Квашеная капуста на пп: Как быстро похудеть в конце зимы? Диета на квашеной капусте

Сообщить об ошибке

© ООО «ЕДА.РУ», 2021. ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ. ДЛЯ ЛИЦ СТАРШЕ 18 ЛЕТ.

можно есть или нет, польза и вред для организма, диеты, разгрузки и меню правильного питания с продуктом

Квашеная капуста – это традиционный русский рецепт, который отражает не только особенности национальной кухни, но и помогает при похудении.

Благодаря низкой калорийности – менее 20 ккал на 100 г, она часто рекомендуется диетологами. Однако, о негативных качествах и противопоказаниях по употреблению этого продукта мало кто осведомлен.

Разбираемся, можно ли есть квашеную капусту на диете.

Свойства продукта: кушать или нет

Квашеная капуста предотвращает проявление авитаминоза, так как не уступает по содержанию витаминов и минералов свежим овощам. Капустный рассол справляется с симптомами похмелья, также он просто незаменим при беременности, так как борется с токсикозом. Диетологи отмечают, что рассол от квашеной капусты помогает при таких заболеваниях, как:

• ожирение;
• проблемы с иммунитетом;
• проблемы с паразитами и пр.

Интересно, что качества этого продукта связаны с самим процессом приготовления, а также биологическим и химическим составом.

Благодаря процессу кисломолочного брожения, который происходит при закваске, в организме человека при употреблении капусты, приготовленной таким образом, нормализуется микрофлора кишечного тракта, и происходит улучшение процессов пищеварения.

Квашеная капуста – это один из немногих продуктов, который сохраняет полезные качества и даже приумножает их после процесса обработки. Важно, что при соблюдении всех условий хранения витаминно-минеральный состав капусты остаётся неизменным. В состав входит:

• аскорбиновая кислота – антиоксидант, способствует нормализации клеточного обмена;
• грубые волокна способствуют нормализации пищеварения;
• каротин;
• витамины В;
• витамины Р и РР;
• минеральные вещества.

Еще одним аргументом в пользу употребления квашеной капусты является то, что в ней содержится высокое количество волокон, которые не могут быть переварены организмом человека, и они очищают организм от различного рода метаболитов, также способствуют устранению такой проблемы, как запор. Капуста, приготовленная таким способом, очищает организм от паразитов – лямблий, которые обитают в пищеварительной системе.

Обязательно посмотрите:

Пищевая ценность

Калорийность 100 г квашеной капусты – 18 ккал. В ней содержится тартроновая кислота – природный жиросжигатель.

Именно по этим причинам диетологи рекомендуют включать в рацион этот продукт при похудении.

Она избавляет организм от большого количества глюкозы в крови, что предотвращает развитие такой опасной болезни, как сахарный диабет. Данный продукт имеет ряд противопоказаний!

Польза и вред для организма при похудении

Квашеная капуста необходима из-за того, что в ней находятся:

• биофлавоноиды;
• комплекс витаминов и минералов и пр.

Они активируют процессы метаболизма, защищают органы, ткани человека от негативного воздействия токсинов и вредных веществ.

Также в этот продукт входят такие витамины, как А, Е, В1, В2, РР, К, U, Н. А это значит, что при соблюдении диетического питания организм будет полностью получать все необходимые витамины для нормального функционирования.

Врачи-диетологи утверждают, что квашеная капуста обладает нулевой калорийностью – это значит, что человеческий организм будет тратить больше энергии на переваривание этого продукта, чем получится в итоге.

Для более эффективного похудения рекомендуется употреблять в пищу один стакан рассола, который образовывается в результате приготовления такой капусты, это активирует процесс обмена веществ, очистит клетки печени и выведет соли тяжелых металлов и пр.

Специалисты-диетологи отмечают, что злоупотреблять этим продуктом не следует, так как при неограниченном потреблении может возникнуть метеоризм. В особенности это предостережение касается людей, которые ранее не нагружали свой организм большим количеством клетчатки. Высок риск возникновения отека и боли в области кишечного тракта.

Противопоказания

Отмечается, что, несмотря на большое количество положительных качеств, этот продукт может быть противопоказан. Так, запрещено употреблять:

• людям, которые имеют язвенную болезнь желудка и кишечника;
• при гастрите;
• при панкреатите;
• при гепатите;
• при холецистите;
• при мочекаменной болезни и пр.

При приготовлении этого продукта используется большое количество соли, диетологи не рекомендуют есть его при наличие проблем в виде:

• отечности;
• болезней почек и желчного пузыря;
• подагры и пр.

В составе содержится большое количество натрия хлорида для того, чтобы не нанести урон органам, а приобрести массу пользы, рекомендуется употреблять ее не более 3 приемов в 7 дней. Чтобы точно определить свою собственную норму, следует прислушаться к реакции желудочно-кишечного тракта.

Овощ в меню при правильном питании

Стоит отдельно обратить внимание на то, что этот продукт вызывает жажду и обезвоживание организма. Для того чтобы предотвратить это, следует выпивать более 2 литров чистой воды в день.

Рацион на 3 дня

Из-за того, что этот квашеный продукт содержит соль, это может способствовать задержке воды в организме. Также не стоит использовать его при правильном питании тем людям, которые страдают различными заболеваниями сердечной системы. Диетологи указывают, что этот вариант борьбы с лишним весом подойдет только людям с нормальным функционированием всех органов.

Капустные диеты и разгрузки

Наиболее эффективными специалисты признают диеты, которые продолжаются не более 3-4 дней, так как более продолжительное употребление маленького количества калорий может негативно сказаться на здоровье.

Диета-трехдневка

Для получения витаминов и минералов рекомендуется добавлять в рацион каждый день пучок зелени – лука, петрушки или укропа. Для ускорения метаболизма разрешено использовать красный острый перец, обычно его добавляют в салат из яблок и квашенного продукта.

Диета супермодели Хайди Клум

Известная супермодель немецкого происхождения покорила мир своей фигурой, именно она начала первая использовать продукт – квашеную капусту для снижения веса. Данная программа питания отличается разнообразием продуктов, полезностью и вкусностью.

Стоит запомнить, что при таком режиме питания человеку необходимо выпивать более 2 литров жидкости – этот прием поможет нормализовать водно-солевой баланс и притупит чувство голода.

1. Завтрак – кусочек цельнозернового хлеба, 150 г нежирного мяса, предварительно отваренного, 1 стакан рассола.
2. Обед – салат из зеленых яблок с основным продуктом.
3. Ужин – филе рыбы отварное с гарниром.

Это меню остается неизменным, разрешается делать перекусы, например, яблоко или стакан рассола.

Простая капустная диета

Диета полностью сбалансирована и одобрена специалистами-диетологами может превысить срок – 4 дня, например, так называемая легкая диета рассчитана на недельный срок. В среднем, по отзывам людей, которые избавлялись от лишних килограмм при помощи этой диеты, уходит от 2 до 5 кг. Также диетологи советуют ее как подготовительный этап по переходу на правильное питание. Простая капустная диета – рациональная, продуманна и разнообразна.

Мнения специалистов

Не все диетологи стопроцентно уверены в полезных качествах данного продукта для похудения, так как питание с низким содержанием калорий может негативно сказаться на процессе обмена веществ, и тогда лишние килограммы, наоборот, будут прибывать.

После диеты медленный обмен веществ будет сохраняться еще некоторое время, это обусловлено тем, что человеческий организм не может быстро перейти на высококалорийное питание. Негативным последствием такой перестройки является то, что полученные калории не растрачиваются, а превращаются в жировую массу.

Часто люди, стремясь быстро похудеть, пробуют монодиету — это опасно для организма, в связи с тем, что калорийность низко сокращается, могут начаться обмороки и головокружения.

Полезное видео

Основные выводы

1. Аминокислота U нормализует функционирование желудка и кишечника.
2. Витамины А и С, входящие в ее состав, поддерживают молодость клеток, не дают организму состариться.
3. Молочная кислота – нейтрализует опасную кишечную палочку.
4. При похудении этот продукт способствует улучшению обмена веществ.
5. Организм очищается от шлаков.
6. Низкая калорийность способствует сжиганию жировых отложений.
7. Чувство сытости остается на долгий период времени.

Квашеная капуста отлично подходит для диетического питания, способствует похудению и выведению токсинов из организма.

Как приготовить квашеную капусту

Слово квашеная капуста в переводе с немецкого означает «квашеная капуста»; это естественно ферментированная капуста. Естественное брожение — один из старейших способов сохранения пищевых продуктов, который снижает риск болезней пищевого происхождения и порчи продуктов.

Пищевая ценность квашеной капусты

Квашеная капуста — низкокалорийный продукт; всего 42 калории на чашку. Это хороший источник витамина С. В нем много натрия из-за соли, используемой при брожении. Чтобы уменьшить содержание натрия и кислотность, промойте квашеную капусту в холодной воде перед употреблением.

Состав: качественная капуста и консервированная соль

Квашеную капусту легко приготовить и сохранить в домашних условиях, используя такие основные ингредиенты, как капуста и соль. Используйте проверенный и проверенный рецепт, так как соотношение соли и капусты имеет решающее значение для качества и безопасности квашеной капусты.

Чтобы приготовить хорошую квашеную капусту, сначала выберите здоровые, твердые, сладкие, зрелые кочаны из средне- и позднеспелых культур. Запланируйте очистку и измельчение капусты в течение 24-48 часов после сбора урожая.Нож для капусты — это традиционный способ измельчения капусты, но современный кухонный комбайн продвигает процесс вперед и экономит на пальцах.

Устройство для нарезки капусты — это традиционный способ измельчения капусты, но современный кухонный комбайн продвигает процесс вперед и экономит на пальцах.

Консервная соль или соль для маринования вытягивают сок из капусты, чтобы ее можно было ферментировать. Использование слишком небольшого количества соли не только смягчает капусту, но и дает продукт без вкуса.Слишком большое количество соли замедляет естественный процесс брожения. На каждые 5 фунтов нашинкованной капусты добавьте 3 столовые ложки консервной соли.

Выберите подходящую емкость для заквашивания капусты

Выбор контейнера для упаковки капусты очень важен. Старомодные глиняные кувшины являются традиционными и по-прежнему являются хорошим выбором, если они не имеют трещин или сколов. Прочные и жесткие пищевые пластиковые ведра являются отличными контейнерами. Вы не хотите готовить квашеную капусту в металлических емкостях любого типа или в пластиковых емкостях, которые никогда не предназначались для употребления в пищу.

Капусту плотно упаковать и накрыть

После того, как смесь капусты и соли плотно упакована в подходящий контейнер, необходимо накрыть капусту и жидкость, чтобы исключить доступ воздуха, поскольку процесс брожения требует анаэробных (герметичных) условий. Пищевой пластиковый пакет с соленой водой (наполненный рассолом) — один из самых простых и лучших способов накрыть и утяжелить капусту.

Температурный диапазон, необходимый для ферментации

Храните контейнер при температуре от 70 до 75 F во время брожения.При такой температуре квашеная капуста будет готова через 3-4 недели.

• При температуре от 70 до 75 F краут полностью ферментируется примерно за 3-4 недели.
• При температуре от 60 до 65 F ферментация может занять от 5 до 6 недель.
• При температуре ниже 60 F краут не может бродить.
• При температуре выше 75 F краут может стать мягким.

Рецепт квашеной капусты

Выход: около 9 кварт

Состав

• 25 фунтов. капуста.
• 3/4 стакана соли для консервирования или маринада.

Процедура

Работайте с примерно 5 фунтами капусты за раз.

1. Удалить внешние листья.
2. Промойте головки под струей холодной воды и слейте воду.
3. Головы разрезать на четверть и удалить стержни.
4. Измельчите или нарежьте ломтиками толщиной до четверти.

Разложить по емкостям и посолить.

1. Поместите капусту в подходящую емкость для брожения и добавьте 3 столовые ложки соли.
2. Тщательно перемешать чистыми руками.
3. Плотно упакуйте, пока соль не потечет сок из капусты.

Повторяйте измельчение, соление и упаковку, пока вся капуста не окажется в контейнере.

• Убедитесь, что емкость достаточно глубока, чтобы ее край был как минимум на 4 или 5 дюймов выше капусты.
• Если сок не покрывает капусту, добавьте вареный и остывший рассол (1-1 / 2 столовые ложки соли на литр воды).

Добавьте тарелку и гири, накройте емкость чистым банным полотенцем.

Хранить при температуре от 70 до 75 F во время брожения.

Во время брожения:

• Если вы взвешиваете капусту с помощью мешка, наполненного рассолом, не трогайте кувшин до тех пор, пока не завершится нормальное брожение (когда перестанет пузыриться).
• Если вы используете тарелку и банки в качестве утяжелителей, вам придется проверять краут 2–3 раза в неделю и удалять накипь, если она образуется.

Полностью ферментированная квашеная капуста может быть консервированной или замороженной

В банку с квашеной капустой:

• Горячий пакет: Медленно доведите краут и жидкость до кипения в большом чайнике, часто помешивая.Снимите с огня и достаточно плотно наполните банки капустой и соком, оставив ½ дюйма свободного пространства.
• Сырье упаковка: Плотно наполните банки капустой и накройте соком, оставив ½ дюйма свободного пространства.
• Протрите край банки и отрегулируйте крышки.
• Обработка на кипящей водяной бане.
  • Сырая упаковка: обрабатывать пинты 25 минут и кварты 30 минут.
  • Горячий пакет: обрабатывать пинты 15 минут и кварты 20 минут.

Для заморозки квашеной капусты:

• Заполнение пакетов для заморозки объемом в пинту или кварту или многоразовых ребристых пластиковых контейнеров для замораживания.
• Заполните до 1 — 2 дюймов от их вершин, выдавите воздух, заклейте и наклейте этикетку.
• Заморозить на 8 — 12 месяцев.

Дебби Ботзек-Линн, бывшая преподавательница дополнительного образования; Уильям Шафер, заслуженный специалист по расширению; и Сюзанна Дриссен, консультант

Анализ микробного сообщества квашеной капусты показывает стабильное и быстро установившееся сообщество

Foods.2018 Май; 7 (5): 77.

^† Оба автора внесли одинаковый вклад.

Поступило 10.04.2018 г .; Принято 10 мая 2018 г.

Abstract

Несмотря на недавний интерес к микробным сообществам ферментированных пищевых продуктов, было мало исследований динамики бактериального сообщества квашеной капусты, одного из старейших и наиболее распространенных ферментированных продуктов в мире.В этом исследовании мы используем секвенирование ампликона 16S рРНК для профилирования микробного сообщества естественно ферментированной квашеной капусты на протяжении всего процесса ферментации, а также анализируем бактериальные сообщества исходных ингредиентов и производственной среды. Наши результаты показывают, что микробиом квашеной капусты быстро устанавливается после начала ферментации и что сообщество остается стабильным благодаря ферментации и упаковке для коммерческой продажи. Наш высокопроизводительный анализ согласуется с предыдущими исследованиями, в которых использовались традиционные микробиологические оценки, но расширяет выявленную таксономию.Кроме того, мы обнаружили, что микробные сообщества исходных ингредиентов и производственная среда демонстрируют низкое относительное количество молочнокислых бактерий, которые преобладают в ферментированной квашеной капусте.

Ключевые слова: квашеная капуста, микробиом, ферментация, пробиотики, высокопроизводительное секвенирование

1. Введение

Квашеная капуста, ферментированный продукт, приготовленный в основном из капусты, является одним из самых известных видов ферментированных продуктов питания, начиная с прошлого века. в Римскую империю.Исторически сложилось так, что она служила источником питательных веществ в зимние месяцы, когда свежих продуктов было мало, поскольку правильная ферментация сохраняет питательную ценность капусты, создавая желаемые сенсорные свойства [1,2]. Он чаще всего ассоциируется с культурами Центральной и Восточной Европы, хотя его можно найти и в западноевропейской кухне. Считается, что квашеная капуста является частью американского рациона с момента основания страны, обычно в качестве ингредиента для приготовления пищи, гарнира или приправы.Его популярность снизилась с 1930-х годов в результате изменения потребительских предпочтений и отсутствия единообразия продукта [1,3]; тем не менее, достижения в области науки о ферментации пищевых продуктов и современные интересы потребителей вернули квашеную капусту популярность в последние годы. Сегодня в Соединенных Штатах широко продаются как массовые, так и кустарные приготовления квашеной капусты.

Производство и характеристики квашеной капусты в значительной степени зависят от местного микробного сообщества и условий ферментации [4].Хотя микробный состав квашеной капусты может варьироваться на начальных этапах ферментации, соответствующие условия ферментации, такие как температура и относительная концентрация ингредиентов, гарантируют, что молочнокислые бактерии (LAB) являются доминирующими микроорганизмами в конечном ферментированном продукте. Эти LAB имеют решающее значение для успешной ферментации; они производят органические кислоты, бактериоцины, витамины и вкусовые соединения, ответственные за многие характерные сенсорные качества ферментированных пищевых продуктов, включая увеличенный срок хранения, вкус и питательную ценность [5,6,7,8].Кроме того, предполагается, что некоторые LAB действуют как пробиотики, которые способствуют здоровью человека и стабильности микробиома [9,10]. Хотя эти утверждения еще не были полностью подтверждены учеными, эта точка зрения способствовала недавнему росту потребительской популярности и потребления в Соединенных Штатах [11].

Каноническая ферментация квашеной капусты начинается с первоначального размножения Leuconostoc mesenteroides , который быстро производит углекислый газ и кислоту. Это быстро снижает pH окружающей среды, подавляя рост нежелательных микроорганизмов, которые могут вызвать порчу пищи, сохраняя при этом цвет капусты [12].Действие L. mesenteroides изменяет среду ферментации, так что это способствует преемственности других LAB, таких как Lactobacillus brevis и Lactobacillus plantarum [12]. При традиционном производстве квашеной капусты этот процесс продолжается при 18 ° C в течение примерно одного месяца [12]. Комбинация метаболитов, производимых этими организмами, приводит к появлению в конечном продукте благоприятных сенсорных качеств — уникальных вкусов, ароматов и текстур, связанных с ферментированными продуктами [12,13].Температура ферментации также играет важную роль с точки зрения цвета, вкуса и сохранности [12].

Исторически важными видами в ферментации квашеной капусты считались L. mesenteroides, L. plantarum и L. brevis , что подтверждается недавними исследованиями [12,14]. Считается, что в случае аномально высокой температуры или солености, Enterococcus faecalis и Pediococcus cerevisiae , как полагают, играют роль в процессе ферментации [12].Однако эти наблюдения были основаны на исследованиях, в которых для выделения бактерий использовались методы культивирования, которые по своей природе предвзяты из-за их неспособности улавливать ряд некультивируемых бактерий. Недавние исследования также определили, что род Weissella важен для ранних ферментативных процессов [14].

Последние достижения в технологии высокопроизводительного секвенирования создали потенциал для высокоточной, независимой от культуры характеристики микробиома квашеной капусты.Появление технологии секвенирования ампликона 16S рРНК сделало возможным систематический анализ микробиома квашеной капусты до, во время и после ферментации. Квашеная капуста, сброженная при более высоких температурах, исторически считается более низкого качества, чем квашеная капуста, сброженная при низких температурах; однако современные методы промышленного производства обращаются к ферментации при теплой температуре, поскольку она резко сокращает время производства.

Здесь мы анализируем таксономический состав квашеной капусты, сброженной при комнатной температуре в течение 14-дневного периода ферментации.В целом, таксономический состав этой квашеной капусты соответствует таксономическому составу, наблюдаемому в квашеной капусте, сброженной в традиционном диапазоне низких температур, что позволяет предположить, что ферментация при теплой температуре может быть жизнеспособным вариантом для производства квашеной капусты с соответствующей структурой бактериального сообщества. с квашеной капустой, полученной более традиционным холодным брожением. Это может представлять особый интерес для промышленных и коммерческих производителей, которые смогут ускорить свой производственный процесс, не жертвуя таксономическим составом, который лежит в основе интереса потребителей к пробиотикам и ферментированным продуктам питания.

2. Материалы и методы

2.1. Приготовление квашеной капусты и методы отбора проб

Квашеная капуста для этого исследования была взята из одной партии весом 50 фунтов, подготовленной для коммерческой продажи в июне 2017 года на предприятии, расположенном недалеко от Провиденса, Род-Айленд. Перед добавлением тмина (<1% по весу) капусту засалили до концентрации 2,25%. Образцы ингредиентов были собраны в трех экземплярах в течение обычного производственного цикла; 0,5 г каждого ингредиента помещали в 1.Пробирки Эппендорфа на 5 мл, содержащие 500 мкл воды, свободной от нуклеаз. Партию квашеной капусты запечатали в герметичные пластиковые бочки на время брожения. Ферментация проводилась примерно при 21 ° C. Успешная ферментация определялась конечным pH ниже 3,6. Образцы ферментации собирали в трех экземплярах с использованием пипеток Пастера из ферментирующей квашеной капусты в дни 0, 2, 7, 10 и 14. Образцы не являются истинными биологическими повторениями, поскольку все три экземпляра были получены из одной и той же партии ферментирующей квашеной капусты; это ограничение нашего исследования, и будущие исследования должны изучить согласованность динамики микробиома между партиями.Упакованная квашеная капуста в банках от этого производителя была куплена у коммерческого дистрибьютора и обработана вместе с образцами ферментации для анализа микробиома готового продукта.

Для отбора проб производственной среды производственный стол, промышленная раковина и пол производственного помещения были трижды промыты флокированными стерильными тампонами; затем их хранили по отдельности в пробирках для лизиса ДНК / РНК Zymo Research (Zymo Research, Ирвин, Калифорния, США; кат.: R1103).Для отбора проб воздуха в помещении пустые чашки Петри оставляли открытыми по всему помещению на протяжении всего периода ферментации. На 14-й день с чашек Петри брали мазки, как описано выше. После сбора все образцы были немедленно доставлены в лабораторию на льду и хранили при -80 ° C до обработки.

2.2. Экстракция ДНК, подготовка библиотеки 16S и секвенирование

Образцы квашеной капусты, окружающей среды и ингредиентов были обработаны с использованием набора ZymoBIOMICS DNA Microprep Kit (Zymo Research, Irvine, CA, USA; Cat: D4305) в соответствии с инструкциями производителя для экстракции ДНК.Используя протокол Earth Microbiome Project 16S Illumina Amplicon, мы нацелены на гипервариабельную область V4 бактериального гена 16S рРНК с использованием обратного праймера 806Rb (GGACTACCAGGGTATCTAATCC) и прямого праймера 515F со штрих-кодом (CAGCAGCCGCGGTAAT) [15,16,17,18,18] . ПЦР-ампликоны генерировали с использованием полимеразы Phusion High-Fidelity (New England BioLabs, Ипсвич, Массачусетс, США) в следующих условиях: 98 ° C в течение 3 минут, затем 35 циклов при 98 ° C в течение 45 с, 50 ​​° C в течение 60 секунд. с и 72 ° C в течение 90 с, и завершается конечным удлинением при 72 ° C в течение 10 минут.

анализировали с использованием флуориметра Qubit 3.0 и набора dsDNA-HS (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) в соответствии с инструкциями производителя. Равные количества ампликонов из каждого образца объединяли, концентрировали и очищали в геле с использованием набора Machery-Nagel NucleoSpin и PCR Clean-Up (Machery-Nagel, Düren, Германия, Cat: 740609) в соответствии с инструкциями производителя. Объединенные образцы были отправлены в Центр геномики и секвенирования Род-Айленда при Университете Род-Айленда (Кингстон, Род-Айленд, США) для контроля качества и секвенирования.Ампликоны секвенировали по парным концам (2 × 250 п.н.) на платформе Illumina MiSeq с использованием набора на 500 циклов со стандартными протоколами.

2.3. Анализ разреженности и секвенирования

Необработанные показания FASTQ с парных концов были демультиплексированы с помощью idemp (https://github.com/yhwu/idemp/blob/master/idemp.cp) и импортированы в программу Quantitative Insights Into Microbial Ecology 2 ( QIIME2, версия 2017.9.0, https://qiime2.org/). Необработанные считывания были впоследствии депонированы в базу данных архива считывания последовательностей (SRA) Национального центра биотехнологической информации (NCBI) под регистрационным номером SRA SRP145097.Алгоритм устранения шумов 2 Divisive Amplicon (DADA2) использовался для качественной фильтрации, обрезки, устранения шума и объединения данных. Химерные последовательности удаляли методом консенсуса. Классификатор объектов в QIIME2, обученный в базе данных 99% операционных таксономических единиц (OTU) SILVA и обрезанный до области V4 16S, был использован для присвоения таксономии всем вариантам рибосомной последовательности. Загрязняющие последовательности митохондрий и хлоропластов были отфильтрованы из полученной таблицы признаков. Остальные репрезентативные последовательности были выровнены с помощью MAFFT и использованы для филогенетической реконструкции в FastTree.Наконец, показатели разнообразия были рассчитаны с помощью плагина разнообразия QIIME2 и визуализированы с помощью Prism (версия 7.0a, GraphPad, Ла-Хойя, Калифорния, США).

После качественной фильтрации и предварительной обработки мы определили, что 8 из наших 37 секвенированных образцов имели менее 650 считываний, что мы сочли недостаточным для статистически мощного анализа разнообразия и, следовательно, потенциальным источником систематической ошибки. Поэтому мы удалили эти образцы с плохим чтением из последующего анализа альфа- и бета-разнообразия. Пять отброшенных образцов были распределены по разным типам ингредиентов и образцов окружающей среды.Учитывая низкую вариацию между двумя оставшимися повторами в этих типах образцов, мы считаем, что этих двух повторов достаточно для публикации. Три других образца с плохим считыванием были троекратными образцами ферментации, начиная с дня 0. В этих образцах преобладали контаминирующие считывания хлоропластов, которые были удалены с помощью вычислений. Остальные бактериальные считывания были достаточно низкими, что представляло проблему для измерений альфа- и бета-разнообразия. Низкое количество считываний бактерий в образцах дня 0 и других наших образцах, вероятно, является отражением изначально низкой численности бактерий в этих сообществах.Хотя это и ограничивает потенциальные возможности наших выводов, это неизбежный результат работы с сообществами с низкой численностью. Это отражается в отсутствии Дня 0 в и. Чтобы визуализировать бактериальное сообщество в момент времени 0 дня, мы использовали менее строгий предел для включения образца в гистограммы наших таксонов — 250 показаний (). Это позволило нам повторно отловить все три повтора из дня 0 и получить представление о структуре этих сообществ в отсутствие анализа разнообразия.

Меры альфа-разнообразия образцов квашеной капусты, ингредиентов и окружающей среды.( A ) индекс Шеннона; и ( B ) Филогенетическое разнообразие Фэйтс. Планки погрешностей представляют собой стандартную ошибку среднего.

PCoA, отображающее невзвешенное расстояние UniFrac между образцами квашеной капусты, окружающей средой и микробиомом ингредиентов.

Относительная численность таксонов бактерий в ферментирующих квашеных капустах, ингредиентах и ​​образцах окружающей среды на уровне порядка ( A ) и рода ( B ). Показаны только семь верхних таксонов из групп образцов ферментации и ингредиентов / окружающей среды.

3. Результаты

Значения альфа-разнообразия окружающей среды, ингредиентов и ферментирующей квашеной капусты были измерены как с помощью индекса разнообразия Шеннона, так и филогенетического разнообразия Фейт. Эти значения показывают снижение бактериального разнообразия для ферментации квашеной капусты по сравнению с исходными ингредиентами и окружающей средой (). Однако мы наблюдаем контрастирующие паттерны альфа-разнообразия между показателями разнообразия Шеннона и филогенетического разнообразия Веры в процессе ферментации.Индекс разнообразия Шеннона указывает на последовательное увеличение альфа-разнообразия квашеной капусты с течением времени, в то время как филогенетическое разнообразие Фейт предполагает постоянное низкое альфа-разнообразие. Мы связываем это с тем, что сегменты индекса разнообразия Шеннона тесно связаны и, возможно, перекрывают LAB в отдельные таксоны. Это создает ложную видимость разнообразия. Напротив, индекс филогенетического разнообразия Faith использует длину ветвей в качестве основы для присвоения показателей разнообразия и не разделяет LAB с одинаковым уровнем детализации.Тем не менее, низкий уровень разнообразия продукта ферментации, показанный на обоих графиках, вероятно, является результатом селективного давления в среде ферментации, включая низкий pH, анаэробные условия и высокую соленость. Это свидетельствует об успешном брожении.

Затем мы использовали анализ основных координат (PCoA) с невзвешенным расстоянием UniFrac, чтобы визуализировать различия в структурах сообществ между нашими выборками (). Образцы демонстрировали четкую кластеризацию по типу образца — сырой ингредиент, среда или момент времени ферментации, что указывало на то, что присутствующие бактериальные сообщества значительно отличаются друг от друга.Это ожидается для образцов окружающей среды по сравнению с исходными ингредиентами или моментами времени ферментации, но было неожиданным для исходных ингредиентов по сравнению с ферментирующей квашеной капустой. Образец дня 0, полученный из исходной смеси ингредиентов, намного больше похож на сообщество квашеной капусты 14 дня, чем на сырые ингредиенты (). Это говорит о том, что давление отбора, присущее ферментации, оказывает сильное и немедленное воздействие на бактерии, обнаруженные в сырых ингредиентах.

Чтобы дополнительно охарактеризовать бактериальное сообщество, обнаруженное в каждом из собранных образцов, мы исследовали таксономические структуры наших бактериальных сообществ на уровне порядка и рода ().На уровне заказа мы видим различия в бактериальном составе между образцами сырых ингредиентов, образцами окружающей среды и образцами ферментации (A). Категории сырых ингредиентов и экологических объектов довольно похожи друг на друга. Морская соль немного отличается от кочанной капусты и тмина, что может быть связано с тем, что соль не является растительным продуктом и, вероятно, оказывает сильное галофильное давление отбора. В целом эти две категории образцов заметно отличаются от бактериальных сообществ, обнаруженных во время ферментации.Образец дня 0 содержит значительно больше бактериальных таксонов, чем образцы последующих временных точек, и демонстрирует резкое падение количества видов бактерий, присутствующих в течение первых 48 часов ферментации. Наиболее многочисленным отрядом бактерий в образце ферментации в день 0 является Pseudomonadales, который также является одним из наиболее распространенных видов во всех образцах окружающей среды. Это говорит о том, что окружающая среда играет некоторую роль в создании первоначального бактериального сообщества комбинированных ингредиентов.Через два дня наиболее многочисленными присутствующими бактериями являются Lactobacillales, что ожидается в случае успешной ферментации. Этот образец сохраняется во время брожения и сотрясения.

На уровне родов мы обнаруживаем, что сохраняются многие из тех же тенденций (B). Три образца ингредиентов выглядят наиболее схожими на этом уровне: Halomonas являются общими и преобладающими во всех трех образцах. Образцы окружающей среды продолжают демонстрировать сходство, а отсутствие сходства между образцами окружающей среды и образцами ферментации дня 0 сохраняется здесь, как и на уровне заказа.LAB доминируют над другими образцами ферментации, как и на уровне порядка, с Leuconostoc и Lactobacillus в качестве доминирующих родов. Это соответствует результатам, опубликованным Pederson и Albury 1969, которые показали, что Leuconostoc и Lactobacillus являются основными участниками процесса ферментации квашеной капусты [12].

4. Обсуждение

В целом, наши результаты показывают, что, несмотря на более теплый и более быстрый процесс ферментации, используемый для производства квашеной капусты, анализируемой здесь, бактериальное сообщество соответствует сообществу более традиционных, более холодных продуктов квашеной капусты.В течение первых 48 часов ферментации микробное сообщество квашеной капусты испытало резкое падение количества присутствующих бактериальных таксонов, вероятно, из-за сильного селективного давления высокой солености и кислотности в среде ферментации. В течение оставшегося периода ферментации LAB оставались доминирующими организмами, присутствующими в сообществе. Оба образца свидетельствуют об успешном брожении.

Возможно, более удивительными были взаимоотношения между микробными сообществами исходных ингредиентов, средой ферментации и ферментирующей квашеной капустой.Основные LAB, обнаруженные в ферментирующей квашеной капусте, присутствовали только в очень низких количествах в исходных ингредиентах, что может указывать на то, что для инициирования ферментации необходимы только следовые количества LAB. Также возможно, что обилие LAB ферментативной квашеной капусты, обнаруженное вокруг производственного объекта, особенно в воздухе, может способствовать возникновению ферментативного сообщества, выступающего в качестве закваски. Присутствие LAB в окружающей среде также может быть прямым результатом ферментации квашеной капусты в ней.Эти гипотезы требуют дальнейшего изучения.

В предыдущих исследованиях использовались методы, основанные на культивировании и секвенировании, для выяснения сообщества ферментативных микробов квашеной капусты. Методы, основанные на культуре, показали, что основными LAB, участвующими в ферментации квашеной капусты, являются E. faecalis , L. mesenteroides , L. brevis , P. cerevisiae и L. plantarum; , тогда как методы, основанные на секвенировании, выделяют виды Lactobacillus и Leuconostoc в дополнение к Weissella [11,13].Наши результаты с использованием секвенирования 16S рРНК совпали с этими ожиданиями и расширили предыдущие знания, идентифицировав Leuconostoc, Lactobacillus и Enterobacteriaceae в дополнение к множеству ранее не обнаруженных LAB, таких как Lactococcus .

Наши результаты также соответствуют каноническим микробным сообществам других ферментированных овощных продуктов. Xiong et al. обнаружили, что виды Lactobacillus и Leuconostoc были основными бактериями в ферментации китайской квашеной капусты, pàocài [20].Многочисленные исследования показали, что в бактериальном сообществе кимчи преобладают виды Weisella, Lactobacillus, и Leuconostoc [21,22,23]. Исследование традиционных вьетнамских ферментированных овощей, таких как горчица и свекла ( dua muoi ) и ферментированные баклажаны ( cà muối ), обнаружило преобладание в ферментации видов Lactobacillus [24].

Наши результаты показывают, что более теплое и быстрое производство может дать квашеную капусту с таким же микробным сообществом, что и квашеная капуста, полученная традиционными методами ферментации.Это может означать, что процесс быстрого брожения является жизнеспособным вариантом для промышленного производства квашеной капусты. Это может быть интересно для коммерческих производителей, поскольку это позволит им ускорить и расширить производство без ущерба для целостности сообщества ферментативных бактерий, что является центральным элементом предполагаемых пробиотических преимуществ квашеной капусты и других ферментированных продуктов.

Хотя проанализированные сообщества были примерно аналогичны ранее опубликованным данным по квашеной капусте, мы пока не можем утверждать, что продукты идентичны или что производственные процессы взаимозаменяемы.Есть несколько показателей — физические, сенсорные и питательные — которые не исследовались в рамках этого исследования и, возможно, могут варьироваться между двумя типами квашеной капусты. Мы предполагаем, что ухудшение внешнего вида, срока хранения, вкуса и питательной ценности более теплой квашеной квашеной капусты может отрицательно сказаться на ее коммерческой жизнеспособности. Следовательно, необходимы дополнительные исследования и измерения этих качеств до широкого коммерческого внедрения этого метода ферментации.

Благодарности

Исследовательская деятельность, связанная с этим исследованием, была частично профинансирована Центром компьютерной биологии болезней человека COBRE (NIH P20 GM109035).Секвенирование проводилось в Центре геномики и секвенирования Род-Айленда, исследовательском центре NSF EPSCoR штата Род-Айленд, частично поддерживаемом Соглашением о сотрудничестве NSF ESPCoR № EPS-1004057. M.A.Z была поддержана стипендиатом Карен Т. Ромер по обучению и исследованиям, а также D.J.C. была поддержана стипендиями для аспирантов Национального научного фонда (грант № 1644760).

Вклад авторов

M.A.Z. и П. совместно разработали это исследование и собрали все образцы на производственном объекте.D.J.C, J.I.W. и M.A.Z. экстрагировали и подготовили ДНК для секвенирования. W.H.S. и D.J.C. выполнены все анализы. M.A.Z., W.H.S., D.J.C., J.I.W. и P.B. подготовил рукопись. Все авторы просмотрели и одобрили его окончательную версию.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки