Protocole de production Novel: Fabrication artisanale d'aliments fermentés probiotiques
Summary
A production protocol is described for the small-scale production of probiotic fermented dairy drink with the aid of a novel bacterial starter culture.
Abstract
Un nouveau séché consortium bactérien de Lactobacillus rhamnosus yoba 2012 et Streptococcus thermophilus C106 est cultivé dans 1 litre de lait. Ce démarreur frais peut être utilisé pour la production de lait fermenté et d'autres aliments fermentés à la maison ou à petite échelle en milieu rural. Pour le démarreur frais, 1 L de lait est pasteurisé dans une casserole qui tient dans un plus grand contenant de l'eau du bac, placé sur une source de chaleur. Dans ce bain d'eau, le lait est chauffé et mis à incuber à 85 ° C pendant 30 min. Ensuite, le lait est refroidi à 45 ° C, transférée dans une fiole à vide, inoculé avec les bactéries séchées et laissé pendant au moins 16 heures entre 30 ° C et 45 ° C. Aux fins de la production domestique fréquente, le démarreur est congelé frais en cubes de glace qui peuvent être utilisés pour la production de petites quantités allant jusqu'à 2 litres de lait fermenté. Aux fins de la production à petite échelle dans les pays pauvres en ressources, la pasteurisation jusqu'à 100 L de lait is menées dans des bidons de lait qui sont placés dans une grande casserole remplie d'eau et chauffée sur un feu à 85 ° C pendant 30 min, puis refroidi à 45 ° C. Ensuite, le 100 L lot est ensemencé avec le 1 L démarreur fraîchement préparée mentionné précédemment. Afin d'assurer une fermentation efficace à une température comprise entre 30 et 45 ° C, le lait peut est recouvert d'une couverture pendant 12 heures. Pour la production d'aliments fermentes non laitiers, le démarreur frais est laissé dans une étamine à 12 h, et le petit lait égoutté arrêt peut être ensuite utilisée pour l'inoculation d'une large gamme de matières premières alimentaires, y compris les légumes et les céréales ou aliments à base.
Introduction
Cet article décrit un protocole de production qui permet la production de lait fermenté nutritif et probiotiques et d'autres aliments fermentés probiotiques avec l'aide d'une culture de semences qui a prouvé bienfaits pour la santé. Le protocole est robuste et facile à exécuter par toute personne en tout lieu, y compris les pays pauvres en ressources.
En Afrique sub-saharienne, 21% des décès d'enfants <5 ans est causée par la diarrhée 1, dont 29% est due à l' étiologie rotavirus , en particulier 2. Il a été montré que la consommation quotidienne d'aliment fermenté contenant une dose recommandée de 1 x 10 10 CFU de L. rhamnosus GG stimule la santé intestinale et réduit l'incidence et la gravité des rotavirus diarrhée associée 3-7.
Les bactéries bénéfiques sont présentes dans une large gamme d'aliments fermentés traditionnels partout en Afrique subsaharienne 8-10. Toutefois, ces aliments sont presque exclusivement home-produced, ont une durée de vie courte relative et ont augmenté les risques de sécurité en raison de la nature non contrôlée de la fermentation 11. En outre, la consommation de ces aliments traditionnels diminue en raison de l' urbanisation et une occidentalisation générale des régimes alimentaires en Afrique 10,12.
La bactérie probiotique générique L. rhamnosus yoba 2012 13, qui est identique à L. rhamnosus GG, a été introduit après le brevet original pour L. rhamnosus GG avait expiré 14. La culture d'ensemencement séchée a une Aw d'environ 0,1, ce qui maintient la viabilité élevée après une période de stockage d'au moins un an à la température ambiante (données non présentées).
La culture d'ensemencement est emballé par portions de 1 g et peut être utilisé pour la production d'un maximum de 100 L de lait fermenté. Lors de la production d'un ou deux lots par jour, les cultures starter peuvent aider à atteindre une capacité maximale de 1000 L de production par semaine de veillery-jour du lait frais.
L'utilisation de L. rhamnosus yoba 2012 avec S. C106 thermophilus comme une culture d'adjuvant qui permet de propager probiotique Lactobacillus 15 est un consortium bactérien unique qui n'a pas été rapportés par d' autres auteurs. Le protocole de production implique la remise en suspension du contenu d'un emballage (1 g), de la culture starter lyophilisé (culture de semences) dans 1 litre de lait, ce qui entraîne une entrée dite fraîche après incubation pendant une période de 16 heures. Le démarreur frais est ensuite utilisée pour inoculer un maximum de 100 litres de lait. Cette méthode de pré-incubation réduit la quantité de bactéries lyophilisées utilisées, ce qui réduit les coûts de production par rapport à une incubation directe comme par exemple décrit par Goff 16. La formulation utilisée pour le protocole décrit dans le présent document maintient les avantages d'une culture lyophilisée, telles que stabilité de conservation et de stockage facile et la manipulation, ce qui entraîne très rfermentations eproducible.
En outre, le protocole de production tel que décrit dans cet article ne nécessite pas de matériel de haute technologie , par opposition aux méthodes de production standards utilisés dans le monde développé 17.
Enfin le démarreur frais peut être utilisé pour l'inoculation d'autres (non laitière) matières premières pour la production d'une large gamme d'aliments fermentés comme le montre avec succès pour Obushera, Kwete, Uji et Zomkom, tous les aliments traditionnels fermentés à base de céréales de l' Ouganda (les deux premiers), le Kenya et le Burkina Faso, respectivement 15. Ceci est seulement une petite fraction de la grande quantité d'aliments fermentés développés en Afrique 18.
Fermentation est la répartition des macromolécules telles que l'amidon, les sucres et les protéines dans les produits qui ont une digestibilité accrues, à travers les activités des enzymes et / ou des micro-organismes. La fermentation est une technique largement utilisée en Afrique sub-saharienne. Togéther avec le séchage et le salage , il permet la conservation des aliments en l'absence d'installations ou de techniques industrielles telles que la mise en conserve 9,19 refroidissement. Fermentation traditionnelle utilise souvent en arrière-slopping, dans lequel une petite partie d'un lot précédent est ajouté à un nouveau lot pour faciliter la fermentation et de réduire le risque d'échec de la fermentation 11. Harrison et Tomkins 20 décrivent une large gamme d'aliments traditionnels africains fermentés à base de maïs, de sorgho ou de mil, et le rôle bénéfique de ces aliments peuvent apporter au sevrage des enfants, par exemple en réduisant la diarrhée infantile et la mortalité associées. Nout et Sarkar 19 décrivent la production traditionnelle d'un plat de manioc fermenté qui est largement consommé en Afrique occidentale. Franz et al. 9 fournir une description détaillée des aliments fermentés africains classés dans les céréales et les légumes aliments, féculents de récolte des racines et des aliments riches en protéines animales. En plus de cela, et Narvhus Gadaga <sup> 21 décrire spécifiquement la production traditionnelle de lait fermenté en Afrique.
Pour la production de lait fermenté probiotique (ou d'autres aliments fermentés), en particulier dans le cas de la production de la maison, la disponibilité d'un congélateur est avantageux de stocker le démarreur frais dans des portions congelées. Dans les pays pauvres en ressources, la production de lait fermenté peut être bien exécuté par les communautés productrices de lait. L'expérience actuelle avec les communautés locales en Ouganda indique que les coopératives laitières sont des entités appropriées pour prendre la production de yaourt à partir de leurs propres approvisionnements en lait. La mise à disposition d'une boîte de lait est avantageux, bien qu'il soit également possible, bien que moins préférable, pour préparer de grands lots de lait fermenté dans un récipient plus grand. En outre, la disponibilité de l'énergie électrique et la présence avec celui-ci relié des installations dans les magasins et les kiosques locaux de refroidissement dans les pays pauvres en ressources est un avantage dans l'expansion de l'entreprise et la réduction opertes de f en raison de la détérioration. Cependant, comme on le verra dans le protocole, par l'addition de sorbate de potassium, il est possible de préserver le yaourt pendant plusieurs jours à température ambiante et à réduire spoilages en cas de fluctuations de puissance.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le protocole de production simple à l'aide du matériel de base et un roman fermentée culture starter alimentaire décrit dans cet article facilite la production d'un lait fermenté probiotique de haute qualité au niveau des ménages et en milieu rural dans les pays pauvres en ressources. Il est essentiel de pasteuriser le lait pour un minimum de 30 min afin d'obtenir la réduction ou l'élimination des organismes d'altération et de micro-organismes pathogènes potentiels suffisants. En outre, un chauffage adéquat provoque une dénaturation des protéines de petit – lait 17 qui sera ensuite associé avec les micelles de caséine 25 entraînant la formation de reticulations dans le lait fermenté 26. Par conséquent, la viscosité du produit final est augmentée par rapport au lait chauffé 27 moins largement. Il est également essentiel d'éviter l'inoculation du lait supérieure à 45 ° C, car à des températures plus élevées les bactéries seront inactivés.
De même, si elle est disponible et le coût-Efficace, l'utilisation de lait UHT est préféré, en particulier pour la production de départ fraîche. Tout d'abord, le lait UHT est pratiquement exempt de micro-organismes indésirables. Deuxièmement, UHT protéines de lactosérum de lait ont été largement dénaturée, ce qui les rend plus accessibles aux protéases bactériennes, la promotion de leur dégradation et la croissance ultérieure des bactéries du yaourt. Pendant le processus de refroidissement, les protéines replient partiellement à leur état natif, donc re-chauffage avant l'inoculation est bénéfique pour la production de yogourt. Résultats de la fermentation prolongée dans un lait fermenté avec un pH <4,4, ce qui est souvent indésirable. La fermentation peut être arrêtée en temps utile en plaçant le lait fermenté dans le réfrigérateur.
On a montré que les yogourts produits localement en Afrique pour contenir des niveaux significatifs de lactocoques 28 tels que L. lactis, ce qui peut entraîner la production de peptides ayant un goût amer 29-32, qui est généralement undesirable 31. Par conséquent, il est essentiel que la fermentation a lieu à une température comprise entre 45 et 35 ° C 15,28. Etant donné que la température diminue lentement pendant la fermentation dans un milieu semi-controlled, l'inoculation est réalisée à 45 ° C, la température la plus élevée autorisée. isolement suffisant pendant la fermentation est essentielle pour éviter la diminution de la température inférieure à 35 ° C.
la production manuelle de yogourt en milieu rural a un risque relativement élevé de contamination microbienne par des organismes d'altération. En particulier, les levures sont capables de se propager dans les conditions acides dans le yogourt. Contamination de levure peut conduire à une production excessive de gaz, soit dans la phase d'incubation ou pendant le stockage, gâcher ainsi le yogourt immédiatement ou de manière significative raccourcir sa durée de vie 33,34. les niveaux de levure peuvent être minimisés par la stérilisation et / ou de nettoyage avec de l'hypochlorite de sodium de tous les ustensiles et l'équipement de la chaleur avant chaque esprit de contact h du lait ou du yogourt. En particulier après l'altération de levure est produite, la stérilisation et le nettoyage sévère et large est nécessaire pour éliminer la contamination.
Les risques ci-dessus décrites montrent clairement que le succès de l'application de ce protocole de production dans les pays pauvres en ressources est limitée par sa nature manuelle et avec celui-ci le taux de détérioration accrue associée. Le taux de détérioration devient encore plus élevé dans les communautés qui manquent d'installations de refroidissement ou avoir une disponibilité très fluctuant de l'électricité. De plus, le manque d'accès à un prix abordable matériau d'emballage de haute qualité peut limiter l'absorption du protocole décrit. L'équipement nécessaire est fondamental et universel, mais un laboratoire ou la cuisine thermomètre est essentiel. Enfin, actuellement qu'un nombre limité de pays ont les installations pour produire le lyophilisé culture starter. La plupart des pays pauvres en ressources manquent ces installations, et dépendent donc de l'importation pour obtenir ce produit.
_content "> Parmi les denrées alimentaires, le lait fermenté , y compris le yaourt est le véhicule le plus commun pour les bactéries probiotiques. La production de lait fermenté ne nécessite pas d' équipement particulier en dehors d'un thermomètre. Ainsi , la combinaison de ce qui précède décrit la première culture de départ probiotique générique 13 avec un simple protocole de production permet la production reproductible, contrôlé et sécuritaire du lait fermenté probiotique par presque tout le monde en tout lieu, y compris la production au niveau des ménages et de chalets niveaux de l'industrie dans les zones rurales dans les pays pauvres en ressources. en pratique traditionnellement fermentations naturelles, des niveaux égaux de probiotique les bactéries ne peuvent pas être garantis 9. la culture d'auto-stable démarreur dans 1 g sachets permettre aux petits producteurs de manière rentable de produire des aliments fermentés, sans la nécessité d'acheter des quantités élevées de cultures starter qui perdent habituellement viabilité après ouverture de l'emballage, en particulier lorsque maintenu à la température ambiante et à une humidité relative élevée, qui està notre connaissance le cas pour tous les autres disponibles cultures starter de yogourt. En outre, la quantité de bactéries sèches qui est importé reste très faible, inférieure à 0,1% de la concentration de la culture probiotique dans le produit final, car la quasi-totalité de la culture de départ est produit localement en raison de la méthode de pré-incubation, qui est décrit dans ce protocole, .La production de lait fermenté est décrit en détail dans cet article et peut être une première étape pour maîtriser l'art de produire des aliments fermentés probiotiques, qui peuvent ensuite être appliquées à fermenter de nombreux types d'autres aliments (comme mentionné dans cet article). Pour mettre à niveau le lait fermenté de base, une éventuelle étape suivante est la production de biens-fruits lait fermenté. Cela nécessite la préparation d'un fruit stérile Preserve (un mélange de fruits, de sucre et éventuellement certains additifs) ou l'achat d'un fruit ready-made de préserver pour être mélangé avec le lait fermenté après la fermentation 35,36.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs reconnaissent le projet East Dairy africaine de développement (EADD) pour leur soutien pratique sur le terrain dans la formation des coopératives laitières en Ouganda rural dans la production de lait fermenté. CSK alimentaire Enrichment est reconnu pour la production, le contrôle de la qualité et de l'évaluation de la capacité fermentaire de la culture de démarrage. Lactosan GmbH & Co, en Autriche, est reconnu pour l'aide à la production. Les auteurs remercient Karin Overkamp (TNO microbiologie et la biologie des systèmes, Zeist, Pays-Bas) pour l'analyse HPLC, et Derrick Assimwe (UIRI) pour l'enregistrement de l'auteur des déclarations en Ouganda. Ces enregistrements ont eu lieu au cours de la réunion de lancement soutenu par le CRDI de la nourriture fermentée pour le projet de vie (FCRSAI Phase 2) à Entebbe, en Ouganda, mai 2016. L'Université VU d'Amsterdam et le musée Micropia sont reconnus pour des contributions financières et la fourniture d'installations de laboratoire pour la production de la vidéo décrit dans cet article. Les auteurs remercient Wim van Egmondpour la microscopie des bactéries du yaourt.
Materials
| Yoba starter culture | Yoba for Life foundation | – | |
| Milk | Obtained from local cow | – | Fresh, whole milk, free from antibiotics and obtained from a healthy cow |
| Optionally sugar | Bought at local supermarket | – | Canesuger was used, but beet sugar is also possible. Free from impurities |
| Laboratory Thermometer | Narang Scientific Industries | TM-01 | |
| Lactometer | Narang Scientific Industries | LM-01 | |
| Ethanol 96% | Sigma Aldrich | 476226 | |
| pH paper | Macherey-Nagel GmbH & Co | 90206 | |
| Cheesecloth | Beyond Gourmet | – | Any high quality food grade cheese cloth can do |
| Sieve/strainer | Cuisinart | CTG-00-3MS | Any fine mesh strainer can do, but stainless steel strainers are preferred. |
| 1 l Thermos flask | Bought at local warehouse | – | |
| 1 liter pan + lid | Bought at local warehouse | – | Stainless steel |
| 2 liter pan | Bought at local warehouse | – | Any heat- and waterproof material will do |
| 50 liter pan | Bought at local warehouse | – | Any heat- and waterproof material will do |
| Milk can | Narang Scientific Industries | MC-SS-30 | Any stainless steel milkcan can do |
| Blanket | Bought at local warehouse | – | The thicker the blanket, the better the isolation |
References
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