Ученые Угличской биофабрики применяют новейшие технологии для создания заквасочных культур

ООО «Угличская биофабрика» ведет масштабную исследовательскую работу, направленную на создание собственного биобанка микроорганизмов и разработку на его основе отечественных бактериальных заквасок. Задача специалистов биофабрики — обеспечить стабильное качество заквасок и независимость российской молокоперерабатывающей отрасли от их импорта.

Новая Угличская биофабрика (входит в ГК «Васта») активно использует современные технологии разработки заквасок, чтобы сформировать собственный биобанк микроорганизмов и на его базе создавать бактериальные закваски российского производства. «Главная цель предприятия — наладить выпуск заквасок с неизменно высоким качеством и исключить зависимость молочной промышленности России от зарубежных поставок», — поясняет Дмитрий Фурсаев, генеральный директор Угличской биофабрики.

«Всё начинается с выделения штаммов молочнокислых бактерий из природных источников или их получения из надёжных коллекций, — рассказывает Ирина Мозговая, руководитель исследований и разработок Угличской биофабрики. – Затем по определённому алгоритму проводится многоступенчатое описание свойств штаммов: определение видовой принадлежности, динамики кислотообразования, способности к газообразованию и ароматообразованию в процессе сквашивания молока, а также органолептическая оценка потребительских характеристик получающегося молочного сгустка, его вкуса, запаха, консистенции и текстуры». В итоге в биобанке биофабрики остаются самые перспективные культуры, а варианты, которые не прошли строгий отбор, отсеиваются. На последующем этапе разработчики заквасок переходят от изучения отдельных культур к созданию сочетаний штаммов, которые лягут в основу заквасок. Задача состоит в том, чтобы подобрать комбинации, в которых микроорганизмы дополняют друг друга, обеспечивая синергетический эффект: стабильное сквашивание, получение желаемой текстуры и вкуса кисломолочного продукта.

Залогом успешного использования заквасок в молочной промышленности является наличие у каждой закваски ряда фагоальтернативных аналогов. Такие закваски-«близнецы» обладают максимально близкими технологическими свойствами, но различаются спектром чувствительности к бактериофагам – вирусам, поражающим заквасочные бактерии и мешающим их работе. «Разработка нескольких многоштаммовых фагоальтернативных заквасок требует наличия в коллекции значительного числа штаммов с близкими, а в идеале – идентичными функционально-технологическими свойствами, но разными фаготипами. – поясняет Ирина Мозговая. – Методы традиционной селекции позволяют достаточно эффективно выделять новые штаммы с высоким производственным потенциалом, но не гарантируют фагоальтернативности и технологического сходства. Это осложняет процесс пополнения ассортиментных рядов заквасок».

Возможным подходом к решению данной проблемы становится применение современных методов генетики и биоинформатики. Для этого специалисты Угличской биофабрики выстроили последовательный маршрут от исследования функционально-технологических (фенотипически) признаков штаммов – через изучение внутриклеточных процессов, формирующих нужные свойства на генетическом уровне – к использованию результатов исследований для получения культур с заданными свойствами методами направленной селекции и синтетической биологии.

«Такие работы выполняются как силами коллектива разработчиков биофабрики, так и с привлечением организаций-партнёров, — поясняет Дмитрий Фурсаев. — При этом используется широкий спектр мер государственной поддержки. В их числе — механизмы компенсации части затрат на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР). Субсидии снижают финансовую нагрузку на предприятие и ускоряют внедрение инновационных решений».

К примеру, сопоставив молекулярно-генетические факторы инфекционности бактериофагов и системы защиты от них у молочных лактококков, команда учёных биофабрики сумела сформировать репрезентативную панель бактериофагов, которая позволяет характеризовать устойчивость молочнокислых бактерий к вирусным инфекциям на новом качественном уровне. В настоящий момент разработанные подходы применяются в изучении другой группы заквасочных бактерий – термофильных стрептококков. «Побочным результатом» этих прикладных исследований стали два открытия фундаментального характера: у лактококков нашли новую систему защиты, которую ранее никто не описывал, а также обнаружили генетически идентичные бактериофаги, поражающие совершенно разные штаммы бактерий.  

Другой задачей стало изучение механизмов, определяющих характер сквашивания молока заквасочными микроорганизмами. «В ходе этой работы мы отобрали группы штаммов с характерными контрастными профилями кислотообразования, чтобы разобраться в механизмах генетической регуляции кислотонакопления в молоке при его сквашивании и последующем хранении», — рассказывает Ирина Мозговая. Ещё одним направлением стала идентификация генов, отвечающих за формирование термофильными стрептококками вязких кремообразных молочных сгустков, которые так нравятся поклонникам традиционной ряженки, густой сметаны и современных десертов на основе йогурта. Полученные сведения помогут разрабатывать закваски с желаемыми характеристиками.

«В результате усилий наших специалистов были заложены основы биобанка штаммов молочнокислых бактерий и бактериофагов, разработана линейка заквасок для различных кисломолочных продуктов, сформулированы единые подходы к фенотипической характеризации, направленному скринингу и получению новых штаммов с улучшенными свойствами, – подводит итоги Дмитрий Фурсаев. – В дальнейшем наработанные подходы планируется применить к изучению и управлению вкусом и ароматом кисломолочных продуктов».