2016年9月10日
本文描述了一种利用新型细菌发酵剂进行小规模生产益生菌发酵乳饮料的制备方案。
本方案的总体目标是利用非常基础的设备和技术,通过使用发酵剂培养物来生产营养丰富且含有益生菌的发酵乳及其他益生菌发酵食品。在东非地区,一克干燥的细菌发酵剂培养物可用于将一升已冷却至45摄氏度并转移至保温瓶中的巴氏杀菌乳,转化为一升益生菌饮用型酸奶。随后,该酸奶可作为发酵剂用于在牛奶罐中生产100升益生菌酸奶,相当于400杯每杯250毫升的塑料杯装饮用酸奶。
该方法是一种极具突破性的创新,可为资源匮乏国家营养不良人群的营养与健康状况带来可持续改善。这些人群可能暴露于多种环境风险因素之下,易患具有严重后果的传染性疾病。该技术的主要优势在于操作简便,普适性强,便于所有人应用,尤其有利于资源匮乏国家的人群,他们将是该技术的最大受益者。
此外,与牛奶相比,发酵过程使酸奶具有更高的附加值。该技术的应用之一在于对腹泻的预防、缓解和治疗,而腹泻仍是五岁以下儿童死亡的主要原因之一。
事实上,这种发酵剂中存在的益生菌鼠李糖乳杆菌菌株已在多项独立的临床试验中显示出对腹泻具有防治效果。该方法可用于生产益生菌饮品酸奶,也可用于生产其他类型的发酵食品,例如谷物、蔬菜和水果类制品,如我们传统的奥布舍拉(obushera)、乌吉(uji)、克韦特(kwete)和穆坦达博塔(mutandabota)。对该方法进行可视化演示具有巨大优势,因为它使我们能够高效地向目标群体——主要是资源匮乏国家偏远地区的人群——教授并展示如何应用该技术。
由Micropia实验室的技术员Justyne Laba演示牛奶的质量检测以及yoba酸奶的显微镜检查。通过感官检测判断牛奶是否存在异常或变质,需检查牛奶样品的外观和气味。进行煮沸凝固试验时,取一汤匙牛奶置于热源上加热,直至牛奶开始沸腾。
然后将勺子从热源移开,观察样品是否凝固。对于乳稠度测试,将容器中装入至少15厘米高的30摄氏度牛奶,再将乳稠计放入牛奶中。若读数为28或更高,则表明牛奶密度足够,未掺水。
进行乙醇试验时,将等体积的牛奶与80%乙醇的蒸馏水溶液混合。若牛奶出现凝块,则表明其质量不佳,不应使用。对新鲜牛奶进行巴氏消毒时,首先将牛奶通过已用沸水灭菌的孔径为0.1至0.5毫米的仪器过滤至小锅中。
盖上锅盖,将锅放入一个稍大的锅中。向较大的锅中加水,水位至较小锅边缘下方约两厘米处,加热牛奶直至其温度达到85摄氏度(使用实验室温度计测量)。随后,将热源调至低温,保持85摄氏度恒温持续30分钟。
巴氏消毒结束后,将盛有牛奶的容器从水中取出,但不要打开盖子。当牛奶冷却至45摄氏度时,将样品转移至真空瓶中,并加入一克相应的发酵剂进行接种。在真空瓶中发酵16小时后,确认发酵乳的pH值为4.4或更低。
作为对照,首先检测牛奶的 pH 值,其值显示为 5.8 或更高。接着检测酸奶的 pH 值,显示为 4.3。将牛奶搅拌 5 至 10 分钟,以获得均匀的质地。
然后,将10毫升新鲜的发酵剂转移至冰格盘的每个孔中,并将发酵剂在零下18摄氏度下保存长达三个月。冷冻的发酵剂现在可用于生产新鲜的益生菌酸奶。按照演示的方法,使用双层锅对牛奶进行巴氏灭菌。
当牛奶温度达到60摄氏度时,按建议浓度5%(重量/体积)加入糖。使用经沸水灭菌的搅拌勺充分搅拌。随后继续加热牛奶,直至温度达到85摄氏度,温度测定可使用实验室或厨房温度计。
当牛奶冷却至45摄氏度时,每升加入一粒冷冻的发酵剂进行接种,并将牛奶转移至相应数量的真空瓶中。让牛奶发酵至pH达到4.3或更低。然后搅动发酵后的牛奶以获得均匀细腻的质地,并在7摄氏度下冷藏至少3小时后再食用,或可冷藏保存长达一个月。
在37摄氏度条件下进行发酵时,新鲜发酵剂与发酵后样品的酸化曲线在约30分钟时进入指数酸化阶段,其起始时间存在轻微差异。尽管如此,经过16小时后,两种培养物的最终pH值非常接近。此处展示了不同发酵食品中传代培养的L.Rhamnosus和S.thermophilus菌株的典型pH值和滴定度。
高效液相色谱结合折光指数检测器对发酵和未发酵牛奶的分析表明,由于发酵剂菌种的代谢活性,牛奶中的乳糖含量降低,而乳酸和半乳糖含量增加。在本视频中,可以观察到发酵乳中存在乳杆菌和链球菌。一旦掌握了该过程,人们只需使用基本材料(如发酵剂、牛奶、锅和热源)即可轻松在一夜之间制作酸奶。
完成该操作步骤后,重要的是要记得在第二天享用所制备的产物。通过本方案,您可以制备益生菌发酵食品,例如以谷物为基础的kwete。当然,具体实施取决于当地食材的可获得性、饮食习惯以及您的个人偏好。
该技术使资源匮乏国家的民众能够通过本地生产与销售益生菌酸奶饮品来改善健康状况并增加收入。观看本视频后,您应充分了解如何利用发酵剂及极为基础的设备来生产营养丰富且富含益生菌的发酵乳制品。请注意,由于涉及巴氏杀菌步骤,实验过程中需使用明火并接触高温牛奶。
因此,注意不要烫伤自己。
本文介绍了一种利用新型细菌发酵剂进行小规模生产益生菌发酵乳饮料的实验方案。该方法旨在为资源匮乏的社区提供可及且有益的技术支持。
本方案通过最少的设备实现益生菌发酵食品的可扩展、低成本生产,有助于在资源有限的环境中开展营养干预。该方法可重复地制备具有明确健康益处的功能性食品,尤其适用于腹泻性疾病的缓解。该策略符合全球卫生倡议对经济实惠、本地可持续的营养不良和传染病预防解决方案的需求。
该方法适用于早期功能性食品开发,可在临床前功效测试之前,支持益生菌菌株的先导筛选及配方筛选。