Влияние исходного микробиома на микробную сукцессию при ферментации баклажанов
Сибодзукэ — традиционные японские соленья из баклажанов, получаемые в процессе ферментации с участием молочнокислых бактерий (LAB). LAB, обычно присутствующие на овощах, вызывают их спонтанное брожение, придавая соленьям характерный кислый вкус.
Хотя LAB полезны, другие виды бактерий и микробов в сырье могут влиять на качество и безопасность продукта. Достижения в пищевых технологиях позволили наладить крупномасштабное промышленное брожение в ферментерах, где строго контролируются температура, уровень pH и содержание соли.
Роль конкретных микробных популяций в спонтанном брожении и их взаимодействия, влияющие на качество продукта, хорошо изучены. Однако исследований, воспроизводящих спонтанное брожение на стерильном сырье с искусственно созданным микробиомом, мало.
Чтобы раскрыть сложную микробную сукцессию (смену популяций) при спонтанном брожении и её влияние на конечный продукт, доцент Такудзи Ямада из Токийского технологического института и доктор Кадзунори Савада из компании Gurunavi Inc. провели новаторское исследование на промышленно произведённом сибодзукэ. Результаты опубликованы в журнале Microbiology Spectrum.
Команда поясняет цель работы: «Изучение изменений в микробных популяциях при ферментации баклажанов и понимание динамики между ними могут дать важные insights. Кроме того, можно выявить ключевые факторы и механизмы, влияющие на состав метаболитов в сибодзукэ».
Исследователи начали с анализа микробиома коммерческих образцов сибодзукэ, используя секвенирование гена 16S рРНК. Они обнаружили два различных паттерна микробной сукцессии:
- Замена популяций LAB аэробными бактериями.
- Доминирование LAB до конца ферментации.
Это открытие побудило смоделировать производство сибодзукэ с помощью инновационного подхода.
Затем стерилизованный фильтрацией сок баклажана засеяли искусственно созданным микробиомом из шести видов бактерий, наблюдаемых на ранней стадии производства сибодзукэ. Анализ показал единственный паттерн сукцессии с доминированием LAB, характеризующийся активным ростом Lactiplantibacillus plantarum на протяжении всего процесса.
Корреляционный анализ выявил сходство профилей ферментации сибодзукэ и сока баклажана: динамика растворённого кислорода и pH коррелировала с микробными популяциями в обоих случаях. Также было установлено, что L. plantarum участвует в выработке молочной кислоты, аланина и глутаминовой кислоты в обоих процессах.
Команда Ямады подчёркивает потенциал исследования: «Разработанная нами инновационная модель ферментации сока баклажана может быть легко распространена на другие процессы спонтанного брожения. Она позволяет раскрыть роль специфического исходного микробиома для ферментации и конечного продукта».
Эта работа может способствовать разработке суперфудов с улучшенным питательным профилем и пробиотических продуктов с полезными бактериями, такими как L. plantarum.