vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2025-2-116-125vguit-3668Research ArticleПищевые системыFood systemsПрименение дрожжей Saccharomyces cerevisiae var. boulardii и WildBrew Philly Sour™ рода Lachancea spp. в технологии ферментированного напитка из овса (Avena sativa L)Application of yeast Saccharomyces cerevisiae var. boulardii and WildBrew Philly Sour of the genus Lachancea spp. in the technology of fermented oat drink (Avena sativa L)https://orcid.org/0009-0001-3328-0550ИвановВ. А.IvanovV. A.

аспирант, факультет биотехнологий, ул. Ломоносова 9, г. Санкт-Петербург, 191002, Россия

PhD student, biotechnology faculty, 9 Lomonosova str., Saint Petersburg, 191002, Russia

ivanov_vlaa@baltika.comhttps://orcid.org/0000-0002-0214-6308ИвановаА. С.IvanovaA. S.

аспирант, факультет биотехнологий, ул. Ломоносова 9, г. Санкт-Петербург, 191002, Россия

PhD student, biotechnology faculty, 9 Lomonosova str., Saint Petersburg, 191002, Russia

skorpyon96@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6179-2265АндрееваА. С.AndreevaA. S.

доцент, факультет биотехнологий, ул. Ломоносова 9, г. Санкт-Петербург, 191002, Россия

associate professor, biotechnology faculty, 9 Lomonosova str., Saint Petersburg, 191002, Russia

aandreeva@itmo.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2360-5892НовиковаИ. В.NovikovaI. V.

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой технологии бродильных и сахаристых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, head of department, technologies for fermentation and sugar production department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

noviv@list.ruУниверситет ИТМОITMO UniversityВоронежский государственный университет инженерных технологийVoronezh State University of Engineering Technologies202530052025872116125Copyright © Иванов В.А., Иванова А.С., Андреева А.С., Новикова И.В., 20252025Иванов В.А., Иванова А.С., Андреева А.С., Новикова И.В.Ivanov V.A., Ivanova A.S., Andreeva A.S., Novikova I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/3668

Настоящее исследование посвящено масштабированию технологии производства функционального ферментированного напитка из овса, обогащенного β-глюканами. Работа была мотивирована растущим потребительским спросом на безалкогольные напитки на растительной основе и необходимостью преодоления технологических сложностей, связанных с высокой вязкостью и низким выходом экстракта при использовании овсяного сырья. Целью являлась адаптация лабораторной методики к производственным условиям с применением новых микробных продуцентов — пробиотических дрожжей Saccharomyces cerevisiae var. boulardii и кислотообразующих дрожжей Lachancea spp. штамма WildBrew Philly Sour™. В процессе работы использовалось сусло, полученное из зерносмеси, содержащей 70% несоложеного овса и 30% ячменного солода, с применением комплекса отечественных ферментных препаратов для обеспечения высокой экстрактивности и удовлетворительной фильтруемости. Выход экстрактивных веществ составил 80,9%, что подтвердило эффективность выбранного режима затирания и ферментативной обработки. Контроль процесса фильтрации показал стабильность со средней скоростью 3,5 л/мин и мутностью, не превышающей 100 ед. EBC. Ферментация изучаемыми дрожжевыми культурами позволила получить два типа безалкогольных напитков. Напиток на основе Lachancea spp. характеризовался объемной долей спирта 0,49%, кислотностью 2,1 к. ед. и степенью сбраживания 6,41%. Напиток, ферментированный S. cerevisiae var. boulardii, показал более высокую степень сбраживания (12,2%) и объемную долю спирта 0,94%. Оба продукта сохранили высокое содержание β-глюканов (около 600 мг/л) и обладали сбалансированными органолептическими профилями. Таким образом, исследование демонстрирует успешную апробацию технологии и перспективность использования данных дрожжевых культур для создания новых функциональных напитков, отвечающих современным рыночным трендам.

This study focuses on scaling up the technology for producing a functional fermented oat-based beverage enriched with β-glucans. The work was motivated by growing consumer demand for non-alcoholic, plant-based drinks and the need to overcome technological challenges associated with the high viscosity and low extract yield of oat raw materials. The objective was to adapt a laboratory method to industrial conditions using novel microbial starters—the probiotic yeast Saccharomyces cerevisiae var. boulardii and the acid-forming yeast Lachancea spp. strain WildBrew Philly Sour™. The work utilized a wort obtained from a grain bill containing 70% unmalted oats and 30% barley malt, with the application of a complex of domestic enzyme preparations to ensure high extractability and satisfactory filterability. The yield of extractive substances reached 80.9%, confirming the efficiency of the chosen mashing regime and enzymatic treatment. Monitoring of the filtration process demonstrated its stability, with an average speed of 3.5 l/min and turbidity not exceeding 100 EBC units. Fermentation with the studied yeast cultures yielded two types of non-alcoholic beverages. The beverage based on Lachancea spp. was characterized by an alcohol by volume of 0.49%, an acidity of 2.1 c.u., and a real degree of fermentation of 6.41%. The beverage fermented with S. cerevisiae var. boulardii showed a higher degree of fermentation (12.2%) and an alcohol by volume of 0.94%. Both products retained a high content of β-glucans (approximately 600 mg/l) and possessed balanced organoleptic profiles. Thus, the research demonstrates the successful pilot testing of the technology and the promise of using these yeast cultures to create new functional beverages that meet current market trends.

масштабированиеовёсячменный солодбета-глюканысуслоферментыэкстрактивностьрежим затираниясухие веществафильтруемостьмутностьпродуцентыферментацияфизико-химические свойстваscalingoatsbarley maltbeta-glucanswortenzymesextractivitymashing modedry substancesfilterabilityturbidityproducersfermentationphysicochemical propertiesReferencesIvanov V., Meledina T., Ivanova A. Development of technology for the oat wort's production using over 50% husked oat malt with the application of enzymatic preparations // BIO Web of Conferences. 2025. Vol. 172. 03002. doi: 10.1051/bioconf/202517203002Ivanov V., Meledina T., Ivanova A. Development of technology for the oat wort's production using over 50% husked oat malt with the application of enzymatic preparations. BIO Web of Conferences. 2025. vol. 172. p. 03002. doi:10.1051/bioconf/202517203002Меледина Т.В., Иванова В.А., Федоров А.В. и др. Исследование влияния ферментных препаратов на физико-химические свойства ферментолизатов овса // Вестник международной академии холода. 2020. № 2. С. 45–51.Meledina T.V., Ivanova V.A., Fedorov A.V. et al. Investigation of the influence of enzyme preparations on the physicochemical properties of oat enzymolysates. Bulletin of the International Academy of Refrigeration. 2020. no. 2. pp. 45–51. (in Russian)Анализ рынка прохладительных напитков в России в 2020–2024 гг., прогноз на 2025–2029 гг. // Businesstat. URL: https://businesstat.ru (дата обращения: 04.05.2025).Analysis of the soft drink market in Russia in 2020–2024, forecast for 2025–2029. Businesstat. URL: https://businesstat.ru (in Russian)Анализ рынка кваса в России в 2020–2024 гг., прогноз на 2025–2029 гг. // Businesstat. URL: https://businesstat.ru (дата обращения: 04.05.2025).Analysis of the kvass market in Russia in 2020–2024, forecast for 2025–2029. Businesstat. URL: https://businesstat.ru (in Russian)Federal Register. URL: https://www.govinfo.gov/content/pkg/FR-1997-01-23/pdf/97-880.pdf (дата обращения: 05.05.2025).Federal Register. URL: https://www.govinfo.gov/content/pkg/FR-1997-01-23/pdf/97-880.pdfBai J., Li Y., Zhang Y. et al. Physiological functionalities and mechanisms of β-glucans // Trends in Food Science & Technology. 2019. Vol. 88. P. 57–66. doi: 10.1016/j.tifs.2019.03.010Bai J., Li Y., Zhang Y. et al. Physiological functionalities and mechanisms of β-glucans. Trends in Food Science & Technology. 2019. vol. 88. pp. 57–66. doi:10.1016/j.tifs.2019.03.010Zdaniewicz M., Pater A., Hrabia O. et al. The effect of different oat (Avena sativa L) malt contents in a top-fermented beer recipe on the brewing process performance and product quality // Journal of Cereal Science. 2021. Vol. 101. 103301. doi: 10.1016/j.jcs.2021.103301Zdaniewicz M., Pater A., Hrabia O. et al. The effect of different oat (Avena sativa L) malt contents in a top-fermented beer recipe on the brewing process performance and product quality. Journal of Cereal Science. 2021. vol. 101. p. 103301. doi:10.1016/j.jcs.2021.103301Ciocan M.E., Salamon R.V., Ambrus Á. et al. Use of unmalted and malted buckwheat in brewing // Applied Sciences. 2023. Vol. 13. № 4. 2199. doi: 10.3390/app13042199Ciocan M.E., Salamon R.V., Ambrus Á. et al. Use of unmalted and malted buckwheat in brewing. Applied Sciences. 2023. vol. 13. no. 4. p. 2199. doi:10.3390/app13042199Manshin D., Meledina T.V., Britvina T. et al. Comparison of the yeast Saccharomyces cerevisiae var. boulardii and top-fermenting brewing yeast strains during the fermentation of model nutrient media and beer wort // Agronomy Research. 2022. Vol. 20. № 3. P. 625–636. doi: 10.15159/AR.22.031Manshin D., Meledina T.V., Britvina T. et al. Comparison of the yeast Saccharomyces cerevisiae var. boulardii and top-fermenting brewing yeast strains during the fermentation of model nutrient media and beer wort. Agronomy Research. 2022. vol. 20. no. 3. pp. 625–636. doi:10.15159/AR.22.031Захаров И.А., Инге-Вечтомов С.Г., Королев В.Г. Сборник методик по генетике дрожжей-сахаромицетов. Л.: Наука, 1984. 215 с.Zakharov I.A., Inge-Vechtomov S.G., Korolev V.G. Collection of methods for the genetics of Saccharomyces yeasts. Leningrad: Nauka, 1984. 215 p. (in Russian)Bertinetto C., Engel J., Jansen J. ANOVA simultaneous component analysis: A tutorial review // Analytica Chimica Acta: X. 2020. Vol. 6. 100061. doi: 10.1016/j.acax.2020.100061Bertinetto C., Engel J., Jansen J. ANOVA simultaneous component analysis: A tutorial review. Analytica Chimica Acta: X. 2020. vol. 6. p. 100061. doi:10.1016/j.acax.2020.100061Leo V.V., Viswanath V., Deka P. et al. Saccharomyces and Their Potential Applications in Food and Food Processing Industries // Industrially Important Fungi for Sustainable Development: Volume 1: Biodiversity and Ecological Perspectives. Cham: Springer International Publishing, 2021. P. 393–427. doi: 10.1007/978-3-030-67561-5_11Leo V.V., Viswanath V., Deka P. et al. Saccharomyces and Their Potential Applications in Food and Food Processing Industries. Industrially Important Fungi for Sustainable Development: Volume 1: Biodiversity and Ecological Perspectives. Cham: Springer International Publishing, 2021. pp. 393–427. doi:10.1007/978-3-030-67561-5_11Schwab C., Bambace M.F. Traditional and Novel Applications of Sourdough Microbes in Northern Europe and the Baltic Countries // Sourdough Microbiota and Starter Cultures for Industry. Cham: Springer International Publishing, 2024. P. 93–129. doi: 10.1007/978-3-031-48604-3_5Schwab C., Bambace M.F. Traditional and Novel Applications of Sourdough Microbes in Northern Europe and the Baltic Countries. Sourdough Microbiota and Starter Cultures for Industry. Cham: Springer International Publishing, 2024. pp. 93–129. doi:10.1007/978-3-031-48604-3_5Ansari F., Alian Samakkhah S., Bahadori A. et al. Health-promoting properties of Saccharomyces cerevisiae var. boulardii as a probiotic; characteristics, isolation, and applications in dairy products // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023. Vol. 63. № 4. P. 457–485. doi: 10.1080/10408398.2021.1951655Ansari F., Alian Samakkhah S., Bahadori A. et al. Health-promoting properties of Saccharomyces cerevisiae var. boulardii as a probiotic; characteristics, isolation, and applications in dairy products. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023. vol. 63. no. 4. pp. 457–485. doi:10.1080/10408398.2021.1951655Попова Н.В., Потороко И.Ю., Калинина И.В. и др. Возможность использования ультразвукового воздействия для регулирования функциональных свойств пророщенного зерна Avena sativa L. // Вестник ВГУИТ. 2020. Т. 82. № 4. С. 196–201. doi: 10.20914/2310-1202-2020-4-196-201Popova N.V., Potoroko I.Y., Kalinina I.V. et al. Possibility of using ultrasonic treatment to regulate the functional properties of sprouted Avena sativa L. grain. Bulletin of VSUET. 2020. vol. 82. no. 4. pp. 196–201. doi:10.20914/2310-1202-2020-4-196-201 (in Russian)Маслов А.В., Мингалеева З.Ш., Старовойтова О.В. и др. Перспективы применения комплексной добавки для улучшения биотехнологических характеристик дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Вестник ВГУИТ. 2024. Т. 86. № 3. С. 96–101. doi: 10.20914/2310-1202-2024-3-96-101Maslov A.V., Mingaleeva Z.Sh., Starovoitova O.V. et al. Prospects for the use of a complex additive to improve the biotechnological characteristics of Saccharomyces cerevisiae yeast. Bulletin of VSUET. 2024. vol. 86. no. 3. pp. 96–101. doi:10.20914/2310-1202-2024-3-96-101 (in Russian)Reid J.E.S.J., Yakubov G.E., Lawrence S.J. Non-starch polysaccharides in beer and brewing: A review of their occurrence and significance // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2024. Vol. 64. № 3. P. 837–851. doi: 10.1080/10408398.2022.2109585Reid J.E.S.J., Yakubov G.E., Lawrence S.J. Non-starch polysaccharides in beer and brewing: A review of their occurrence and significance. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2024. vol. 64. no. 3. pp. 837–851. doi:10.1080/10408398.2022.2109585Krstanović V., Habschied K., Mastanjević K. et al. The Influence of Milling Granulation on The Proportion of Fermentable and Non-Fermentable Ingredients in Mash Obtained from Mixed Endosperm Wheat // Applied Sciences. 2024. Vol. 14. № 14. 5985. doi: 10.3390/app14145985Krstanović V., Habschied K., Mastanjević K. et al. The Influence of Milling Granulation on The Proportion of Fermentable and Non-Fermentable Ingredients in Mash Obtained from Mixed Endosperm Wheat. Applied Sciences. 2024. vol. 14. no. 14. p. 5985. doi:10.3390/app14145985Степанова А.А., Асякина Л.К., Ларичев Т.А. и др. Ферментированные напитки: источники их получения и видовой состав микробных сообществ (обзор) // АПК России. 2023. Т. 30. № 5. С. 703–711. doi: 10.55934/2587-8824-2023-30-5-703-711Stepanova A.A., Asyakina L.K., Larichev T.A. et al. Fermented beverages: sources of their production and species composition of microbial communities (review). APK Russia. 2023. vol. 30. no. 5. pp. 703–711. doi:10.55934/2587-8824-2023-30-5-703-711 (in Russian)Yu Q., Qian J., Guo Y. et al. Applicable strains, processing techniques and health benefits of fermented oat beverages: A review // Foods. 2023. Vol. 12. № 8. 1708. doi: 10.3390/foods12081708Yu Q., Qian J., Guo Y. et al. Applicable strains, processing techniques and health benefits of fermented oat beverages: A review. Foods. 2023. vol. 12. no. 8. p. 1708. doi:10.3390/foods12081708Díaz A.B., Durán-Guerrero E., Valiente S. et al. Development and characterization of probiotic beers with Saccharomyces boulardii as an alternative to conventional brewer's yeast // Foods. 2023. Vol. 12. № 15. 2912. doi: 10.3390/foods12152912Díaz A.B., Durán-Guerrero E., Valiente S. et al. Development and characterization of probiotic beers with Saccharomyces boulardii as an alternative to conventional brewer's yeast. Foods. 2023. vol. 12. no. 15. p. 2912. doi:10.3390/foods12152912

The authors declare that there are no conflicts of interest present.