vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2025-4-131-138vguit-3725Research ArticleПищевые системыFood systemsИсследование накопления органических кислот в хлебопекарных пшеничных заквасках типа 1 и в опарах длительного броженияStudy of organic acid accumulation in type 1 wheat sourdoughs and long-fermentation type 0 sourdoughshttps://orcid.org/0000-0001-8662-4559ЖарковаИ. М.ZharkovaI. М.

д.т.н., профессор, кафедра технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, bakery technology, confectionery, pasta and grain processing industries department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

zharir@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9814-6005ИванчиковД. С.IvanchikovD. S.

магистрант, кафедра технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

master student, bakery technology, confectionery, pasta and grain processing industries department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

ivanchikov_99@mail.ruВоронежский государственный университет инженерных технологийVoronezh State University of Engineering Technologies202530122025874131138Copyright © Жаркова И.М., Иванчиков Д.С., 20252025Жаркова И.М., Иванчиков Д.С.Zharkova I.М., Ivanchikov D.S.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/3725

Роль органических кислот в технологии хлебопекарного производства сложна и многогранна. Они синтезируются дрожжами и молочнокислыми бактериями в процессе брожения (ферментации) опар, заквасок и теста. Разнообразие и количество образуемых органических кислот зависит от состава полуфабриката, присутствующих штаммов микроорганизмов, условий ферментации (влажность полуфабрикатов, температура брожения и др.). Цель исследования - оценка спектра и уровня накопления органических кислот в основных полуфабрикатах ремесленного хлебопечения - хлебопекарных пшеничных заквасках типа 1 и в опарах длительного брожения. Объектами исследования служили пшеничные закваски типа 1 и опары длительного брожения (жидкие с DY200 и густые с DY160). Опары длительного брожения готовили по типу европейских пулиш и бига. Закваски выводили «с нуля» и после стабилизации биотехнологических показателей переводили на модифицированную питательную смесь, содержащую томатную сыворотку и / или амарантовую муку. Отбор заквасок для исследования осуществляли после 9 месяцев непрерывного ведения их на модифицированной питательной смеси. Органические кислоты (молочную, уксусную, яблочную, винную, янтарную, лимонную) определяли с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии на приборе Shimadzu LC2030C 3D Plus. Полученные результаты способствуют лучшему пониманию роли опар и заквасок типа 1 в формировании органолептических и физико-химических характеристик хлебобулочных изделий. Отмечены зависимости качественного и количественного состава органических кислот от рецептурного состава полуфабрикатов хлебопекарного производства и режимов их приготовления. Для установления взаимосвязи между накоплением в заквасках типа 1 с томатной сывороткой и / или амарантовой мукой и качественным составом микробиома заквасок требуется проведение дополнительных исследований.

The role of organic acids in bakery technology is complex and multifaceted. They are synthesized by yeast and lactic acid bacteria during the fermentation of starters, sourdoughs, and dough. The variety and quantity of organic acids produced depend on the composition of the semi-finished product, the microbial strains present, and the fermentation conditions (semi-finished product moisture content, fermentation temperature, etc.). The aim of this study was to evaluate the spectrum and level of organic acid accumulation in the main semi-finished products of artisanal type 1 wheat sourdoughs and long-fermented type 0 sourdoughs. The subjects of the study were type 1 wheat sourdoughs and long-fermented type 0 sourdoughs (liquid with a DY200 and thick with a DY160). Long-fermented type 0 sourdoughs were prepared similar to European poolish and biga. The starters were grown from scratch and, after stabilization of their biotechnological parameters, were transferred to a modified nutrient mixture containing tomato serum and/or amaranth flour. The starters were selected for study after nine months of continuous growth on the modified nutrient mixture. Organic acids (lactic, acetic, malic, tartaric, succinic, and citric) were determined using high-performance liquid chromatography on a Shimadzu LC2030C 3D Plus instrument. The obtained results contribute to a better understanding of the role of type 1 sourdoughs and type 0 sourdoughs in shaping the organoleptic and physicochemical characteristics of bakery products. Dependences between the qualitative and quantitative composition of organic acids on the recipes for semi-finished bakery products and their preparation conditions are noted. Further research is required to establish the relationship between the accumulation of organic acids in type 1 sourdoughs containing tomato serum and/or amaranth flour and the qualitative composition of the sourdoughs microbiome.

закваска типа 1опара длительного броженияорганические кислотыкоэффициент брожениятоматная сывороткаамарантовая мукаtype 1 sourdoughlong-fermentation type 0 sourdoughsorganic acidsfermentation coefficienttomato serumamaranth flourИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-26-00275, https://rscf.ru/project/24-26-00275/.ReferencesЖаркова 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. Т. 53. № 3. С. 525–544. doi: 10.21603/2074-9414-2023-3-2455Zharkova I.M., Roslyakov Yu.F., Ivanchikov D.S. Starters of spontaneous (natural) fermentation: technological features and role in modern bakery production. Technique and technology of food production. 2023. vol. 53. no. 3. pp. 525–544. doi: 10.21603/2074-9414-2023-3-2455 (in Russian).Chen A., Pan C., Chen J. Comparative Analysis of Bread Quality Using Yeast Strains from Alcoholic Beverage Production // Microorganisms. 2024. Vol. 12. No. 12. Article 2609. doi: 10.3390/microorganisms12122609Chen A., Pan C., Chen J. Comparative Analysis of Bread Quality Using Yeast Strains from Alcoholic Beverage Production. Microorganisms. 2024. vol. 12. no. 12. article 2609. doi: 10.3390/microorganisms12122609.Червоткина Д.Р., Борисова А.В. Антимикробные препараты природного происхождения: обзор свойств и перспективы применения // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. № 2. С. 254–267. doi: 10.21285/2227-2925-2022-12-2-254-267Chervotkina D.R., Borisova A.V. Antimicrobial preparations of natural origin: review of properties and prospects of application. News of universities. Applied chemistry and biotechnology. 2022. vol. 12. no. 2. pp. 254–267. doi: 10.21285/2227-2925-2022-12-2-254-267 (in Russian).Mohsen S.M., Aly M.H., Attia A.A., Osman D.B. Effect of Sourdough on Shelf Life, Freshness and Sensory Characteristics of Egyptian Balady Bread // Journal of Applied Environmental Microbiology. 2016. Vol. 4. No. 2. P. 39–45.Mohsen S.M., Aly M.H., Attia A.A., Osman D.B. Effect of Sourdough on Shelf Life, Freshness and Sensory Characteristics of Egyptian Balady Bread. Journal of Applied Environmental Microbiology. 2016. vol. 4. no. 2. pp. 39–45.Shi Y., Pu D., Zhou X., Zhang Y. Recent Progress in the Study of Taste Characteristics and the Nutrition and Health Properties of Organic Acids in Foods // Foods. 2022. Vol. 11. No. 21. Article 3408. doi: 10.3390/foods11213408Shi Y., Pu D., Zhou X., Zhang Y. Recent Progress in the Study of Taste Characteristics and the Nutrition and Health Properties of Organic Acids in Foods. Foods. 2022. vol. 11. no. 21. article 3408. doi: 10.3390/foods11213408.Su X., Wu F., Zhang Y., Yang N., Chen F., Jin Z., Xu X. Effect of Organic Acids on Bread Quality Improvement // Food Chemistry. 2019. Vol. 278. P. 267–275. doi: 10.1016/j.foodchem.2018.11.025Su X., Wu F., Zhang Y., Yang N., Chen F., Jin Z., Xu X. Effect of Organic Acids on Bread Quality Improvement. Food Chemistry. 2019. vol. 278. pp. 267–275. doi: 10.1016/j.foodchem.2018.11.025.Пшенишнюк Г.Ф. Влияние органических кислот и соли на процесс структурообразования, реологические свойства теста и качество хлеба // Известия вузов. Пищевая технология. 1990. № 2-3. С. 39–42.Pshenishnyuk G.F. Influence of organic acids and salt on the process of structure formation, rheological properties of dough and bread quality. News of universities. Food technology. 1990. no. 2-3. pp. 39–42. (in Russian).Seyedzadeh-Hashemi S., Khanniri E., Khorshidian N., Mohammadi M. Mitigation of acrylamide in bread: Insights into formulation and technological approaches // Food Chemistry. 2025. Vol. 498. Part 2. Article 147164. doi: 10.1016/j.foodchem.2025.147164Seyedzadeh-Hashemi S., Khanniri E., Khorshidian N., Mohammadi M. Mitigation of acrylamide in bread: Insights into formulation and technological approaches. Food Chemistry. 2025. vol. 498. part 2. article 147164. doi: 10.1016/j.foodchem.2025.147164.Mollakhalili-Meybodi N., Khorshidian N., Nematollahi A., Arab M. Acrylamide in bread: a review on formation, health risk assessment, and determination by analytical techniques // Environmental Science and Pollution Research. 2021. Vol. 28. No. 13. P. 15627–15645. doi: 10.1007/s11356-021-12775-3Mollakhalili-Meybodi N., Khorshidian N., Nematollahi A., Arab M. Acrylamide in bread: a review on formation, health risk assessment, and determination by analytical techniques. Environmental Science and Pollution Research. 2021. vol. 28. no. 13. pp. 15627–15645. doi: 10.1007/s11356-021-12775-3.Wang Y., Wang X., Li M., Li L., Ma S. Multi-scale changes of starch in type I sourdough fermentation system induced by wheat bran dietary fiber: from thermal properties, crystal structure, and in vitro digestibility behavior // Food Research International. 2025. Vol. 222. Part 2. Article 117697. doi: 10.1016/j.foodres.2025.117697Wang Y., Wang X., Li M., Li L., Ma S. Multi-scale changes of starch in type I sourdough fermentation system induced by wheat bran dietary fiber: from thermal properties, crystal structure, and in vitro digestibility behavior. Food Research International. 2025. vol. 222. part 2. article 117697. doi: 10.1016/j.foodres.2025.117697.Пат. 2169761 Российская Федерация, МПК C12N1/16, A21D8/04. Способ повышения качества хлебопекарных дрожжей / Парфенова В.В., Голобокова Л.П., Дальхеева К.Г., Красовска И.В., Красовская И.В., Коптелова Л.Я., Макарова Г.В.; заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технологический университет. № 99127384/13; заявл. 31.12.1999; опубл. 27.06.2001, Бюл. № 18.Patent no. 2169761, Russian Federation, IPC C12N1/16, A21D8/04. Method for improving the quality of baker's yeast. Parfenova V.V., Golobokova L.P., Dalheeva K.G., Krasovska I.V., Krasovskaya I.V., Koptelova L.Ya., Makarova G.V.; applicant and patent holder Voronezh State Technological University. no. 99127384/13; filed 31.12.1999; publ. 27.06.2001, Bull. no. 18. (in Russian).Zharkova I.M., Ivanchikov D., Efremov D.P., Plotnikova I.V., Ageeva N.M., Kozhanova L.V. Evaluation of Phytochemical Composition of Tomato Serum as a Promising Ingredient for the Production of Healthy Food Products // Current Research in Nutrition and Food Science. 2025. Vol. 13. No. 2. P. 733–748. doi: 10.12944/CRNFSJ.13.2.13Zharkova I.M., Ivanchikov D., Efremov D.P., Plotnikova I.V., Ageeva N.M., Kozhanova L.V. Evaluation of Phytochemical Composition of Tomato Serum as a Promising Ingredient for the Production of Healthy Food Products. Current Research in Nutrition and Food Science. 2025. vol. 13. no. 2. pp. 733–748. doi: 10.12944/CRNFSJ.13.2.13.Mujdeci G.N., Ozbas Z.Y. Technological and enzymatic characterization of the yeasts isolated from natural fermentation media of Gemlik olives // Journal of Applied Microbiology. 2021. Vol. 131. No. 2. P. 801–818. doi: 10.1111/jam.14979Mujdeci G.N., Ozbas Z.Y. Technological and enzymatic characterization of the yeasts isolated from natural fermentation media of Gemlik olives. Journal of Applied Microbiology. 2021. vol. 131. no. 2. pp. 801–818. doi: 10.1111/jam.14979.Păucean A., Șerban L.R., Chiș M.S., Mureșan V., Pușcaș A., Man S.M., Pop C.R., Socaci S.A., Igual M., Ranga F., Alexa E., Berbecea A., Pop A. Nutritional composition, in vitro carbohydrates digestibility, textural and sensory characteristics of bread as affected by ancient wheat flour type and sourdough fermentation time // Food Chemistry: X. 2024. Vol. 22. Article 101298. doi: 10.1016/j.fochx.2024.101298Păucean A., Șerban L.R., Chiș M.S., Mureșan V., Pușcaș A., Man S.M., Pop C.R., Socaci S.A., Igual M., Ranga F., Alexa E., Berbecea A., Pop A. Nutritional composition, in vitro carbohydrates digestibility, textural and sensory characteristics of bread as affected by ancient wheat flour type and sourdough fermentation time. Food Chemistry: X. 2024. vol. 22. Article 101298. doi: 10.1016/j.fochx.2024.101298.Gobbetti M., Gänzle M. (Eds.) Handbook on Sourdough Biotechnology. New York: Springer, 2013. P. 105–154. doi: 10.1007/978-1-4614-5425-0_5Gobbetti M., Gänzle M. (Eds.) Handbook on Sourdough Biotechnology. New York: Springer, 2013. pp. 105–154. doi: 10.1007/978-1-4614-5425-0_5.Jin J., Nguyen T.T.H., Humayun S., Park S.H., Oh H., Lim S., Mok I.K., Choi Y.H., Kim D., Kim S.B., Kim M. Characteristics of sourdough bread fermented with Pediococcus pentosaceus and Saccharomyces cerevisiae and its bio-preservative effect against Aspergillus flavus // Food Chemistry. 2021. Vol. 345. Article 128787. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.128787Jin J., Nguyen T.T.H., Humayun S., Park S.H., Oh H., Lim S., Mok I.K., Choi Y.H., Kim D., Kim S.B., Kim M. Characteristics of sourdough bread fermented with Pediococcus pentosaceus and Saccharomyces cerevisiae and its bio-preservative effect against Aspergillus flavus. Food Chemistry. 2021. vol. 345. article 128787. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.128787.De Vuyst L., Van Kerrebroeck S., Leroy F. Microbial ecology and process technology of sourdough fermentation // Advances in Applied Microbiology. 2017. Vol. 100. P. 49–160. doi: 10.1016/bs.aambs.2017.02.003De Vuyst L., Van Kerrebroeck S., Leroy F. Microbial ecology and process technology of sourdough fermentation. Advances in Applied Microbiology. 2017. vol. 100. pp. 49–160. doi: 10.1016/bs.aambs.2017.02.003.Ramos Magalhães A.E., Landim Neves M.I., Dos Reis Gasparetto B., Oliveira Júnior F.D., Ribas Fonseca L., Joy Steel C., Lopes da Cunha R. Organic acids in bread-making affecting gluten structure and digestibility // Food Research International. 2023. Vol. 174. Part 1. Article 113520. doi: 10.1016/j.foodres.2023.113520Ramos Magalhães A.E., Landim Neves M.I., Dos Reis Gasparetto B., Oliveira Júnior F.D., Ribas Fonseca L., Joy Steel C., Lopes da Cunha R. Organic acids in bread-making affecting gluten structure and digestibility. Food Research International. 2023. vol. 174. part 1. article 113520. doi: 10.1016/j.foodres.2023.113520.Евглевский А.А., Рыжкова Г.Ф., Евглевская Е.П., Ванина Н.В., Михайлова И.И., Денисова А.В., Ерыженская Н.Ф. Биологическая роль и метаболическая активность янтарной кислоты // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 9. С. 67–69.Evglevsky A.A., Ryzhkova G.F., Evglevskaya E.P., Vanina N.V., Mikhailova I.I., Denisova A.V., Eryzhenskaya N.F. Biological role and metabolic activity of succinic acid. Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. 2013. no. 9. pp. 67–69. (in Russian).Sahoo K.K., Datta S., Nayak A., Mohanty B., Gouda G., Pradhan S.R., Samantaray S., Mohapatra P.K., Shaw B.P. Biological production of succinic acid: state of the art and future perspectives // Industrial Microbiology and Biotechnology. 2022. P. 427–461. doi: 10.1007/978-981-16-5214-1_15Sahoo K.K., Datta S., Nayak A., Mohanty B., Gouda G., Pradhan S.R., Samantaray S., Mohapatra P.K., Shaw B.P. Biological production of succinic acid: state of the art and future perspectives. Industrial Microbiology and Biotechnology. 2022. pp. 427–461. doi: 10.1007/978-981-16-5214-1_15.

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