Effect of molecular hydrogen barbotage and functional additives on the physicochemical and microbiological stability of katyk

Abstract

The physicochemical, microbiological and technological stability indicators of katyk enriched with molecular hydrogen were investigated in this study. The research objects included control katyk, katyk treated with molecular hydrogen, katyk enriched with functional additives, and samples where molecular hydrogen and functional components were applied together. Molecular hydrogen was introduced into the product by bubbling H2 gas with a purity of 99.99% at a flow rate of 0.5–1.0 L/min for 7 minutes at 4–10 °C. During storage, active acidity (pH), water activity, oxidation–reduction potential (ORP), color parameters and microbiological indicators were determined. The obtained results showed that the combined application of molecular hydrogen and functional additives slowed down the acidification process of the product and contributed to maintaining pH stability. At the end of storage, the pH value of the control sample decreased to 3.52, while in the combined treatment sample it remained at 4.13. Water activity results indicated stabilization of the moisture state. ORP analysis demonstrated the formation of a reducing environment in H2-treated samples: the values were recorded in the negative range (approximately from −150 to −350 mV), unlike the control samples with positive ORP values, indicating a decrease in the intensity of oxidative processes. Microbiological analysis showed that the combined treatment reduced the amount of Enterobacteriaceae, yeasts and molds while maintaining lactic acid bacteria. In this sample, Enterobacteriaceae reached 5.90±0.95 log10 CFU/g, yeasts and molds were 6.10±0.30 log10 CFU/g, and lactic acid bacteria were maintained at 6.65±0.20 log10 CFU/g. The results confirm that the combination of molecular hydrogen bubbling and functional additives is a promising approach for improving the storage stability and quality characteristics of katyk.

В работе исследованы физико-химические, микробиологические и технологические показатели стабильности катыка, обогащенного молекулярным водородом. Объектами исследования являлись контрольный катык, катык, обработанный молекулярным водородом, образец с функциональными добавками, а также катык с совместным применением молекулярного водорода и функциональных компонентов. Молекулярный водород вводился путем барботажа газом H2 чистотой 99,99% со скоростью 0,5–1,0 л/мин в течение 7 минут при температуре 4–10 °C. В процессе хранения определяли активную кислотность (pH), активность воды, окислительно-восстановительный потенциал (ORP), цветовые параметры и микробиологические показатели. Полученные результаты показали, что совместное применение молекулярного водорода и функциональных добавок замедляет процесс подкисления продукта и способствует сохранению стабильности pH. В конце хранения значение pH контрольного образца снизилось до 3,52, тогда как в комбинированном образце сохранялось на уровне 4,13. Показатели активности воды свидетельствовали о стабилизации состояния влаги. Анализ ORP показал формирование восстановительной среды в образцах, обработанных H2: значения находились в отрицательном диапазоне (примерно от −150 до −350 мВ), в отличие от контрольных образцов с положительными значениями ORP, что указывает на снижение интенсивности окислительных процессов. Микробиологический анализ показал, что комбинированная обработка снижала количество Enterobacteriaceae, дрожжей и плесеней при сохранении молочнокислых бактерий. В данном образце количество Enterobacteriaceae составило 5,90±0,95 log10 КОЕ/г, дрожжей и плесеней — 6,10±0,30 log10 КОЕ/г, а молочнокислых бактерий — 6,65±0,20 log10 КОЕ/г. Полученные данные подтверждают, что сочетание барботажа молекулярным водородом и функциональных добавок является перспективным методом повышения стабильности хранения и улучшения качества катыка.