Αξιολόγηση οξυγαλακτικών καλλιεργειών με ή χωρίς εγκλεισμό για την παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων

Abstract

Στη παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκαν τα οξυγαλακτικά βακτήρια, οι εφαρμογές τους στην βιομηχανία τροφίμων και οι προβιοτικές τους ιδιότητες. Αξιολογήθηκαν εμπορικές καλλιέργειες, λυοφιλιωμένων και εγκλεισμένων στελέχων, για την βιωσιμότητα και την βιοδιαθεσιμότητα τους σε γαλακτοκομικά προϊόντα κυρίως σε γιαούρτια. Τα οξυγαλακτικά βακτήρια τα οποία αναγνωρίζονται ως ‘GRAS’, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καλλιέργειες εκκίνησης σε ζυμώμενα γαλακτοκομικά προϊόντα, ως πρόσθετα για την παραγωγή τυρίων, ενώ παράλληλα, είναι ευρέως διαδεδομένα για την ευεργετική τους δράση στον ανθρώπινο οργανισμό ως προβιοτικά. Στη σημερινή εποχή οι καταναλωτές είναι περισσότερο ενημερωμένοι και ευαισθητοποιημένοι σε θέματα υγεινής και ωφέλιμης διατροφής, επομένως, αναζητούν προϊόντα που εκτός από θρεπτικά συστατικά θα παρέχουν οφέλη στην υγεία του ανθρώπου. Πραγματοποιήθηκε εγκλεισμός στις προβιοτικές καλλιέργειες σε πρεβιοτικές μήτρες, λόγω του ότι αρκετά στελέχη προβιοτικών αδυνατούν να επιβιώσουν στις όξινες συνθήκες που επικρατούν στο πεπτικό σύστημα. Από τα ζυμώμενα γαλακτοκομικά προϊόντα καταναλώνεται ευρέως η γιαούρτη, η οποία παρασκευάζεται με τον εμβολιασμό και την συμβιωτική δράση των Streptococcus thermophilus και Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Σύμφωνα με το πρότυπο CXS243-2003 του Codex Alimentarius για τα ζυμώμενα γαλακτοκομικά προϊόντα, η γιαούρτη απαιτεί συνολικό πληθυσμό καλλιεργειών εκκίνησης, κατά την ημερομηνία της ελάχιστης διατηρησιμότητας, τουλάχιστον 107 cfu/g. Εκτός απο τις παραδοσιακές καλλιέργειες εκκίνησης, πλέον προστίθονται και προβιοτικά στελέχη για την ενίσχυση της λειτουργικότητας του τελικού προϊόντος. Σύγχρονες δημοσιεύσεις καταλήγουν στο συμπέρασμα πως είναι απαραίτητο ο συνολικός πληθυσμός των προβιοτικών μικροοργανισμών να είναι 106-107 cfu/g στο τέλος της διάρκειας ζωής των τελικών προϊόντων. Στη συγκεκριμένη εργασία, καταμετρήθηκαν αποικίες μικροοργανισμών σε λυοφιλιωμένη μορφή και σε εμπορικά γιαούρτια. Ειδικότερα, μελετήθηκαν εννέα διαφορετικά στελέχη οξυγαλακτικών βακτηρίων τα οποία είναι: Lacticaseibacillus casei LC89, Lactiplantibacillus plantarum Lp90, Lactobacillus acidophilus LA85, Lactobacillus bulgaricus LB42, Bifidobacterium lactis BLa80, Lacticaseibacillus rhamnosus LGG, Lactobacillus helveticus LH76, Lacticaseibacillus rhamnosus LRa05, Bifidobacterium longum BL21, Streptococcus thermophilus ST81. Επίσης, μελετήθηκαν έξι εγκλεισμένοι μικροοργανισμοί κυρίως του γένους Lacticaseibacillus rhamnosus LGG με διαφορετικές τεχνικές εγκλεισμού και τέσσερα εμπορικά γιαούρτια εκ των οποίων τα τρία εμπεριέχουν προβιοτικά βακτήρια. Η τεχνική που ακολουθήθηκε για την ανάπτυξη και συνεπώς για την καταμέτρηση των αποικιών είναι η ενσωμάτωση σε MRS και TOS-MUP θρεπτικά υποστρώματα ανάλογα με το είδος του μικροοργανισμού. Ειδικότερα, οι συνθήκες επώασης ήταν 37°C για 72 ώρες υπό αναερόβιες συνθήκες, οι οποίες ήταν κοινές για τους παραπάνω μικροοργανισμούς. Για ορισμένους μικροοργανισμούς χρησιμοποίηθηκαν εκλεκτικοί παράγοντες για την ανάπτυξη τους. Συγκεκριμένα, στα υποστρώματα MRS και TOS έγινε προσθήκη των αντιβιοτικών βανκομυκίνη (Van) και μουπιροκίνη (MUP), αντίστοιχα. Οι μικροοργανισμοί Lacticaseibacillus casei και Lacticaseibacillus rhamnosus εμβολιάστηκαν σε υπόστρωμα MRS-Van, ενώ Bifidobacterium longum και Bifidobacterium lactis σε υπόστρωμα TOS-MUP. Σύμφωνα με τα πειράματα και την επεξεργασία των αποτελεσμάτων προέκυψε ότι όλες οι εμπορικές λυοφιλιωμένες καλλιέργειες παρουσίασαν επαρκή ανάπτυξη περισσότερο από 108 cfu/g. Κατά τον εγκλεισμό του Lacticaseibacillus rhamnosus τέσσερα δείγματα εμφάνισαν ανάπτυξη πάνω απο 108 cfu/g, ενώ στα υπόλοιπα δύο δείγματα οι τεχνικές εγκλεισμού που εφαρμόστηκαν εμφάνισαν μη ικανοποιητική ανάπτυξη. Τέλος, στα εμπορικά γιαούρτια που αναλύθηκαν ο συνολικός πληθυσμός μικροοργανισμών που εμπεριείχαν, είναι σύμφωνος με το διεθνές πρότυπο του Codex Alimentarius.