Novel Produzione Protocollo per piccola scala Produzione di probiotici fermentati
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 romanzo essiccato consorzio batterica di Lactobacillus rhamnosus yoba 2012 e Streptococcus thermophilus C106 è coltivato in 1 L di latte. Questo avviamento fresca può essere utilizzata per la produzione di latte fermentato e altri alimenti fermentati a casa o in scala ridotta in ambienti rurali. Per l'antipasto fresco, 1 L di latte viene pastorizzato in una vaschetta che si inserisce in un più ampio acqua contenente pan, posto su una fonte di calore. In questo bagno d'acqua, il latte viene riscaldato ed incubate a 85 ° C per 30 min. Successivamente, il latte viene raffreddato a 45 ° C, trasferito in una beuta da vuoto, inoculati con i batteri essiccati e sinistra per almeno 16 ore tra 30 ° C e 45 ° C. Ai fini della produzione sede frequente, l'avviatore fresca viene congelata in cubetti di ghiaccio, che possono essere utilizzati per la produzione di piccoli volumi fino a 2 litri di latte fermentato. Ai fini della produzione su piccola scala nei paesi poveri di risorse, la pastorizzazione fino a 100 L di I Lattes condotti in lattine di latte che vengono inseriti in una grande casseruola riempito con acqua e riscaldato su un fuoco a 85 ° C per 30 minuti, e successivamente raffreddata a 45 ° C. Successivamente, il 100 L batch viene inoculato con 1 L di avviamento appena preparata menzionato prima. Per assicurare una fermentazione efficace a una temperatura compresa tra 30 e 45 ° C, il latte può è coperto con una coperta per 12 ore. Per la produzione di alimenti fermentati non-caseari, l'avviatore fresco viene lasciato in un panno formaggio per 12 ore, e il siero drenato off può essere successivamente utilizzato per l'inoculazione di una vasta gamma di materie prime alimentari comprendente legumi e di cereali alimenti a base di.
Introduction
Questo articolo descrive un protocollo di produzione che consente la produzione di latte fermentato nutriente e probiotici e altri alimenti fermentati probiotici con l'aiuto di una cultura seme che ha dimostrato benefici per la salute. Il protocollo è robusto e facile da eseguire da parte di chiunque, in qualsiasi luogo, compresi i paesi poveri di risorse.
In Africa sub-sahariana, il 21% delle morti di bambini <5 anni è causata da diarrea 1, di cui il 29% è causato da eziologia rotavirali in particolare 2. E 'stato dimostrato che il consumo giornaliero di alimenti fermentati contenente una dose raccomandata di 1 x 10 10 CFU di L. rhamnosus GG stimola la salute intestinale e riduce l'incidenza e la gravità di rotavirus diarrea associata 3-7.
Batteri benefici sono presenti in una vasta gamma di cibi tradizionali fermentati in tutta l'Africa subsahariana 8-10. Tuttavia, questi alimenti sono quasi esclusivamente in casa produced, hanno un parente breve durata e sono aumentati rischi per la sicurezza a causa della natura non controllata della fermentazione 11. Inoltre, il consumo di questi alimenti tradizionali diminuisce a causa di urbanizzazione e di una occidentalizzazione generale di diete in Africa 10,12.
Il batterio probiotico generica L. rhamnosus yoba 2012 13, che è identico a L. rhamnosus GG, è stato introdotto dopo il brevetto originale per L. rhamnosus GG era scaduto 14. La cultura seme essiccato ha un A w di circa 0,1, che mantiene l'elevata redditività dopo uno stoccaggio di almeno un anno a temperatura ambiente (dati non mostrati).
La cultura seme viene confezionato in porzioni di 1 g e può essere utilizzato per la produzione di un massimo di 100 L di latte fermentato. Quando la produzione di uno o due lotti al giorno, le colture starter possono aiutare a raggiungere una capacità produttiva fino a 1.000 L a settimana da Evary-giorno latte fresco.
L'uso di L. rhamnosus Yoba 2012 con S. thermophilus C106 come una cultura adiuvante che permette Lactobacillus probiotico per propagare 15 è un consorzio di batteri unico che non è stato riportato da altri autori. Il protocollo produzione comporta risospensione da una pacchetto di contenuto (1 g) di liofilizzato coltura starter (coltura seme) in 1 L di latte, risultante in un cosiddetto avviamento fresco dopo incubazione per un periodo di 16 ore. L'avviatore fresco è successivamente usato per inoculare un massimo di 100 L di latte. Questo metodo di pre-incubazione riduce la quantità di batteri liofilizzati utilizzati, riducendo così i costi di produzione rispetto a incubazione diretta come ad esempio descritto da Goff 16. La formulazione utilizzata per il protocollo descritto in questo documento mantiene i vantaggi di una coltura liofilizzata, come la stabilità shelf life e facile stoccaggio e manipolazione, con conseguente altamente rfermentazioni eproducible.
Inoltre, il disciplinare di produzione, come descritto in questo articolo non richiede attrezzature ad alta tecnologia in contrasto con i metodi di produzione standard utilizzati nel mondo sviluppato 17.
Infine l'avviatore fresca può essere utilizzato per l'inoculo di altri (non-casearia) materie prime per la produzione di una vasta gamma di alimenti fermentati come è mostrato con successo per Obushera, KWETE, Uji e Zomkom, tutti gli alimenti tradizionalmente fermentati a base di cereali dall'Uganda (i primi due), Kenya e Burkina Faso, rispettivamente, 15. Questo è solo una frazione minore della grande quantità di alimenti fermentati sviluppati in Africa 18.
La fermentazione è la ripartizione delle macromolecole, come amido, zuccheri e proteine in prodotti che hanno una digeribilità aumentate, attraverso le attività di enzimi e / o microrganismi. La fermentazione è una tecnica ampiamente usata in Africa sub-sahariana. togetere con l'essiccazione e la salatura permette la conservazione degli alimenti, in assenza di strutture o tecniche industriali come conserve 9,19 raffreddamento. Fermentazione tradizionale utilizza spesso back-slopping, in cui si aggiunge una piccola porzione da un lotto precedente in un batch per facilitare la fermentazione e per ridurre la probabilità di fallimento di fermentazione 11. Harrison e Tomkins 20 descrivono una vasta gamma di alimenti tradizionali africane fermentati a base di mais, sorgo o il miglio, e il ruolo benefico questi alimenti possono portare i bambini per lo svezzamento, per esempio riducendo la diarrea infantile e la mortalità associate. Nout e Sarkar 19 descrivono la produzione tradizionale di un piatto di manioca fermentata che è ampiamente consumato in Africa occidentale. Franz et al. 9 fornisce una descrizione dettagliata di alimenti fermentati africani classificati in cereali e verdura alimenti, cibi colture radice amidacei e alimenti ricchi di proteine animali. In aggiunta a ciò, Narvhus e Gadaga <sup> 21 specificamente descrivere la tradizionale produzione di latte fermentato in Africa.
Per la produzione di latte fermentato probiotici (o altri alimenti fermentati), soprattutto nel caso di produzione di casa, la disponibilità di un congelatore è vantaggioso per memorizzare l'avviatore fresco in porzioni congelati. In paesi poveri di risorse, la produzione di latte fermentato può essere eseguita anche da parte delle comunità produttrici di latte. L'esperienza attuale con le comunità locali in Uganda indica che le cooperative lattiero-caseari sono entità adatte per avviare la produzione di yogurt dalle proprie forniture di latte. La disponibilità di una lattina latte è vantaggioso, anche se è possibile, anche se meno preferibile, per preparare grandi lotti di latte fermentato in una padella grande. Inoltre, la disponibilità di energia elettrica e la essa relativo presenza di raffreddamento impianti in negozi locali e chioschi nei paesi poveri di risorse è un vantaggio per l'espansione del business e la riduzione operdite f dovute a deterioramento. Tuttavia, come sarà discusso nel protocollo, attraverso l'aggiunta di sorbato di potassio è possibile conservare lo yogurt per diversi giorni a temperatura ambiente e ridurre spoilages in caso di fluttuazioni di potenza.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il semplice protocollo di produzione utilizzando attrezzature di base e un nuovo fermentato cultura alimentare di avviamento descritto in questo articolo facilita la produzione di alta qualità del latte fermentato probiotici a livello domestico e in ambienti rurali nei paesi poveri di risorse. E 'fondamentale per pastorizzare il latte per un minimo di 30 minuti al fine di ottenere la riduzione o l'eliminazione di organismi alteranti e potenziali microrganismi patogeni sufficiente. Inoltre, il riscaldamento adeguato provoca denaturazione delle proteine del siero di latte 17 che saranno successivamente associarsi con micelle di caseina 25 causando la formazione di legami incrociati nel latte fermentato 26. Di conseguenza, la viscosità del prodotto finale è maggiore rispetto al latte riscaldato meno estesamente 27. E 'anche importante evitare inoculo del latte superiore a 45 ° C, perché a temperature più elevate i batteri vengono inattivati.
Allo stesso modo, se disponibili e costiEfficace, l'uso di latte UHT è preferito, soprattutto per la produzione di starter fresco. In primo luogo, il latte UHT è praticamente privo di microrganismi indesiderati. In secondo luogo, in UHT proteine di siero di latte sono stati ampiamente denaturato, che li rende più accessibile per le proteasi batteriche, promuovendo la loro degradazione e successiva crescita dei batteri yogurt. Durante il processo di raffreddamento, le proteine parzialmente ripiegare al loro stato nativo, quindi ri-riscaldamento prima dell'inoculo è vantaggioso per la produzione di yogurt. risultati fermentazione prolungata in un latte fermentato con un pH <4,4, che è spesso indesiderabile. La fermentazione può essere fermato in modo tempestivo ponendo il latte fermentato in frigo.
Produzione locale yogurt in Africa hanno dimostrato di contenere livelli significativi di lattococchi 28 come L. lactis, che può causare la produzione di peptidi che hanno un sapore amaro 29-32, che è generalmente undesirabLe 31. Pertanto, è fondamentale che la fermentazione avviene ad una temperatura tra 45 e 35 ° C 15,28. Poiché la temperatura diminuirà lentamente durante la fermentazione in un ambiente semi-controllato, inoculazione avviene a 45 ° C, la temperatura massima ammissibile. isolamento sufficiente durante la fermentazione è essenziale per evitare diminuzione della temperatura inferiore a 35 ° C.
la produzione manuale di yogurt in ambiente rurale ha un rischio relativamente elevato di contaminazione microbica da parte di organismi di deterioramento. In particolare, i lieviti sono in grado di propagare nelle condizioni acide in yogurt. Contaminazione lievito può causare eccessiva produzione di gas, sia nella fase di incubazione o il magazzinaggio, rovinando così il yogurt immediatamente o significativamente accorciando la conservabilità 33,34. livelli di lievito possono essere minimizzati sterilizzazione a calore e / o pulizia con ipoclorito di sodio di tutti gli utensili e le attrezzature prima di ogni spirito di contatto h il latte o yogurt. Soprattutto dopo il lievito deterioramento si è verificato, la sterilizzazione e la pulizia grave ed estesa è necessario per eliminare la contaminazione.
I rischi sopra descritti mostrano chiaramente che il successo dell'applicazione di questo protocollo produzione nei paesi poveri di risorse è limitata dalla sua natura manuale e ad esso associato aumentato tasso deterioramento. Il tasso di deterioramento diventa ancora più elevato nelle comunità che la mancanza impianti di raffreddamento o che hanno disponibilità molto fluttuante di energia elettrica. Anche la mancanza di accesso a materiale di imballaggio di alta qualità a prezzi accessibili può limitare l'assorbimento del protocollo descritto. L'attrezzatura necessaria è essenziale e universale, ma un laboratorio o cucina termometro è essenziale. Infine, attualmente solo un numero limitato di paesi hanno le strutture per produrre il liofilizzati coltura starter. La maggior parte dei paesi poveri di risorse non dispongono di tali strutture, e quindi dipendono da importazioni per ottenere questo prodotto.
_content "> Tra i prodotti alimentari, latte fermentato compreso yogurt è il veicolo più comune per i batteri probiotici. La produzione di latte fermentato non richiede attrezzature speciali a parte un termometro. Così la combinazione di quanto sopra descritto per primo nucleo fermenti probiotici 13 con un semplice disciplinare di produzione consente la produzione riproducibili, controllata e sicura di latte fermentato probiotici da quasi chiunque, in qualsiasi luogo, compresa la produzione a livello di settore per la casa e la casa di campagna nelle zone rurali dei paesi poveri di risorse. in tradizionalmente praticata fermentazioni naturali, pari livelli di probiotici i batteri non possono essere garantite 9. la cultura d'avviamento di auto-stabile in 1 g bustine consenta ai produttori su piccola scala in modo redditizio produrre alimenti fermentati, senza la necessità di acquistare grandi quantità di colture starter che di solito perdono vitalità dopo l'apertura della confezione, soprattutto quando conservato a temperatura ambiente e ad una elevata umidità relativa, che èa nostra conoscenza il caso per tutte le altre culture yogurt di avviamento disponibili. Inoltre, la quantità di batteri secchi che viene importato rimane molto basso, inferiore allo 0,1% della concentrazione cultura probiotici nel prodotto finale, perché quasi tutta la coltura starter prodotto localmente a causa del metodo di pre-incubazione descritto in questo protocollo .La produzione di latte fermentato è descritto in dettaglio in questo articolo e può essere un primo passo per padroneggiare l'arte di produrre alimenti fermentati probiotici, che successivamente possono essere applicati a fermentare molti tipi di altri alimenti (di cui in questo articolo). Per aggiornare latte fermentato base, un possibile passo successivo è la produzione di reale frutta latte fermentato. Questo richiede la preparazione di un frutto sterile conserva di (una miscela di frutta, zucchero ed eventualmente alcuni additivi) o l'acquisto di un frutto ready-made preservare da miscelare con il latte fermentato dopo la fermentazione 35,36.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori riconoscono il progetto East Development Dairy africana (EADD) per il loro sostegno concreto sul terreno in formazione cooperative lattiero-casearie in Uganda rurale nella produzione di latte fermentato. CSK cibo arricchimento è riconosciuto per la produzione, il controllo della qualità e la valutazione della capacità fermentativa della coltura starter. Lactosan GmbH & Co, in Austria, è riconosciuto per assistenza alla produzione. Gli autori ringraziano Karin Overkamp (TNO Microbiologia e biologia dei sistemi, Zeist, Paesi Bassi) per l'analisi HPLC, e Derrick Assimwe (UIRI) per la registrazione di dichiarazioni autore in Uganda. Queste registrazioni hanno avuto luogo nel corso della riunione inizio IDRC-supportata del cibo fermentato per il progetto di vita (CIFSRF Fase 2) a Entebbe, in Uganda, maggio 2016. La VU University Amsterdam e il museo Micropia sono riconosciuti per i contributi finanziari e fornitura di strutture di laboratorio per la produzione del video descritto in questo articolo. Gli autori ringraziano Wim van Egmondper microscopia dei batteri yogurt.
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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