JoVE Journal > Biology
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
עברית

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Biology

פרוטוקול הפקה חדשנית לייצור בקנה מידה קטן של מזונות מותססים פרוביוטיים

Published: September 10, 2016
doi:
10.3791/54365
, , ,
1Yoba for Life Foundation, 2Department of Molecular Cell Biology,Vrije Universiteit Amsterdam (VUA), 3Uganda Industrial Research Institute (UIRI), 4Micropia, Natura Artis Magistra, 5Department of Microbiology and Systems Biology,Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO)

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

קונסורציום חיידקי יבשים הרומן של לקטובצילוס רמנוסוס yoba 2012 סטרפטוקוקוס thermophilus C106 הוא בתרבית 1 ליטר חלב. ניתן להשתמש בשיטה זו המתנע טרי לייצור חלב מותסס ומזונות מותססים אחרים או בבית או בבית-מידה קטנה ובאזורים כפריים. עבור המתנע הטרי, 1 ליטר חלב מפוסטר במחבת שמתאימה לתוך מים המכילים במחבת גדולה, הניח על מקור חום. באמבט מים זה, החלב מחומם וטופח על 85 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. לאחר מכן, חלב הוא מקורר עד 45 ° C, להעביר אותן תרמוס, מחוסן עם חיידקים יבשים ויצא לפחות 16 שעות בין 30 ° C ו- 45 ° C. לצורך ייצור התכופות בבית, המתנע טרי קפוא לקוביות קרח, אשר ניתן להשתמש בהם לייצור כמויות קטנות של עד 2 ליטר של חלב מותסס. לצורך ייצור בקנה מידה קטן במדינות משאב-עניים, פיסטור של עד 100 ליטר i חלבהים שנערך פחיות חלב אשר ממוקמים במחבת ברוטב גדולה מלאת מים מחוממים על אש ב 85 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, ולאחר מכן מקורר 45 ° C. בשלב הבא, את המנה L 100 הוא מחוסן עם המתנע טרי 1 ליטר מוכן שהוזכר קודם לכן. כדי להבטיח תסיסה יעילה בטמפרטורה בין 30 ל -45 מעלות צלזיוס, החלב יכול מכוסה שמיכה במשך 12 שעות. לייצור מזונות מותססים צמחיים, המתנע הטרי נשאר בבד גבינה במשך 12 שעות, ואת מי הגבינה הסחוטה פעמי ניתן לאחר מכן לשמש עבור החיסון של מגוון רחב של חומרי גלם מזון, כוללים ירקות דגנים מזונות המבוססים.

Introduction

מאמר זה מתאר פרוטוקול ייצור המאפשרת ייצור של חלב מותסס מזין פרוביוטיים ומזונות מותססים פרוביוטיים אחרים בעזרת תרבות זרע אשר יתרונות בריאותיים מוכחים. הפרוטוקול הוא חזק וקל לביצוע על ידי כל אחד בכל מקום, כולל מדינות משאב-עני.

באפריקה שמדרום לסהרה, 21% ממקרי המוות של ילדים <5 שנים נגרמות על ידי שלשול 1, מתוכם 29% נגרמים על ידי האטיולוגיה rotaviral ב 2 בפרט. הוכח כי צריכה יומית של מזון מותסס המכיל מינון מומלץ של 1 x 10 10 CFU של L. רמנוסוס GG מגרה בריאות המעיים ומקטינה את שכיחות וחומרת שלשולים הקשורים rotavirus 3-7.

חיידקים מועילים נמצאים מגוון רחב של מזונות מותססים מסורתיים בכל רחבי 8-10 אפריקה שמדרום לסהרה. עם זאת, מזונות אלו הם כמעט אך ורק בבית-produced, יש חיי מדף קצר יחסית גדל סיכוני בטיחות בשל האופי בלתי המבוקר של התסיסה 11. יתר על כן, הצריכה של מאכלים מסורתיים אלו הולך ופוחת בשל העיור לבין ההתמערבות הכללי של דיאטות באפריקה 10,12.

החיידק הפרוביוטי הגנרית ל רמנוסוס yoba 2012 13, זהה ל רמנוסוס GG, הוצג לאחר שהוחזר הפטנט המקורי עבור L. רמנוסוס GG פקע 14. תרבות הזרע המיובשת יש w של כ 0.1, אשר משומר על גבוה הכדאיות לאחר תקופת אחסון של לפחות שנה אחת בטמפרטורת חדר (מידע לא מוצג).

תרבות הזרע ארוזה במנות של 1 גרם וניתן להשתמש בו לייצור מרבי של 100 חלב מותסס L. כאשר לייצר אצוות אחד או שניים ביום, התרבויות המתנע יכול לעזור להגיע לכושר ייצור של עד 1,000 ליטר בשבוע, בין ערבר"י-יום חלב טרי.

השימוש ל רמנוסוס yoba 2012 עם ס thermophilus C106 כתרבות אדג'ובנט המאפשרת Lactobacillus פרוביוטיים כדי להפיץ 15 הוא קונסורציום בקטריאלי ייחודי שלא דווח על ידי מחברים אחרים. פרוטוקול הייצור כרוך resuspension של חבילת תוכן אחד (1 גרם) של תרבות המתנע מיובש בהקפאה (תרבות זרע) ב 1 ליטר של חלב, וכתוצאה מכך המתנע טרי שנקרא לאחר דגירה לתקופה של 16 שעות. המתנע הטרי ובהמשך משמש לחסן מקסימום של 100 ליטר של חלב. שיטה זו של הדגירה מראש מפחית את כמות החיידקים מיובש בהקפאה בשימוש, ובכך להפחית את עלויות הייצור בהשוואה הדגירה ישירה כמו למשל מתואר על ידי גוף 16. הניסוח משמש פרוטוקול המתואר במאמר זה שומר על היתרונות של תרבות מיובש בהקפאה, כגון יציבות חיי מדף ואחסון קל וטיפול, והתוצאה היא מאוד rfermentations eproducible.

יתר על כן, פרוטוקול הייצור כפי שתואר במאמר זה אינו דורש ציוד ההייטק בניגוד לשיטות הייצור המקובלות בעולם המפותח 17.

לבסוף המתנע טרי יכול לשמש עבור חיסון של אחרים (לא חלב) חומרי גלם לייצור מגוון רחב של מזונות מותססים כמו מוצג בהצלחה Obushera, Kwete, Uji, ו Zomkom, כולן מבוססות-דגנים מותססים באופן מסורתי מזון מאוגנדה (שני הראשונים), בקניה בורקינה פאסו, בהתאמה 15. זהו רק חלק קטן קטין של הכמות העצומה של מזון מותסס שפותח באפריקה 18.

תסיסת ההתפלגות מקרומולקולות כגון עמילן, סוכרים וחלבונים למוצרים אשר יש לך עיכול גדלו, דרך פעילותם של אנזימים ו / או מיקרואורגניזמים. תסיסה היא טכניקה בשימוש נרחב באפריקה שמדרום לסהרה. בֶּגֶדאתר עם ​​ייבוש והמלחה זה מאפשר שימור מזון בהעדר קירור מתקנים או טכניקות תעשייתיות כגון שימורי 9,19. תסיסה מסורתית מרבה להשתמש גב טפטוף, שבה חלק קטן מתוך שקבוצה קודמת מתווסף קבוצה חדשה כדי להקל על התסיסה כדי להקטין את הסיכוי של תסיסת כישלון 11. האריסון טומקינס 20 לתאר מגוון רחב של מזונות מותססים אפריקאים מסורתיים המבוססים על תירס, סורגום או דוחן, ואת התפקיד המועיל מאכלים אלו יכולים להביא ילדי גמילה, למשל על ידי הקטנה בשלשול אצל ילדים ותמותה קשורה. Nout ו Sarkar 19 לתאר את הייצור המסורתי של צלחת קסבה מותססת כי הוא נצרך נרחב במערב אפריקה. פרנץ et al. 9 לספק תיאור נרחב של מזונות מותססים אפריקה המסווגות במזונות דגנים וירקות, מזונות יבול שורש עמילניים ומזונות חלבון מן החי. בנוסף לכך, Narvhus ו Gadaga <sעד> 21 לתאר את הייצור המסורתי במיוחד של חלב מותסס באפריקה.

לייצור חלב מותסס פרוביוטיים (או מזונות מותססים אחרים) במיוחד במקרה של ייצור הביתה, את הזמינות של במקפיא יש יתרון לאחסן את המתנע הטרי במנות קפוא. בשעת מדינות מפותחות-עני, הייצור של חלב מותסס ניתן לבצע גם על ידי קהילות מייצרות חלב. ניסיון נוכחי עם קהילות מקומיות אוגנדה עולה כי קואופרטיבי חלב הם גופים מתאימים לקחת את ייצור יוגורט מחומרי החלב שלהן. הזמינות של פחית חלב היא יתרון, אם כי אפשר גם, אם כי פחות עדיף, להכין קבוצות גדולות של חלב מותסס במחבת גדולה. יתר על כן, את הזמינות של חשמל ואת הנוכחות הקשורה אליהם קירור מתקנים בחנויות מקומיות וקיוסקים במדינות משאבים עניים יתרון בהרחבת העסק והצמצום oהפסדים f בשל קלקול. עם זאת, כפי שיובהר בפרוטוקול, באמצעות תוספת של אשלגן סורבט אפשר לשמר את היוגורט במשך כמה ימים בטמפרטורת הסביבה ולהפחית spoilages במקרה של תנודות מתח.

Protocol

1. הכנת טריים Starter כדי להכין את המתנע טרי, לקחת 1 ליטר של כל אחד Ultra-בטמפרטורה גבוהה (UHT) חלב מעובד או חלב פרה טרי. אם זה חלב עמיד, המשך לשלב 1.3. אם זה חלב פרה טרי, להמשיך עם שלב 1.1. בדיקות חלב חלב פרה טרי עבור הבדיקה אורגנולפטיקה לזהות מומים או קלקול של חלב, לבדוק את המראה החזותי של חלב ולבדוק הריח שלו. עבור בד-על-רתיחת הבדיקה, להעביר מדגם קטן של חלב כף. החזק את הכף מעל מקור החום עד שהחלב מתחיל לרתוח. הסר את הכף ממקור החום הסתכל על החלב כדי לזהות סימנים של קרישת המציינים חלב באיכות גרועה. עבור בדיקת lactometer, ממלא כוס גליל, כוס או כל חפץ חלול אחר לפחות 15 סנטימטר גבוה עם חלב. מניחים את lactometer בחלב. קריאות Lactometer של 28 או יותר עבור חלב ב 30 מעלות צלזיוס הודיתאכלתי חלב של צפיפות מספיק בלי מים הוסיפו. עבור הבדיקה אתנול, לעשות פתרון אתנול 80% במים מזוקקים. מערבבים כמות שווה של חלב עם כמות שווה של אתנול 80%, למשל על ידי ערבוב כפית חלב עם כפית של אתנול 80% בתוך כוס. תראה את התערובת כדי לזהות סימנים של קרישת המציינים חלב באיכות גרועה. כאשר חלב טרי נמצא בשימוש, לסנן את החלב עם מסננת או בד סינון (גודל הנקבוביות 0.1 – 0.5 מ"מ), מפוסטר בעבר במים רותחים במשך 15 דקות. פִּסטוּר מעבירים את החלב לסיר קטן וסגור את המחבת עם מכסה. מכניסים את התבנית בתוך תבנית מעט גדול. מלא את הסיר הגדול עם מים, עד 2 סנטימטרים מתחת לשפה של בסירים הקטנים יותר. מחמם להגדיר זאת באמצעות מקור מתאים של חום (למשל, חימום חשמלי, מבער גז, תנור של פחם, אש עץ) עד שהחלב מגיע ל- 85 מעלות צלזיוס, כפי שנמדד עם מדחום מעבדה. סובבו את sourcדואר של חום נמוך לשמור על טמפרטורה של 85 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. מורידים את הסיר עם החלב מהמחבת עם מים ולתת לזה להתקרר. לחלופין להעביר את המחבת לסיר עם מים קרים כדי לזרז את תהליך הקירור. אין להסיר את המכסה מהמחבת, למעט במדידות טמפרטורה. תנו החלב להתקרר עד 45 מעלות צלזיוס, כפי שנמדד עם מדחום מעבדה או במטבח. בשלב זה, להעביר את החלב בבקבוק ריק, ולחסן את החלב על ידי הוספת התוכן של חבילה של תרבות הזרע (1 גרם). השאר את החלב המחוסן במשך 16 שעות בתוך תרמוס לאפשר תסיסה להתקיים. בדוק את ה- pH הסופי של חלב מותסס, שאמור להיות 4.4 או פחות, כפי שנמדד עם מד pH או נייר pH. לאחר תסיסה, מערבבים או לנער את המוצר עבור כ 5 – 10 דקות כדי להשיג מרקם חלק. אחסן עד השלבים הבאים. לייצור הביתה, יוצקים את המתנע טרי לתוךמגש קרח קוביות קרח של 10 מ"ל. מניחים את קוביות קרח במקפיא עמוק (-18 ° C) והמשך לסעיף 2 תוך 3 חודשים. עד הייצור ל -100 מידה L במסגרות עניים משאב, המשך לסעיף 3, ובכך להבטיח כי צעד 3.5 מופעל 16 שעות לאחר השלמת שלב 1.5. לחלופין, למקם את המתנע טרי במקרר (C ° 7) אחרי צעד 1.6 והמשך לסעיף 3 תוך 5 ימים. לייצור מגוון רחב של סוגי חלב ללא מזונות מותססים, המשך לסעיף 4. הפקת 2. קטני סדרות במשק ביתי השתמש בכל סכום נוח של חלב (הציע 1 – 10 L). בצע פעולה 1.1. בצע פעולה 1.2. פִּסטוּר מעבירים את החלב לסיר קטן וסגור את המחבת עם מכסה. מכניסים את התבנית בתוך תבנית מעט גדול. מלא את הסיר הגדול עם מים, עד 2 סנטימטרים מתחת לשפה של בסירים הקטנים יותר. מחמם להגדיר זאת באמצעות מקור מתאים של חום (למשל, חימום חשמלי, מבער גז, תנור של פחם, אש עץ) עד שהחלב מגיע 60 מעלות צלזיוס, כפי שנמדד עם מדחום מעבדה או במטבח. אופציונלי: בשלב זה מוסיפים סוכר בריכוז הציע 5% (w / v), כפי שנמדד באמצעות איזון. מערבבים היטב בעזרת כף ערבוב מפוסטר בעבר על ידי השריית במים רותחים במשך 15 דקות. המשך חימום עד שהחלב מגיע ל- 85 מעלות צלזיוס, כפי שנמדד עם מדחום מעבדה או במטבח. סובב את מקור חום לחלש לשמור על הטמפרטורה של 85 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. בצע שלב 1.4. תנו החלב להתקרר עד 45 מעלות צלזיוס, כפי שנמדד עם מדחום מעבדה או במטבח. בשלב זה, לחסן את החלב על ידי הוספת קוביית קרח אחת (כמו הוכן לפי סעיף 1) עבור כל ליטר חלב ולהעביר את החלב (א) ואקום בבקבוק (ים). השאר את החלב המחוסן בבקבוק הריק כדי לאפשרתסיסה להתקיים עד pH של 4.4 הוא הגיע כפי שנמדד עם מד pH או נייר pH. זה הוא מוערך לקחת 12 שעות. בצע פעולה 1.7. מעביר את החלב המותסס למקרר (7 מעלות צלזיוס) ולתת לו להתקרר במשך לפחות 3 שעות לפני הצריכה. כאשר מאוחסן תחת קירור נאות, המוצר הוא נצרך הטוב ביותר תוך חודש. 3. הפקה בקביעת כפריים במדינות משאבים עניים הערה: השתמש מקסימום של 100 ליטר של חלב לכל המתנע טרי 1 ליטר. בצע פעולה 1.1. בצע פעולה 1.2. פִּסטוּר: מעביר את החלב לתוך פחית חלב בגודל מתאים ולסגור את הפחית עם מכסה. מניח את הפחית במחבת גדולה. מלא את הסיר במים, עד לרמה הגבוהה ביותר האפשרית. מחממים זה הגדרה משתמשים במקור מתאים של חום (אש עץ היא המהיר ביותר ולעתים קרובות הכי חסכונית) עד שהחלב מגיע 60 מעלות צלזיוס, כפי שנמדד באמצעות מעבדה אומדחום למטבח. אופציונלי: בהתאם העדפה טעם, מוסיפים סוכר ביחס של 50 גרם לליטר. מערבבים היטב בעזרת כף ערבוב כי היה מפוסטר בעבר על ידי השריית במים רותחים במשך 15 דקות. המשך חימום עד שהחלב מגיע ל- 85 מעלות צלזיוס, כפי שנמדד עם מדחום מעבדה או במטבח. מנמיכים את הלהבה ולשמור על הטמפרטורה של 85 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. הסר את הפחית עם החלב מהמחבת עם המים ולתת לזה להתקרר. כדי להאיץ את תהליך הקירור, להעביר את הפחית במחבת עם מים קרים. אין להסיר את המכסה מהפחית, למעט מדידת הטמפרטורה. תנו החלב להתקרר עד 45 מעלות צלזיוס, כפי שנמדד עם מדחום מעבדה או במטבח. הסר את הפחית ממחבת המים הקרה. בשלב זה, לחסן את החלב על ידי הוספת המתנע הטרי השלם (זה אף פעם לא יכול להיות מת ממנת יתר). מתעטפת בשמיכה פחית חלב לצורך בידוד ומניעת ראפירידת id בטמפרטורה (אידיאלית, הטמפרטורה תישאר בין 45 ו -35 מעלות צלזיוס). השאירו את החלב מחוסן בפחית לאפשר תסיסה להתרחש עד pH של 4.4 הוא הגיע. תהליך זה לוקח בערך 12 שעות. הסר את השמיכה מהפחית לפתוח את הפחית. אופציונלי: הסר את השכבה העליונה מימית של חלב מותסס להשיג מרקם חלק של חלב מותסס פרוביוטיים (יוגורט). אופציונלי: להוסיף טעמים מלאכותיים כיתה מזון (למשל, תות או וניל), למשל בריכוז של 0.1% (v / v) במינון ידי 10 מ"ל לכוס מידה או כף (תלוי בריכוז של טעם והעדפה של הלקוח). אופציונלי: להוסיף חומרים משמרים. בעלות בחירה יעילה ובטוחה היא השימוש סורבט אשלגן בריכוז מקסימאלי של 0.12 g / L (מקור: http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/4144 מייעץ 3 מ"ג / קילו BW / יְוֹם). הערה: ילדים צעירים עם משקל מתחת ל -10 ק"ג צריך לקחת לא morדואר מ לכל היותר סורבט אשלגן 30 מ"ג כאשר לוקחים מנה של 250 מ"ל חלב מותסס, שהוא מתאים במינון של כ 2 כפות לכל 50 ל מערבבים את חלב מותסס ביסודיות בעזרת כף מתכת כי היה מעוקר בעבר על ידי השריית במים רותחים במשך 15 דקות. אופציונלי: ארוז את חלב מותסס, להעביר מקרר (7 מעלות צלזיוס) ומצננים לפחות 3 שעות לפני הצריכה. הערה: כאשר מאוחסן תחת קירור נאות, מתחת ל -7 מעלות צלזיוס, המוצר הוא נצרך הטוב ביותר תוך שבועיים. כאשר מאוחסנים תחת קירור ראוי, המשמר מתווסף כמתואר תחת 3.7.3 המוצר נצרך הטוב ביותר בתוך 4 שבועות. 4. הפקה של מזונות מותססים אחרים סעיף זה מתאר את הייצור של מזונות מותססים אחרים מאשר חלב מותסס המכיל את נפח מרבי של כ -50 ל ' לפסטר אריג ידי השריית במים רותחים למשך l15 דקות מזרחה. לקשור את בד גבינה רופף מעל קערה או מחבת שיכול להכיל כ -2 L באמצעות חבל או גומייה. יוצק את המתנע הטרי על בד הגבינה, להימנע משתפך, ולשמור מספיק מקום בין החלק התחתון של הקערה ואת הגזה. מניחים את הקערה במקרר כ 7 מעלות צלזיוס למשך 8-12 שעות עד כ -0.5 ליטר של מי גבינה ניקז מן היוגורט לתוך הקערה. השתמש מי גבינה כדי לבצע סוגים שונים של מזונות מותססים. דוגמאות לכך הן כדלקמן. הערה: מזונות מותססים השיג יכיל מי גבינה (חלב). חלב ונגזרותיו מוכרים בין החומרים הנפוצים ביותר בגרימת אלרגיות למזון ו intolerances. לייצור Obushera, סורגום או משקה אוגנדה מבוסס דוחן לעקוב אחר פרוטוקול שתואר על ידי Mukisa et al. 22. לייצור Uji, דייסה הקנייתי עשוי תירס או סורגום או תערובת של שניהם, בצע את הפרוטוקול המשמש ידי Jאומו קניאטה אוניברסיטת החקלאות וטכנולוגיה בקניה שתואר על ידי קורט et al. 15. לייצור Zomkom, משקה מבוסס סורגום מ בורקינה פאסו, בצע את הפרוטוקול המתואר על ידי Christèle et al. 23 ו קורט et al. 15. לייצור Mutandabota, מוצר מפירות העץ וחלב באובב כי הוא נצרך נרחב בדרום אפריקה לבצע את ההליך המתואר על ידי מפופו et al. 24. שים לב למוצר זה המתנע הטרי כי מתקבל בסעיף 1 יכול לשמש ישירות מבלי לבצע ראשון בשלב 4.1 – 4.3.

Representative Results

הצד השמאלי של לוח 1 מציג תרשים סכמטי של סעיף 1 של הפרוטוקול. זה ואחריו דיאגרמה בשילוב להכליל סעיפים 2 ו -3 בצד ימין של השולחן. פרופילי תסיסה של החלב מחוסן עם התרבות זרע באמצעות פרוטוקול הייצור כפי שמתואר במאמר זה נרשם. איור 1 מציג את התסיסה של המתנע הטרי (כמתואר בסעיף 1). תרשים 2 מציגים את התסיסה של החלב המותסס (מוצר סופי , כמפורט בסעיפים 2 ו -3). מאז בפועל באזורים כפריים בקרת טמפרטורה קפדנית קשה, מדידות נעשו בטמפרטורת 37 מעלות צלזיוס ו -45 מעלות צלזיוס. תסיסה על 37 מעלות צלזיוס, פרופילי ההחמצה של שתי השקיות נבדקו להראות הבדל קטן תחילתהשל החמצת המעריכים של כ 30 דקות, הוא בייצור של המתנע הטרי המוצר הסופי. ערכי ה- pH הסופיים של התרבויות הם זהים לאחר 16 שעות. ערכי טיטר pH אופייניים עבור מופצות L. רמנוסוס וס זני thermophilus ניתן למצוא בעקבות תהליכי הייצור המתוארים עבור מזונות מותססים שונים בטבלה 2. Cell ספירה עבור L. רמנוסוס וס thermophilus נקבע על מדיום אגר MRS ו LM17, בהתאמה, על ידי שימוש בשיטות ציפוי מיקרוביולוגיות מיושמות בדרך כלל. ספירת תאים סופית של L. 2012 רמנוסוס yoba היו 1.7 x 10 7, 3.7 x 10 9 ו -3.3 x 10 9 CFU מ"ל -1 עבור חלב מותסס, kwete ו Uji, בהתאמה. ערכי ה- pH הסופי היו 4.3 ו -4.2 עבור חלב מותסס kwete, בהתאמה. תוצאות ראשוניות עולה כי תוספת של potasסורבט sium לפני התסיסה אינו משפיע באופן שלילי אך גם מגדיל את מספר L. קיימא רמנוסוס yoba 2012 חיידקים ביוגורט שבועיים לאחר הייצור (מידע לא מוצג). איור 3 מציג את התוצאות של כרומטוגרפיה נוזלית בעל ביצועים גבוהים (HPLC) בשילוב עם מקדם שבירה (RI) גלאי של חלב לא מותסס לעומת חלב מותסס. תוצאות המחקר מראים כי רמות לקטוז ירידת החלב, בעוד שרמות חומצת חלב ורמות גלקטוז להגדיל, שהוא תוצאה של הפעילות מטבולית של תרבות הזרע. פרופיל תסיסה באיור 1. של המתנע הטרי עשוי למחצה חלב רזה (שומן 1.5%, 3.5% חלבון). ליטר אחד של חלב היה מחוסן עם שקית אחת (1 גרם) של תרבות זרעים מותסס על 37 מעלות צלזיוס(••••, לשכפל) וכן 45 ° C (- – – -, לשכפל) במשך 16 שעות. הקו הישר (—-) ב- pH 4.4 מוכנס כאינדיקציה לקבוע מתי התסיסה הושלמה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. איור 2. פרופיל תסיסה של חלב מותסס (המוצר הסופי) עשוי למחצה חלב רזה (שומן 1.5%, 3.5% חלבון). ליטר אחד של חלב היה מחוסן עם אחד 20 גרם של המתנע טריים מותסס ב 37 ° C (•• ••, לשכפל) וכן 45 ° C (- – – -, לשכפל) במשך 16 שעות. הקו הישר (—-) ב- pH 4.4 מוכנס כאינדיקציה לקבוע מתי התסיסה הושלמה.אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. איור 3. דפוסים HPLC-elution של חלב לא מותסס (שחור) חלב מותסס במשך 16 שעות עם התרבות הזרע (כחול). דפוסי elution לציין את צריכת לקטוז וייצור של גלקטוז ומיניקות. סוכרים וחומצה חלשה זוהו על בסיס זמן שמירה ויחס שטח השיא של ספיגת UV ואת מקדם שביר. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. Applica תרבות זרע בטבלה 1. פרוטוקול tion. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של השולחן הזה. טבלה 2. רביה של לקטובצילוס רמנוסוס yoba 2012 מגוון של מזונות מותססים. הנתונים התקבלו קורט et al. 15. Fermentations בוצעו על 37 מעלות צלזיוס, אלא אם כן צוין אחרת. ספירת התאים של L. ים rhamnosu yoba 2012 S. thermophilus C106 לאחר החיסון הוא מגוון בין 1 x 10 6 ו 1 x 10 7 CFU מיליליטר -1. Mutandabota הפונקציונלי הוכן עם המתנע המכיל בלעדי ל רמנוסוס yoba -2012 דיווחו על ידי מפופו ואח 24.; ND, לא נקבע.ד / 54,365 / 54365tbl2large.jpg "target =" _ blank "> אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של השולחן הזה. קובץ נוסף. ייצור מקומי מכירות של יוגורט פרוביוטי באפריקה הכפרית. יריות ותמונות נלקחות Balawoli ו Namagera, אוגנדה, במאי 2016. הקליפ מציגים את שרשרת הערך החל מקבלת חלב עיבוד, אריזה, מכירות ולבסוף לצריכה תצווה של 50 ליטר של יוגורט פרוביוטי, מוכנות עם השימוש ציוד ראשוני בלבד. אנא לחץ כאן כדי להוריד.

Discussion

פרוטוקול הייצור הפשוט תוך שימוש בציוד בסיסי תרבות המתנע מזון מותסס רומן המתוארת במאמר זה הופך לפשוט את הייצור של חלב מותסס פרוביוטיים באיכות גבוהה ברמת משק הבית ובאזורים כפריים במדינות משאב-עני. זה קריטי כדי לפסטר את החלב למשך תקופה מינימלית של 30 דקות כדי להשיג הפחתה מספקת או חיסול של אורגניזמים קלקול מיקרואורגניזמים פתוגניים פוטנציאליים. בנוסף, חימום נאותה גורם denaturation של חלבון מי גבינה 17 כי יהיה בהמשך לקשר עם מיצלות קזאין 25 וכתוצאה מכך היווצרות של קשרים הצלב חלב מותסס 26. כתוצאה מכך, צמיגות של המוצר הסופי היא גדלה לעומת פחות מחומם בהרחבת חלב 27. זה גם קריטי כדי למנוע חיסון של החלב מעל 45 מעלות צלזיוס, כי בטמפרטורות גבוהות החיידקים יהיו מובטלות.

באופן דומה, אם זמין ועלות-effective, שימוש חלב עמיד עדיף, במיוחד לייצור המתנע הטרי. ראשית, חלב עמיד כמעט ללא מיקרו-אורגניזמים לא רצויים. שנית, בחלבונים מי גבינת חלב עמיד כבר מפוגל בהרחבה, מה שהופך אותם לנגישים יותר עבור פרוטאזות בקטריאלי, קידום השפלה שלהם הצמיחה הבאה של חיידקי היוגורט. במהלך התהליך של הרגעות, חלבונים ולקפל חלקית למצב הטבעי שלהם, ולכן מחדש חימום לפני החיסון מועיל לייצור יוגורט. תוצאות תסיסה ממושכות חלב מותסס עם pH <4.4, אשר לעתים קרובות לא רצוי. תסיסה ניתן לעצור מבעוד מועד על ידי הנחת חלב מותסס במקרר.

מקומית יוגורטים מיוצר באפריקה הוכחו מכילים רמות משמעותיות של lactococci 28 כגון L. lactis, אשר יכול לגרום לייצור פפטידים כי יש טעם מריר 29-32, אשר בדרך כלל undesirable 31. לכן, זה קריטי, כי התסיסה מתרחשת בטמפרטורה בין 45 ל 35 מעלות צלזיוס 15,28. מכיוון שהטמפרטורה תקטין לאט במהלך תסיסה בסביבה למחצה נשלט, חיסון נעשה על 45 מעלות צלזיוס, הטמפרטורה הגבוהה ביותר המותרת. בידוד מספיק במהלך התסיסה הוא חיוני כדי למנוע ירידה של הטמפרטורה מתחת ל -35 מעלות צלזיוס.

ייצור ידני יוגורט בסביבה כפרית יש סיכון גבוה יחסית של זיהום מיקרוביאלי ידי אורגניזמים קלקול. בפרט, שמרים מסוגלים להפיץ בתנאים חומציים ביוגורט. זיהום שמרים יכולים להוביל לייצור גז מוגזם, גם בשלב הדגירה או במהלך האחסון, ובכך מקלקל את יוגורט מיד או לקצר משמעותית את חיי המדף שלו 33,34. רמות שמרים ניתן למזער על ידי עיקור בחום ו / או ניקוי עם חומצת נתרן של כל הכלים והציוד לפני כל שנינות קשר h החלב או יוגורט. במיוחד לאחר קלקול שהמרים התרחש, עיקור חריף ומקיף וניקוי נדרש לחסל את הזיהום.

הסיכונים שפורטו לעיל עולים בבירור כי צלחת היישום של פרוטוקול ייצור זה במדינות עניות משאב מוגבל מטבעו הידני שלה ובעקבותיה הקשורים שיעור קלקול מוגבר. שיעור הקלקול הופך להיות אפילו גבוה יותר ביישובים כי העדר מתקני קירור או יש ביותר תנודות זמינות של חשמל. כמו כן חוסר הנגישות לחומר אריזה באיכות גבוהה ובמחיר סביר יכול להגביל את הספיגה של הפרוטוקול המתואר. הציוד הנדרש הוא בסיסיים ואוניברסליים, אך מדחום מעבדה או מטבח חיוני. לבסוף, כיום רק מספר מצומצם של מדינות יש מתקנים לייצר תרבות המתנע המיובש בהקפאה. רוב המדינות המפותחות עניים חסרי מתקנים אלה, ולכן תלויים ביבוא להשיג מוצר זה.

_content "> בין מזון, תוסס יוגורט חלב כולל הוא הרכב הנפוץ ביותר עבור חיידקים פרוביוטיים. ההפקה של חלב מותסס אינה דורשת ציוד מיוחד מלבד מדחום. לכן שילוב של הנ"ל תיאר תרבות המתנע פרוביוטיים הגנרית הראשונה 13 עם פשוטה פרוטוקול ייצור מאפשר לייצור לשחזור, מבוקרת ובטוחה של חלב מותסס פרוביוטיים על ידי כמעט כל אחד בכל מקום, כולל ייצור ברמות התעשייה הביתית קוטג באזורים כפריים במדינות משאב-עני. בקול מיומן fermentations הטבעי מסורתי, רמות שווות של פרוביוטיקה חיידקים לא ניתן להבטיח 9. התרבות מתנע-יציב 1 שקיות גרם לאפשר יצרנים קטנים בקנה מידה חסכונית לייצר מזונות מותססים, ללא צורך לקנות כמויות גדולות של תרבויות המתנע כי בדרך כלל לאבד את יכולת הקיום לאחר פתיחת החבילה, במיוחד כאשר לשמור בטמפרטורת החדר בלחות יחסית גבוהה, שהיאלמיטב ידיעתנו המקרה לכל התרבויות המתנע יוגורט אחרים הזמינים. יתר על כן, את כמות חיידקים יבשים כי מיובא נותרת נמוכה מאוד, מתחת 0.1% של ריכוז תרבות פרוביוטיים במוצר הסופי, כי כמעט כל התרבות המתנע הוא מתוצרת מקומית בשל השיטה טרום הדגירה מתוארת בפרוטוקול זה .

הפקת חלב מותסס מתואר בפירוט במאמר זה יכול להיות הצעד הראשון כדי להשתלט על האמנות של ייצור מזון מותסס פרוביוטיים, אשר לאחר מכן ניתן ליישם להתסיס סוגים רבים של מזונות אחרים (כנזכר במאמר זה). כדי לשדרג חלב בסיסי מותסס, הצעד הבא אפשרי הוא הייצור של חלב מותסס אמת פרות. זה דורש הכנת פירות סטרילי השמורה (תערובת של פירות, סוכר אופציונלי כמה תוספות) או רכישת פרי המוכן לשמר להיות מעורב עם חלב מותסס לאחר התסיסה 35,36.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

המחברים מודים לפיתוח חלבי מזרח אפריקה (EADD) פרויקט התמיכה המעשית שלהם על הקרקע ב קואופרטיבי חלב אימון באוגנדה הכפרית בייצור חלב מותסס. צסק"א מזון העשרה הוא הודה לייצור, בקרת איכות והערכת יכולת תסיסה של התרבות המתנע. Lactosan GmbH & Co, אוסטריה, הוא הודה על סיוע ייצור. המחברים מודים קארין Overkamp (מיקרוביולוגיה TNO וביולוגיה מערכות, זייסט, הולנד) לניתוח HPLC, ודריק Assimwe (UIRI) להקלטת דוחות המחבר באוגנדה. הקלטות אלו התרחשו במהלך פגישת תחילת הפעילות הנתמכת IDRC של מזון המותסס לפרויקט חיים (CIFSRF שלב 2) באנטבה, אוגנדה, מאי 2016. האוניברסיטה אמסטרדם VU ומוזיאון Micropia מוכרות עבור תרומות כספיות ומתן מתקני מעבדה עבור הפקת הווידאו מתוארת במאמר זה. המחברים מודים וים ואן Egmondעבור מיקרוסקופיה של חיידקי יוגורט.

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kosek, M., Bern, C., Guerrant, R. L. The global burden of diarrhoeal disease, as estimated from studies published between 1992 and 2000. Bull. World Health Organ. 81, 197-204 (2003).
  2. Parashar, U. D., et al. Global Mortality Associated with Rotavirus Disease among Children in 2004. J. Infect. Dis. 200, 9-15 (2009).
  3. Szajewska, H., Skòrka, A., Ruszczyński, M., Gieruszczak-Białek, D. Meta-analysis: Lactobacillus GG for treating acute diarrhoea in children. Aliment. Pharmacol. Ther. 25, 871-881 (2007).
  4. Guandalini, S. Probiotics for Prevention and Treatment of Diarrhea. J. Clin. Gastroenterol. 45, 149-153 (2011).
  5. Guarino, A., Guandalini, S., Vecchio, A. L. Probiotics for prevention and treatment of diarrhea. J. Clin. Gastroenterol. 49, 37-45 (2015).
  6. Allen, S. J., Martinez, E. G., Gregorio, G. V., Dans, L. F. Probiotics for treating acute infectious diarrhoea. Cochrane Database Syst Rev. 11, (2010).
  7. De Roos, N. M., Katan, M. B. Effects of probiotic bacteria on diarrhea, lipid metabolism, and carcinogenesis: a review of papers published between 1988 and 1998. Am. J. Clin. Nutr. 71, 405-411 (2000).
  8. Sybesma, W., Kort, R., Lee, Y. -. K. Locally sourced probiotics, the next opportunity for developing countries. Trends Biotechnol. 33, 197-200 (2015).
  9. Franz, C. M. A. P., et al. African fermented foods and probiotics. Int. J. Food Microbiol. 190, 84-96 (2014).
  10. Reid, G., et al. Harnessing microbiome and probiotic research in sub-Saharan Africa: recommendations from an African workshop. Microbiome. 2, 12 (2014).
  11. Holzapfel, W. H. Appropriate starter culture technologies for small-scale fermentation in developing countries. Int. J. Food Microbiol. 75, 197-212 (2002).
  12. Monachese, M., et al. Probiotics and prebiotics to combat enteric infections and HIV in the developing world: a consensus report. Gut Microbes. 2, 198-207 (2011).
  13. Kort, R., Sybesma, W. Probiotics for every body. Trends Biotechnol. 30, 613-615 (2012).
  14. Gorbach, S. L., Goldin, B. R. Lactobacillus acidophilus strains of bacteria and compositions thereof. EPO199535. , (1986).
  15. Kort, R., et al. A novel consortium of Lactobacillus rhamnosus and Streptococcus thermophilus for increased access to functional fermented foods. Microbial Cell Factories. , (2015).
  16. Douglas Goff, H. . Dairy Science and Technology Education Series. , (2015).
  17. Tribby, D., Clark, S., Costello, M., Drake, M., Bodyfelt, F. . The Sensory Evaluation of Dairy Products. , 191-223 (2008).
  18. Odunfa, S. A. African fermented foods: from art to science. MIRCEN J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 4, 259-273 (1988).
  19. Nout, M. J. R., Sarkar, P. K., Konings, W. N., Kuipers, O. P., Veld, J. H. . Lactic Acid Bacteria: Genetics, Metabolism and Applications. , 395-401 (1999).
  20. Harrison, P. M. B. D. T., Tomkins, A. M. Fermented cereal gruels: Towards a solution of the weanling’s dilemma. Food Nutr. Bull. 13, (1991).
  21. Narvhus, J. A., Gadaga, T. H. The role of interaction between yeasts and lactic acid bacteria in African fermented milks: a review. Int. J. Food Microbiol. 86, 51-60 (2003).
  22. Mukisa, I. M., et al. The dominant microbial community associated with fermentation of Obushera (sorghum and millet beverages) determined by culture-dependent and culture-independent methods. Int. J. Food Microbiol. 160, 1-10 (2012).
  23. Christèle, I. -. V., et al. . Traditional recipes of millet-, sorghum-and maize-based dishes and related sauces frequently consumed by young children in Burkina Faso and Benin. , (2010).
  24. Mpofu, A., et al. Development of a locally sustainable functional food based on mutandabota, a traditional food in southern Africa. J. Dairy Sci. 97, 2591-2599 (2014).
  25. Lucey, J. A., Singh, H. Formation and physical properties of acid milk gels: a review. Food Res. Int. 30, 529-542 (1997).
  26. Lucey, J. A. Formation and Physical Properties of Milk Protein Gels. J. Dairy Sci. 85, 281-294 (2002).
  27. Lucey, J. A. Cultured dairy products: an overview of their gelation and texture properties. Int. J. Dairy Technol. 57, 77-84 (2004).
  28. Mukisa, I. M., Kyoshabire, R. Microbiological, physico-chemical and sensorial quality of small-scale produced stirred yoghurt on the market in Kampala city, Uganda. Nutr. Food Sci. 40, 409-418 (2010).
  29. Omaea, M., Maeyama, Y., Nishimura, T. Sensory Properties and Taste Compounds of Fermented Milk Produced by Lactococcus lactis and Streptococcus thermophilus. Food Sci. Technol. Res. 14, 183-189 (2008).
  30. Bockelmann, W., Kiefer, B., Geis, A., Teuber, M. . Milk Proteins. , 225-227 (1989).
  31. Tamime, A. Y., Robinson, R. K. . Tamime and Robinson’s yoghurt: science and technology. , (2007).
  32. Tamime, A. Y., Deeth, H. C. . Yogurt: Technology and Biochemistry. , (1980).
  33. Fleet, G. Spoilage Yeasts. Crit. Rev. Biotechnol. 12, 1-44 (1992).
  34. Viljoen, B. C., Lourens-Hattingh, A., Ikalafeng, B., Peter, G. Temperature abuse initiating yeast growth in yoghurt. Food Res. Int. 36, 193-197 (2003).
  35. Baker, D. B., Hulett, V. Low fat thin-bodied yogurt product and method. Google Patents. , (1989).
  36. Bamforth, C. W., Ward, R. E. . The Oxford Handbook of Food Fermentations. , 385 (2014).

Tags

Probiotic Fermented FoodsStarter CulturePasteurized MilkProbiotic Drinking YogurtLactobacillus RhamnosusFermented FoodsMilk Quality TestingOrganoleptic TestingClot-on-boiling Test

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Westerik, N., Wacoo, A. P., Sybesma, W., Kort, R. Novel Production Protocol for Small-scale Manufacture of Probiotic Fermented Foods. J. Vis. Exp. (115), e54365, doi:10.3791/54365 (2016).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image