Влияние ферментации Lactobacillus plantarum на химический состав и пищевую ценность плодовоягодного сырья

Ферментация считается традиционным методом обработки для увеличения срока годности продуктов питания и улучшения вкуса пищевого сырья. Плоды и ягоды содержат многие питательные вещества и являются приемлемым субстратом для ферментации молочнокислыми бактериями. Lactiplantibacillus plantarum используется в качестве закваски или дополнительной культуры для процесса ферментации сырья растительного и животного происхождения из-за ее устойчивости к окружающей среде и метаболической универсальности. Представлен обзор результатов научных исследований влияния ферментации L. plantarum на химический состав, биоактивные соединения, летучие соединения и органолептические свойства фруктов и ягод. Материалом для исследования послужили 49 научных публикаций. Поиск научной литературы на английском и русском языке по теме исследования проводили в библиографических базах Scopus, Web of science, PubMed и Google Scholar. В качестве временных рамок для обзора научных публикаций принят период 2019–2025 гг. Для обзора предметного поля исследования применён алгоритм в соответствии с протоколом PRIZMA. Научный поиск и обзор научных публикаций по теме исследования показал, что L. plantarum является эффективным пробиотиком для ферментации богатых углеводами фруктовых субстратов с целью улучшения вкуса и функциональности фруктовых продуктов за счет микробной активности. Фрукты, ферментированные с помощью L. plantarum, содержат многие летучие вещества, обладают более высоким содержанием функциональных соединений и проявляют лучшую биологическую активность, включая антиоксидантное, противовоспалительное действие на кишечную микрофлору, по сравнению с неферментированными фруктами. Обзор и анализ химического состава ферментированных продуктов, их пищевой ценности дает необходимую информацию для разработки функциональных продуктов питания на основе фруктов, обработанных путем ферментации с использованием L. plantarum. Вместе с тем, следует отметить отсутствие анализа и научных выводов о штаммовой специфичности L. plantarum в метаболизме, безопасности ферментированных L. plantarum фруктовых продуктов, характеристике изменения аромата различных фруктов после ферментации L. plantarum. Будущие исследования должны быть сосредоточены на токсикологии, иммунологии и методах молекулярного питания с целью детального анализа функциональности различных ферментированных фруктовых и овощных продуктов и установления метаболических характеристик различных штаммов L. plantarum. Результаты таких исследований будут способствовать всестороннему пониманию преимуществ ферментированных L. plantarum фруктовых продуктов для здоровья человека и, как следствие, а также разработке и производству качественных функциональных продуктов.

1. Improvement of antioxidant properties of jujube puree by biotransformation of polyphenols via Streptococcus thermophilus fermentation / J. Li,W. Zhao, X. Pan [et al.] // Food Chemistry: X. – 2022. – Vol. 13, No. 6. – P. 100214. – DOI: 10.1016/j.fochx.2022.100214.

2. Бурак Л. Ч. Использование современных технологий обработки для увеличения срока хранения фруктов и овощей. Обзор предметного поля // Ползуновский вестник. – 2024. – № 1. – С. 99–119. – DOI: 10.25712/astu.2072-8921.2024.01.013.

3. Kaur H., Ghosh M. Probiotic fermentation enhances bioaccessibility of lycopene, polyphenols and antioxidant capacity of guava fruit (Psidium guajava L) // Journal of Agriculture and Food Research. – 2023. – Vol. 14, No. 1. – P. 100704. – DOI: 10.1016/j.jafr.2023.100704.

4. Effect of fermentation by lactic acid bacteria on the phenolic composition, antioxidant activity, and flavor substances of jujube-wolfberry composite juice / X. Zhao, F. Tang, W. Cai [et al.] // Lwt. – 2023. – Vol. 184, No. 6. – P. 114884. – DOI: 10.1016/j.lwt.2023.114884.

5. Recommendations for the use of standardised abbreviations for the former Lactobacillus genera, reclassified in the year 2020 / S. D. Todorov, A. L. Baretto Penna, K. Venema [et al.] // Beneficial Microbes. – 2023. – Vol. 15, No. 1. – P. 1–4. – DOI: 10.1163/18762891-20230114.

6. Бурак Л. Ч. Перспективы использования молочнокислых бактерий L. Plantarum для ферментации фруктовых соков // Научное обозрение. Биологические науки. – 2022. – № 3. – С. 63–71. – DOI: 10.17513/srbs.1286.

7. Unraveling the genetic adaptations in cell surface composition and transporters of Lactiplantibacillus plantarum for enhanced acid tolerance / J. Zhu, Y. Sun, S. Zhang // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2024. – Vol. 72, No. 10. – P. 5368–5378. – DOI: 10.1021/acs.jafc.3c01276.

8. Efficacy and safety of Lactobacillus plantarum P 17630 strain soft vaginal capsule in vaginal candidiasis: A randomized non-inferiority clinical trial / C. Bertarello, D. Savio, L. Morelli [et al.] // European Review for Medical and Pharmacological Sciences. – 2024. – Vol. 28, No. 1. – P. 384–391. – DOI: 10.26355/eurrev_202401_34927.

9. The carbohydrate metabolism of Lactiplantibacillus plantarum / Y. Cui, M. Wang, Y. Zheng [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. – 2021. – Vol. 22, No. 24. – P. 13452. – DOI: 10.3390/ijms222413452.

10. Effects of Lactobacillus plantarum supplementation on glucose and lipid metabolism in type 2 diabetes mellitus and prediabetes: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials / H. Zhong, L. Wang, F. Jia [et al.] // Clinical Nutrition ESPEN. – 2024. – Vol. 61. – P. 377–384. – DOI: 10.1016/j.clnesp.2024.04.009.

11. Research progress of wine aroma components: A critical review / Y. He, X. Wang, P. Li [et al.] // Food Chemistry. – 2023. – Vol. 402, No. 5. – P. 134491. – DOI: 10.1016/j.foodchem.2022.134491.

12. Changes in volatile and nutrient components of mango juice by different Lactic acid bacteria fermentation / S. Liu, Y. Li, X. Song [et al.] // Food Bioscience. – 2023. – Vol. 56, No. 10. – P. 103141. – DOI: 10.1016/j.fbio.2023.103141.

13. The transcription factor LaMYC4 from lavender regulates volatile Terpenoid biosynthesis / Y. M. Dong, W. Y. Zhang, J. R. Li [et al.] // Bmc Plant Biology. – 2022. – Vol. 22, No. 1. – art. 289. – DOI: 10.1186/s12870-022-03660-3.

14. Application of non-Saccharomyces yeasts with high β-glucosidase activity to enhance terpene-related floral flavor in craft beer / X. Han, Q. Qin, C. Li [et al.] // Food Chemistry. – 2023. – Vol. 404, No. 12. – P. 134726. – DOI: 10.1016/j.foodchem.2022.134726.

15. Recent advances in Lactobacillus plantarum fermentation in modifying fruit-based products: flavor property, bioactivity, and practical production applications / Z. Xing, X. Fu, H. Huang [et al.] // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2025. – Vol. 24, No. 2. – e70160. – DOI: 10.1111/1541-4337.70160.

16. Бурак Л. Ч., Сапач А. Н. Биологически активные вещества бузины: свойства, методы извлечения и сохранения // Пищевые системы. – 2023. – Т. 6, № 1. – С. 80–94. – DOI: 10.21323/2618-9771-2023-6-1-80-94.

17. Markkinen N., Laaksonen O., Yang B. Impact of malolactic fermentation with Lactobacillus plantarum on volatile compounds of sea buckthorn juice // European Food Research and Technology. – 2021. – Vol. 247, No. 3. – P. 719–736. – DOI: 10.1007/s00217-020-03660-3.

18. Review of fruits flavor deterioration in postharvest storage: Odorants, formation mechanism and quality control / H. Zhao, S. Zhang, D. Ma [et al.] // Food Research International. – 2024. – Vol. 182. – P. 114077. – DOI: 10.1016/j.foodres.2024.114077.

19. Effect of lactic acid fermentation of watermelon juice on its sensory acceptability and volatile compounds / J. Mandha, H. Shumoy, J. Devaere [et al.] // Food Chemistry. – 2021. – Vol. 358, No. 12. – P. 129809. – DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.129809.

20. Effect of Lactic Acid Fermentation on Volatile Compounds and Sensory Characteristics of Mango (Mangifera indica) Juices / J. Mandha, H. Shumoy, J. Devaere [et al.] // Foods. – 2022. – Vol. 11, No. 3. – P. 383. – DOI: 10.3390/foods11030383.

21. Influence of lactic acid fermentation on the phenolic profile, antioxidant activities, and volatile compounds of black chokeberry (Aronia melanocarpa) juice / J. Wang, B. Wei, J. Xu [et al.] // Journal of Food Science. – 2024. – Vol. 89, No. 2. – P. 834–850. – DOI: 10.1111/1750-3841.16899.

22. Changes in nutritional composition, volatile organic compounds and antioxidant activity of peach pulp fermented by lactobacillus / W. Yang, J. Liu, Q. Zhang [et al.] // Food Bioscience. – 2022. – Vol. 49, No. 4. – P. 101894. – DOI: 10.1016/j.fbio.2022.101894.

23. Shi F., Wang L., Li S. Enhancement in the physicochemical properties, antioxidant activity, volatile compounds, and non-volatile compounds of watermelon juices through Lactobacillus plantarum JHT78 fermentation // Food Chemistry. – 2023. – Vol. 420, No. 1. – P. 136146. – DOI: 10.1016/j.foodchem.2023.136146.

24. Бурак Л. Ч. Влияние современных способов обработки и стерилизации на качество плодоовощного сырья и соковой продукции. – Москва: ИНФРА-М, 2025. – 236 с. – DOI: 10.12737/2154991.

25. Effects of lactic acid fermentation-based biotransformation on phenolic profiles, antioxidant capacity and flavor volatiles of apple juice / C. Wu, T. Li, J. Qi [et al.] // Lwt. – 2020. – Vol. 122. – P. 109064. – DOI: 10.1016/j.lwt.2020.109064.

26. The regulation of key flavor of traditional fermented food by microbial metabolism: A review / K. Zhang, T. T. Zhang, R. R. Guo [et al.] // Food Chemistry: X. – 2023. – Vol. 19, No. 1. – P. 100871. – DOI: 10.1016/j.fochx.2023.100871.

27. Flavor and functional analysis of Lactobacillus plantarum fermented apricot juice / J. Sun, C. Zhao, X. Pu [et al.] // Fermentation. – 2022. – Vol. 8, No. 10. – P. 533. – DOI: 10.3390/fermentation8100533.

28. Maoz I., Lewinsohn E., Gonda I. Amino acids metabolism as a source for aroma volatiles biosynthesis // Current Opinion in Plant Biology. – 2022. – Vol. 67, No. 1. – art. 102221. – DOI: 10.1016/j.pbi.2022.102221.

29. Characterization of differences in physicochemical properties, volatile organic compounds and non-volatile metabolites of prune wine by inoculation of different lactic acid bacteria during malolactic fermentation / J. Jiang, Y. Xie, M. Cui [et al.] // Food Chemistry. – 2024. – Vol. 452. – P. 139616. – DOI: 10.1016/j.foodchem.2024.139616.

30. Volatile compound dynamics during blueberry fermentation by lactic acid bacteria and its potential associations with bacterial metabolism / Y. X. He, M. W. Hu, W. W. He [et al.] // Food Bioscience. – 2024. – Vol. 59, No. 3. – art. 103639. – DOI: 10.1016/j.fbio.2024.103639.

31. Flavor production in fermented chayote inoculated with lactic acid bacteria strains: Genomics and metabolomics-based analysis / S. Zhang, Z. Shang, Z. Liu [et al.] // Food Research International. – 2023. – Vol. 163. – P. 112224. – DOI: 10.1016/j.foodres.2022.112224.

32. Fermentation and storage characteristics of «Fuji» apple juice using Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum: Microbial growth, metabolism of bioactives and in vitro bioactivities / J. Yang, Y. Sun, T. Gao [et al.] // Frontiers in Nutrition. – 2022. – Vol. 9, No. 9. – P. 833906. – DOI: 10.3389/fnut.2022.833906.

33. Gengatharan A., Dykes G. A., Choo W. S. Fermentation of red pitahaya extracts using Lactobacillus spp. and Saccharomyces cerevisiae for reduction of sugar content and concentration of betacyanin content // Journal of Food Science and Technology. – 2021. – Vol. 58, No. 9. – P. 3611–362. – DOI: 10.1007/s13197-021-05116-2.

34. A novel strategy for improving the antioxidant, iridoid, and flavor properties of Noni (Morinda citrifolia L.) fruit juice by lactic acid bacteria fermentation / C. Zhang, X. Chen, X. Guo [et al.] // Lwt. – 2023. – Vol. 184, No. 4. – P. 115075. – DOI: 10.1016/j.lwt.2023.115075.

35. Food phenolics and Lactiplantibacillus plantarum / R. Muñoz, B. de las Rivas, H. Rodríguez [et al.] // International Journal of Food Microbiology. – 2024. – Vol. 412, No. 2. – P. 110555. – DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2023.110555.

36. Use of dairy and plant-derived lactobacilli as starters for cherry juice fermentation / A. Ricci, M. Cirlini, A. Maoloni [et al.] // Nutrients. – 2019. – Vol. 11, No. 2. – art. 213. – DOI: 10.3390/nu11020213.

37. Biotransformation of phenolics and metabolites and the change in antioxidant activity in kiwifruit induced by Lactobacillus plantarum fermentation / Y. Zhou, R. Wang, Y. Zhang [et al.] // Journal of the Science of Food and Agriculture. – 2020. – Vol. 100, No. 8. – P. 3283–3290. – DOI: 10.1002/jsfa.10272.

38. Бурак Л. Ч. Использование современных технологий в производстве ферментированных продуктов // Научное обозрение. Технические науки. – 2023. – № 5. – С. 5–13. – DOI: https://doi.org/10.17513/srts.1446.

39. Improvement in physicochemical characteristics, bioactive compounds and antioxidant activity of acerola (Malpighia emarginata D. C.) and guava (Psidium guajava L.) fruit by-products fermented with potentially probiotic lactobacilli / S. D. de Oliveira, C. M. Araújo, G. Borges [et al.] // Lwt. – 2020. – Vol. 134. – p. 110200. – DOI:10.1016/j.lwt.2020.110200.

40. Lactobacillus fermentation of jussara pulp leads to the enzymatic conversion of anthocyanins increasing antioxidant activity / A. R. C. Braga, L. M. de Souza Mesquita, P. L. G. Martins [et al.] // Journal of Food Composition and Analysis. – 2018. – Vol. 69. – P. 162–170. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfca.2017.12.030.

41. Extraction and characterization of polysaccharides from Schisandra sphenanthera fruit by Lactobacillus plantarum CICC 23121-assisted fermentation / Q. Wang, L. Hao, A. Zhang [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. – 2024. – Vol. 259, pt. 1. – P. 129135. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.129135.

42. Dynamic variation in biochemical properties and prebiotic activities of polysaccharides from longan pulp during fermentation process / F. Huang, R. Hong, R. Zhang [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. – 2019. – Vol. 132, No. 1. – P. 915–921. – DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.04.005.

43. Origin of hypoglycemic benefits of probiotic-fermented carrot pulp / Y. J. Wan, H. F. Shi, R. Xu [et al.] // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2019. – Vol. 67, No. 3. – P. 895–904. – DOI: 10.1021/acs.jafc.8b06976.

44. Halliwell B. Understanding mechanisms of antioxidant action in health and disease // Nature Reviews Molecular Cell Biology. – 2024. – Vol. 25, No. 1. – P. 13–33. – DOI: 10.1038/s41580-023-00645-4.

45. Lactic acid fermentation of pomegranate juice as a tool to improve antioxidant activity / E. Pontonio, M. Montemurro, D. Pinto [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2019. – Vol. 10. – P. 1550. – DOI: 10.3389/fmicb.2019.01550.

46. Fermented Cerasus humilis fruits protect against high-fat diet induced hyperlipidemia which is associated with alteration of gut microbiota / Y. Wang, C. Han, J. Cheng [et al.] // Journal of the Science of Food and Agriculture. – 2022. – Vol. 103, No. 5. – P. 2554–2563. – DOI: 10.1002/jsfa.12377.

47. Bioengineering in solid-state fermentation for next sustainable food bioprocessing / M. O. Bamidele, M. B. Bamikale, E. Cárdenas-Hernández [et al.] // Next Sustainability. – 2025. – Vol. 6. – P. 100105. – DOI: 10.1016/j.nxsust.2025.100105.

48. Effect of six lactic acid bacteria strains on physicochemical characteristics, antioxidant activities and sensory properties of fermented orange juices / Q. Quan, W. Liu, J. Guo [et al.] // Foods. – 2022. – Vol. 11, No. 13. – P. 1920. – DOI: 10.3390/foods11131920.

49. Recent advances in the applications of Lactobacillus helveticus in the fermentation of plant-based beverages: A review / J. Zhao, X. Zeng, Y. Xi, J. Li // Trends in Food Science & Technology. – 2024. – Vol. 147, No. 4. – P. 104427. – DOI:10.1016/j.tifs.2024.104427.

50. Бурак Л. Ч. Ограничения и возможности современных технологий обеспечению микробиологической безопасности пищевых продуктов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2024. – № 2-3 (396). – С. 6–13. – DOI: 10.26297/0579-3009.2024.2-3.1.

51. Lactiplantibacillus plantarum: A comprehensive review of its antifungal and anti-mycotoxic effects / Q. Li, X. Zeng, H. Fu [et al.] // Trends in Food Science & Technology. – 2023. – Vol. 136, No. 4. – P. 224–238. – DOI: 10.1016/j.tifs.2023.04.019.