Микроорганизмы играют важнейшую роль в производстве, сохранении и улучшении качества продуктов питания.
Преобразуя химические компоненты растительного и животного сырья, функциональные микроорганизмы, в частности бактерии и дрожжи, способны улучшать вкусовые качества продуктов, усиливать биоактивность питательных веществ, вырабатывать антиоксидантные и антимикробные соединения, а также способствовать повышению безопасности продуктов питания.
Физико-химические свойства и летучие ароматические соединения продуктов питания тесно связаны с природой микроорганизмов, особенно в ферментированных продуктах. Liu, Cao et al. использовали смесь дрожжей и Lactobacillus rhamnosus YL-1 в качестве закваски в процессе ферментации колбасы салями, что позволило эффективно снизить степень окисления липидов и привести к изменению вкусовых характеристик. Комбинация Lactobacillus fermentum YZU-06, Staphylococcus saprophyticus CGMCC 3475 и лейцина также применялась при производстве ферментированных колбас, что улучшает не только разнообразие вкусовых соединений, но и общее качество колбас (Liu R. et al.).
Liao et al. сравнили качество и основные метаболические изменения растворимого темного чая, ферментированного различными грибками, такими как Aspergillus cristatus, Aspergillus niger и Aspergillus tubingensis, и обнаружили, что химические составляющие растворимого темного чая подвергаются воздействию грибков.
В работе Tao et al. рассматривается использование микробиома в процессе ферментации, что позволяет устранить неприятный бобовый привкус и улучшить ароматический профиль растительных аналогов мяса. Пробиотики вносят большой вклад в здоровье кишечника, улучшая пищеварение и повышая усвоение питательных веществ. Zhu Y. et al. показали, что режим кормления может влиять на микробиоту кишечника и метаболиты тибетских свиней, что в дальнейшем приводит к изменению качества мяса.
Процесс ферментации зависит от нескольких факторов, таких как температура, время, pH, уровень кислорода и закваски микроорганизмов. Качество продуктов питания можно контролировать путем регулирования условий ферментации. Yu et al. обнаружили, что температура выдержки говядины может влиять на микробное сообщество, физиохимические свойства и вкусовые характеристики говядины.
Liu A. et al. наблюдали значительные различия между бактериальным сообществом винного уксуса от одного и того же дня с разной глубиной ферментации, однако в грибковом сообществе явных различий не наблюдалось. Кроме того, на функции микробиоты и летучие вкусовые соединения влияло микробное сообщество на разных глубинах. Сравнивая физико-химические свойства и состав микробного сообщества жирной и постной ветчины Jinhua, Zhang et al. изучили возможный механизм влияния характерных микроорганизмов на формирование вкуса постной ветчины сухого копчения.
Порча и патогенные микроорганизмы считаются одним из основных факторов, угрожающих качеству и безопасности пищевых продуктов. Недобросовестное хранение продуктов питания может привести к заражению их патогенными микроорганизмами. Например, при производстве и хранении темного чая были обнаружены различные штаммы грибков, что привело к накоплению грибковых токсинов. В работе Xu et al. рассматриваются уровни контаминации распространенными видами микотоксинов, основные микробные источники микотоксинов и возможные пути контаминации микотоксинами темных сортов чая, что создает основу для профилактики заражения опасными грибками.
Чтобы избежать заболеваний и предотвратить порчу продуктов питания, были разработаны различные технологии их консервирования, позволяющие контролировать рост микроорганизмов. Некоторые микроорганизмы вырабатывают антимикробные соединения и органические кислоты, которые подавляют рост бактерий, вызывающих порчу.
Chen et al. обнаружили, что микробиота, в основном Lactobacillus, подавляет образование биогенных аминов в процессе традиционной ферментации скумбрии. Для увеличения срока хранения пищевых продуктов были изучены упаковочные материалы, защищающие их от химических и микробиологических изменений.
Schmid et al. исследовали рост и выживание бактерий-контаминантов в различных волокнистых упаковочных материалах для пищевых продуктов и оценили роль pH как внутреннего антимикробного фактора. Кроме того, было обнаружено, что некоторые активные вещества оказывают ингибирующее действие на рост и выработку токсинов микроорганизмами. Так, некоторые виды Aspergillus niger продуцируют охратоксин А, оказывающий вредное воздействие на здоровье человека, а полифенолы чая и эпигаллокатехин галлат, согласно исследованию Zhao et al., подавляют рост Aspergillus niger и синтез охратоксина. На основе моноазида пропидия в сочетании с ПЦР в реальном времени Liu, Huang et al. разработали новый метод быстрого определения антибактериальной и бактериостатической активности дезинфицирующих средств.
В заключение следует отметить, что в рамках данного обзора было рассмотрено полезное и вредное влияние микроорганизмов на качество и безопасность пищевых продуктов, выявлена взаимосвязь между микробными сообществами и летучими соединениями. Разумное применение полезных микроорганизмов и предотвращение вредной микробной инвазии необходимы для достижения желаемых свойств, что обеспечивает их качество, безопасность и стабильность пищевых продуктов.
