные среды), физико-химические (титруемая кислотность, определение органических кислот по МВИ.МН 2769-2007) и статистические (регрессионный анализ, однофакторный дисперсионный анализ ANOVA с пост-хок критерием Тьюки, Statgraphics Plus 5.0) методы.
Методом полного факторного эксперимента получены регрессионные уравнения (R2 > 0,95), описывающие влияние концентрации фитодобавок (0,015–0,180 %), температуры (25–55 °C) и продолжительности (60–480 мин) на показатели ржаных заварок. Установлено, что кора дуба обеспечивает максимальный прирост молочнокислых бактерий (1695,4 × 106 КОЕ/г); полынь горькая ингибирует микрофлору при концентрации выше 0,015 %. Внесение фитодобавок снижает содержание молочной кислоты (с 6,79 до 3,60–5,21 г/кг) и увеличивает содержание уксусной (с 0,20 до 0,40–0,85 г/кг), что расширяет вкусоароматический профиль заварок.
Полученные зависимости позволяют целенаправленно регулировать биотехнологические процессы в ржаных полуфабрикатах при дискретном производстве заварного хлеба. Применение исследованных фитодобавок расширяет вкусоароматический профиль сброженной заварки и улучшает потребительские свойства готовых изделий.

1. Кандроков Р. Х., Фирсанова А. Р., Суворов О. А. Технология хлебобулочных изделий в виде бриоши из пшенично-льняно-рыжиковой муки. Индустрия питания. 2025. Т. 10. № 2. С. 15–23. https://doi.org/10.29141/2500-1922-2025-10-2-22

2. Резниченко И. Ю., Мирошина Т. А. Оценка замены пшеничной муки на безглютеновую композицию в техно- логии печенья. Индустрия питания. 2025. Т. 10. № 3. С. 35–42. https://doi.org/10.29141/2500-1922-2025-10-3-4

3. Кандроков Р. Х., Юрченко Т. И., Румянцева В. В. Разработка технологии хлебобулочных изделий с использованием цельносмолотой полбяной муки. Техника и технология пищевых производств. 2024. № 3. С. 598–609. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-3-2529

4. Ладнова О. Л., Корячкина С. Я., Корячкин В. П., Большакова Л. С. Разработка технологии функциональных хлебобулочных изделий. Техника и технология пищевых производств. 2023. № 3. С. 576–590. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-3-245

5. Marek A, Stachowiak B, Kapusta I. Comparison of the antioxidant and sensorial properties of kvass produced from mountain rye bread with the addition of selected plant raw materials. Foods. 2024;13(3). https://doi.org/10.3390/foods13030357

6. Garcia-Llatas G, Barberá R, Faubel N. Oral phase coupled with in vitro dynamic gastrointestinal digestion for assess- ment of plant sterol bioaccessibility from wholemeal rye bread. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2024;72(28):15672-15679. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c02109

7. Landberg R, Jonsson K, Iversen N. The effect of rye-based foods on postprandial plasma insulin concentration: The rye factor. Frontiers in Nutrition. 2022;9. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.868938

8. Dicksved J, Landberg R, Fristedt R. The effects of high fiber rye, compared to refined wheat, on gut microbiota composition, plasma short chain fatty acids, and implications for weight loss and metabolic risk factors (the RyeWeight study). Nutrients. 2022;14(8):1669–1669. https://doi.org/10.3390/nu14081669

9. Salvi D, Vincenzo S, Raffaella B. Functional foods and nutraceuticals in irritable bowel syndrome. Journal of Clinical Medicine. 2025;14(6):1830. https://doi.org/10.3390/jcm14061830

10. Rosnita T, Capozzi V, Teixeira A. Sourdough microbiome comparison and benefits. Microorganisms. 2021;9(7);1355. https://doi.org/10.3390/microorganisms9071355

11. Dertli E, Hasan C, Fereshteh F. Exploring the nutritional impact of sourdough fermentation: Its mechanisms and functional potential. Foods. 2024;13(11). https://doi.org/10.3390/foods13111732

12. Камартдинова Д. Р., Китаевская С. В., Решетник О. А. Перспективы применения заквасок молочнокислых бактерий в технологии зернового хлеба из полбы. Индустрия питания. 2025. Т. 10. № 2. С. 46–56. https://doi.org/10.29141/2500-1922-2025-10-2-5

13. Savvaidis I, Saubenova M, Oleinikova Y. Sourdough microbiota for improving bread preservation and safety: Main directions and new strategies. Foods. 2025;14(14). https://doi.org/10.3390/foods14142443

14. Самуйленко Т. Д., Акулич А. В. Исследование процесса сбраживания жидкой ржаной заварки и определение технологических параметров для дискретного режима производства заварных сортов хлеба. Health, Food & Biotechnology. 2022. Т. 4. № 4. https://doi.org/10.36107/hfb.2022.i4.s142

15. Murniece R. Scald fermentation time as a factor determining the nutritional and sensory quality of rye bread. Foods. 2025;14(6):979. https://doi.org/10.3390/foods14060979

16. Жаркова И. М., Росляков Ю. Ф., Иванчиков Д. С. Закваски спонтанного (естественного) брожения: особенности технологии и роль в современном хлебопекарном производстве. Техника и технология пищевых производств. 2023. № 3. С. 525–544. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-3-2455

17. Кишилова С. А., Леонова В. А., Митрова В. А., Рожнова И. В. Современные биотехнологические решения в области использования молочнокислых бактерий для молочной промышленности: от селекции штаммов до пробиоти- ческих продуктов. Техника и технология пищевых производств. 2025. № 3. С. 624–633. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2025-3-2596

18. Чугунова О. В., Заворохина Н. В. Перспективы создания пищевых продуктов с заданными свойствами, повыша- ющих качество жизни населения. Известия Уральского государственного экономического университета. 2014. № 5. С. 120–125. https://elibrary.ru/SYRRLR

19. Сухих С. А., Иванова С. А., Бахтиярова А. Х., Пшеничников С. Е., Левада Е. В. и др. Цитотоксичные, анти- оксидантные и антибактериальные свойства экстрактов растений Восточной Прибалтики. Техника и технология пищевых производств. 2025. Т. 55. № 4. С. 903–917. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2025-4-2615

20. Люц В. А., Харлов С. Ю., Величкович Н. С., Проскурякова Л. А., Остапова Е. В. и др. Антимикробные свой- ства экстрактов Pulmonaria officinalis, Heracleum sibiricum, Syringa vulgaris, произрастающих в Сибири. Техника и тех- нология пищевых производств. 2025. Т. 55. № 3. С. 673–686. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2025-3-2597

21. Velichkovich NS, Dunchenko NI, Stepanova AA, Kozlova OV, Faskhutdinova ER, et al. Control of rye scolding microflora in discrete bread production. Foods and Raw Materials. 2025;13(2):219–232. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2025-2-649

22. Lim E-S, Lee E-W. Quality characteristics of rye sourdough fermented with a mixed culture of probiotic lactic acid bacteria and yeast exhibiting potent antioxidant properties. Food Science and Preservation. 2025;32(2):232–245. https://doi.org/10.11002/fsp.2025.32.2.232

23. Piekarska-Radzik L, Klewicka E. Mutual influence of polyphenols and Lactobacillus spp. bacteria in food: A review. European Food Research and Technology. 2021;247:9–24. https://doi.org/10.1007/s00217-020-03603-y

24. Ștefănescu R, Ciurea CN, Mare AD, Man A, Nisca A, et al. Quercus robur older bark – a source of polyphenolic extracts with biological activities. Applied Sciences. 2022;12(22):11738. https://doi.org/10.3390/app122211738

25. Ozturk T, Ávila-Gálvez MÁ, Mercier Sylvie, Vallejo F. Impact of lactic acid bacteria fermentation on (poly)phenolic profile and in vitro antioxidant and anti-inflammatory properties of herbal infusions. Antioxidants. 2024;13(5):562. https://doi.org/10.3390/antiox13050562

26. Stanisavljević I, Stojičević S, Veličković D, Veljković V, Lazić M. Antioxidant and antimicrobial activities of Echinacea (Echinacea purpurea L.) extracts obtained by classical and ultrasound extraction. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2009;17(3):478–483. https://doi.org/10.1016/S1004-9541(08)60234-7

27. Rossi L, Gabriele R, Lucini L, Rebecchi A. Antimicrobial potential of polyphenols: Mechanisms of action and microbial response – a narrative review. Antioxidants. 2025;14(2):200. https://doi.org/10.3390/antiox14020200

28. Yazgan H. Investigation of antimicrobial properties of sage essential oil and its nanoemulsion as antimicrobial agent. LWT. 2020;130:109669. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109669

29. Timakova R, Akulich A, Samuylenko T. The role of biotechnology in ensuring the preservation of dry composite mixtures. E3s Web of Conferences. 2021;254:10018. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202125410018