A production protocol is described for the small-scale production of probiotic fermented dairy drink with the aid of a novel bacterial starter culture.
En roman tørket bakteriell konsortium av Lactobacillus rhamnosus Yoba 2012 og Streptococcus thermophilus C106 er dyrket i en liter melk. Denne friske starter kan brukes til produksjon av gjæret melk og andre fermentert mat enten hjemme eller på liten skala i landlige innstillinger. For den friske starteren, blir en liter melk pasteurisert i en panne som passer inn i et større panne inneholdende vann, plassert på en varmekilde. I denne vannbad, er melken oppvarmes og inkubert ved 85 ° C i 30 min. Deretter blir melken avkjølt til 45 ° C, overført til en termosflaske, inokulert med de tørkede bakterier og venstre i minst 16 timer mellom 30 ° C og 45 ° C. For det formål å hyppige hjem produksjon, blir den friske start fryses til isbiter, som kan brukes for fremstilling av små volumer av opp til 2 liter fermentert melk. For hensikten med småskala produksjon i ressursfattige land, pasteurisering på opptil 100 liter melk is utført i melk bokser som er plassert i en stor kjele fylt med vann og oppvarmet på en brann ved 85 ° C i 30 minutter, og deretter avkjølt til 45 ° C. Deretter blir 100 L sats inokulert med en L tilberedes starter nevnt før. For å sikre en effektiv fermentering ved en temperatur mellom 30 og 45 ° C, kan melken er dekket med et teppe i 12 timer. For fremstilling av ikke-melkebaserte fermenterte matvarer, blir den friske starter igjen i et osteklede i 12 timer, og den drenerte-off myse kan senere brukes til inokulering av et bredt spekter av nærings råstoffer, inkludert grønnsaker og cereal- baserte matvarer.
Denne artikkelen beskriver en produksjons protokoll som muliggjør produksjon av næringsrikt og probiotisk gjæret melk og andre matvarer probiotiske fermentert ved hjelp av en såkultur som har vist seg helsefordeler. Protokollen er robust og lett å gjennomføre av alle på ethvert sted, inkludert ressursfattige land.
I Afrika sør for Sahara, 21% av dødsfall av barn <5 år er forårsaket av diaré 1, hvorav 29% er forårsaket av rotaviral etiologi spesielt to. Det har vist seg at daglig inntak av mat meieriprodukter som inneholder en anbefalt dose på 1 x 10 10 CFU for L. rhamnosus GG stimulerer gut helse og reduserer forekomsten og alvorlighetsgraden av rotavirus-assosiert diaré 3-7.
Gunstige bakterier finnes i bredt utvalg av tradisjonelle fermentert mat over hele Afrika sør for Sahara 8-10. Men disse matvarene er nesten utelukkende hjemme-produced, har en relativ kort holdbarhet, og har økt sikkerhetsrisiko på grunn av ukontrollert natur gjæring 11. Videre forbruket av disse tradisjonelle matvarer avtar på grunn av urbanisering og en generell vestliggjøring av dietter i Afrika 10,12.
Den generiske probiotiske bakterien L. rhamnosus Yoba 2012 13, som er identisk med L. rhamnosus GG, ble innført etter at den opprinnelige patent for L. rhamnosus GG hadde utløpt 14. Det tørkede såkultur har en A w på omtrent 0,1, som holder høy levedyktighet etter en lagringsperiode på minst ett år ved romtemperatur (data ikke vist).
Podekulturen er pakket i porsjoner på 1 g og kan anvendes for fremstilling av et maksimum på 100 L fermentert melk. Når man skal produsere en eller to porsjoner om dagen, kan startkulturer bidra til å nå en produksjonskapasitet på opp til 1000 l pr uke fra every-dagen frisk melk.
Bruken av L. rhamnosus Yoba 2012 med S. thermophilus C106 som et hjelpestoff kultur som gjør det mulig for probiotisk Lactobacillus å forplante 15 er en unik bakteriell konsortium som ikke har blitt rapportert av andre forfattere. Produksjonen protokoll involverer resuspensjon av innholdet av en pakke (1 g) av frysetørket startkultur (seed kultur) i 1 liter melk, noe som resulterer i en såkalt frisk starter etter inkubasjon i en periode på 16 timer. Den friske starteren blir deretter anvendt for å inokulere et maksimum på 100 liter melk. Denne metoden for å pre-inkubering reduserer mengden av frysetørkede bakterier som benyttes, og dermed redusere produksjonskostnadene i forhold til direkte inkubering som for eksempel beskrevet av Goff 16. Formuleringen anvendt for protokoll beskrevet i denne artikkelen opprettholder fordelene med en frysetørket kultur, slik som holdbarhet stabilitet og enkel lagring og håndtering, noe som resulterer i høyt reproducible fermentations.
Videre produksjon protokoll som beskrevet i denne artikkelen ikke krever høyteknologisk utstyr i motsetning til de vanlige produksjonsmetoder som brukes i den utviklede verden 17.
Endelig frisk forrett kan brukes til vaksinasjon av andre (ikke-meieri) råstoff for produksjon av et bredt spekter av fermentert mat som er vellykket vist for Obushera, Kwete, Uji, og Zomkom, alle kornbaserte tradisjonelt fermentert mat fra Uganda (de to første), Kenya og Burkina Faso, henholdsvis 15. Dette er bare en liten brøkdel av den enorme mengden av fermentert mat utviklet i Afrika 18.
Fermentering er nedbryting av makromolekyler slik som stivelse, sukker og proteiner til produkter som har et økt fordøyelighet, gjennom virksomheten til enzymene og / eller mikroorganismer. Fermentering er en mye brukt teknikk i Afrika sør for Sahara. Togeter med tørking og salting det muliggjør konservering av mat i fravær av avkjølingsanlegg eller industrielle teknikker som for eksempel hermetikk 9,19. Tradisjonell gjæring anvender ofte tilbake-koking, hvor en liten del fra en tidligere sats tilsettes til en ny gruppe for å lette fermentering og for å redusere sjansen for gjæring svikt 11. Harrison og Tomkins 20 beskriver et bredt spekter av tradisjonelle afrikanske fermentert mat basert på mais, durra eller hirse, og den reelle rollen disse matvarene kan føre til avvenning barn, for eksempel ved å redusere barnediaré og tilhørende dødelighet. Nout og Sarkar 19 beskriver den tradisjonelle produksjonen av en gjæret kassava rett som er viden forbrukes i Vest-Afrika. Franz et al. 9 gir en omfattende beskrivelse av afrikanske fermentert mat kategorisert i korn og vegetabilske matvarer, stivelsesholdige rot avlinger matvarer og dyr proteinrik mat. I tillegg til at Narvhus og Gadaga <sopp> 21 spesifikt beskriver den tradisjonelle produksjonen av gjæret melk i Afrika.
For fremstilling av probiotiske fermentert melk (eller andre fermenterte næringsmidler) spesielt i tilfelle av hjemmeproduksjon, er tilgjengeligheten av en fryser fordelaktig å lagre det friske start i frosne porsjoner. At ressursfattige land, kan produksjonen av gjæret melk utføres godt av melkeproduserende miljøer. Nåværende erfaring med lokalsamfunn i Uganda viser at meierisamvirkets er egnede enheter for å ta opp yoghurt produksjon fra egne melke forsyninger. Tilgjengeligheten av en melkespannet er fordelaktig, selv om det er også mulig, men mindre å foretrekke, å fremstille store grupper av fermentert melk i et større panne. Videre er tilgjengeligheten av elektrisk kraft og dermed koblet nærvær av kjøling anlegg i lokale butikker og kiosker i ressursfattige land en fordel i utvidelsen av virksomheten og reduksjon otap på grunn av svinn f. Imidlertid, som det vil bli omtalt i protokollen, ved tilsetning av kaliumsorbat er det mulig å bevare den yoghurt i flere dager ved omgivelsestemperatur og redusere spoilages i tilfelle av strømsvingninger.
Den enkle produksjons protokollen ved hjelp av grunnleggende utstyr og en roman gjæret mat startkultur beskrevet i denne artikkelen forenkler produksjonen av høy kvalitet probiotiske gjæret melk på husholdningsnivå og i landlige omgivelser i ressursfattige land. Det er kritisk for å pasteurisere melken for et minimum på 30 minutter for å oppnå tilstrekkelig reduksjon eller eliminering av forråtnelsesorganismer og potensielle patogene mikroorganismer. I tillegg fører tilstrekkelig oppvarming denaturering av myseprotein 17 som senere vil assosiere med casein miceller 25 resulterer i dannelsen av tverrbindinger i gjæret melk 26. Følgelig er viskositeten av sluttproduktet økt sammenlignet med mindre utstrekning oppvarmet melk 27. Det er også viktig å unngå inokulering av melken over 45 ° C, fordi ved høyere temperaturer bakteriene vil være inaktive.
Tilsvarende, hvis det er tilgjengelig og kostnad-effektiv, er bruken av UHT melk foretrukket, spesielt for fremstilling av den friske starteren. For det første er UHT-melk praktisk talt fri for uønskede mikroorganismer. For det andre, i UHT-melk myseproteiner har blitt omfattende denaturert, noe som gjør dem mer tilgjengelige for bakterielle proteaser, fremme deres nedbrytning og påfølgende vekst av bakterier yoghurt. Under prosessen med å kjøle ned, proteiner delvis refolder til sin opprinnelige tilstand, derfor gjenoppvarming før inokulering er gunstig for yoghurt produksjon. Forlengede fermentering resulterer i en fermentert melk med en pH-verdi <4,4, noe som ofte er uønsket. Fermentering kan stoppes på en riktig måte ved å plassere gjæret melk i kjøleskapet.
Lokalt produsert yoghurt i Afrika har vist seg å inneholde betydelige nivåer av laktokokker 28 som L. lactis, noe som kan føre til produksjon av peptider som har en bitter smak 29-32, som er generelt undesirable 31. Derfor er det viktig at fermenteringen finner sted ved en temperatur mellom 45 og 35 ° C 15,28. Siden temperaturen vil langsomt avta under fermentering i en semi-kontrollert miljø, er tilsetningen utført ved 45 ° C, den høyeste temperaturen tillatt. Tilstrekkelig isolasjon under fermentering er vesentlig for å unngå reduksjon av temperaturen under 35 ° C.
Manuell produksjon av yoghurt i landlige omgivelser har en relativt høy risiko for mikrobiell forurensning av kvalitetsforringende organismer. Spesielt gjær er i stand til å forplante seg under de sure betingelser i yoghurt. Gjær forurensning kan føre til overdreven gassproduksjon, enten i inkubasjonen fase eller under lagring, og derved ødelegger yoghurt straks eller vesentlig forkorte lagringstiden 33,34. Gjær nivåer kan reduseres ved varmesterilisering og / eller rengjøring med natriumhypokloritt av alle redskaper og utstyr før hver kontakt vidd h melk eller yoghurt. Spesielt etter gjær forringende har funnet sted, er alvorlige og omfattende sterilisering og rengjøring kreves for å eliminere forurensningen.
De ovenfor skissert risiko viser tydelig at suksessen til anvendelsen av denne produksjonen protokollen i ressurs fattige land er begrenset av sin manuelle natur og dermed tilhørende økt svinn rate. Den forringende hastighet blir enda høyere i samfunn som mangler kjøling anlegg eller har svært varierende tilgjengelighet av elektrisitet. Også mangel på tilgang til rimelig høy kvalitet emballasjen kan begrense opptaket av den beskrevne protokollen. Den nødvendige utstyret er grunnleggende og universelle, men et laboratorium eller kjøkken termometer er viktig. Til slutt, foreløpig bare et begrenset antall land har fasiliteter for å produsere frysetørket startkultur. Mest ressursfattige land mangler disse fasilitetene, og er derfor avhengig av import for å få dette produktet.
_content "> Blant næringsmidler, fermentert melk herunder yoghurt er den vanligste redskap for probiotiske bakterier. Fremstilling av fermentert melk krever ikke spesialutstyr bortsett fra et termometer. Således er kombinasjonen av det ovenfor beskrevne første generiske probiotisk startkulturen 13 med en enkel produksjon protokollen åpner for reproduserbar, kontrollert og sikker produksjon av probiotiske gjæret melk med nesten hvem som helst hvor som helst, inkludert produksjon på husholdningenes og hytte industrinivå i distriktene i ressursfattige land. i tradisjonelt praktiseres naturlige fermentations, like nivåer av probiotiske bakterier kan ikke garanteres 9. den selv stabil startkultur i 1 grams poser aktivere småskalaprodusenter å kostnadseffektivt produsere fermentert mat, uten behov for å kjøpe store mengder av startkulturer som vanligvis mister levedyktighet etter å ha åpnet pakken, spesielt når holdt ved romtemperatur og ved en høy relativ fuktighet, noe som gjørtil vår kunnskap tilfelle for alle andre tilgjengelige yoghurt startkulturer. Videre er mengden av tørkede bakterier som innføres forblir meget lav, under 0,1% av den probiotiske kulturkonsentrasjon i det ferdige produkt, fordi nesten alle av startkulturen produseres lokalt på grunn av den pre-inkubering metode som er beskrevet i denne protokollen .Produksjonen av gjæret melk er beskrevet i detalj i denne artikkelen, og kan være et første skritt for å mestre kunsten å produsere probiotiske fermentert mat, som senere kan brukes til å gjære mange typer andre matvarer (som nevnt i denne artikkelen). For å oppgradere grunnleggende gjæret melk, er et mulig neste steg produksjonen av sann frukt gjæret melk. Dette krever fremstilling av en steril frukt bevare (en blanding av frukt, sukker og eventuelt noen tilsetninger) eller kjøp av en ferdiglaget frukt bevare som skal blandes med den fermenterte melk etter gjæring 35,36.
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne erkjenner East African Dairy Development (EADD) prosjekt for sin praktisk støtte på bakken i opplæringsmeierisamvirkets i landlige Uganda i gjæret melkeproduksjon. CSK Mat berikelse er kjent for produksjon, kvalitetskontroll og evaluering av fermentering kapasitet på startkultur. Lactosan GmbH & Co, Østerrike, er kjent for produksjon hjelp. Forfatterne takker Karin Kamp (TNO Mikrobiologi og Systems Biology, Zeist, Nederland) for HPLC-analyse, og Derrick Assimwe (UIRI) for opptak forfatter uttalelser i Uganda. Disse opptakene fant sted under IDRC-støttet oppstarten møte i Fermentert mat for livet-prosjektet (CIFSRF fase 2) i Entebbe, Uganda, mai 2016. VU University Amsterdam og Micropia museum er anerkjent for finansielle bidrag og levering av laboratoriefasiliteter for produksjonen av video som er beskrevet i denne artikkelen. Forfatterne takker Wim van Egmondfor mikroskopi av yoghurt bakterier.
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 |