Przeżywalność bakterii probiotycznych w innowacyjnym napoju na bazie octu owocowego i serwatki

• Autorzy: Nikola Śmigielska , Anna Szosland-Fałtyn , Beata Bartodziejska

Warianty tytułu

The Survivability of Probiotic Bacteria in an Innovative Beverage Based on Fruit Vinegar and Whey

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Wprowadzenie. Serwatka, stanowiąca odpad w zakładach mleczarskich, jest niedocenianym surowcem o dużych właściwościach odżywczych. Jednym ze sposobów jej wykorzystywania może być produkcja fermentowanych napojów. Celem badań było opracowanie innowacyjnego fermentowanego napoju na bazie serwatki i octu owocowego oraz określenie w nim przeżywalności dwóch probiotycznych szczepów bakterii kwasu mlekowego. Zakres pracy obejmował przygotowanie poszczególnych komponentów, dobranie właściwych ich proporcji oraz sprawdzenie wpływu warunków i czasu przechowywania na przeżywalność szczepów. Materiał biologiczny stanowiły szczepy drożdży winiarskich Saccharomyces cerevisiae, szczepy bakterii octowych Acetobacter pasterianus O4 i Acetobacter pasterianus MW3 oraz szczepy bakterii kwasu mlekowego: Lacticaseibacillus rhamnosus GG ATCC 53103 oraz Lactiplantibacillus plantarum LMG P-21021. Przeżywalność bakterii mlekowych zbadano w warunkach beztlenowych. Serwatkę zmieszano z octem jabłkowym w proporcjach 10 % i 50 % octu. Napój przetrzymywano w temperaturze 21 ± 2 °C i 3 ± 2 °C przez 21 dni.
Wyniki i wnioski. Napój analizowano raz w tygodniu, a liczba bakterii kwasu mlekowego po 21 dniach przechowywania kształtowała się na wysokim poziomie, przekraczając rekomendowaną przez WHO liczbę bakterii w napojach probiotycznych - 10⁶ ÷ 10⁷ jtk/cm³ . Napój na bazie serwatki i dodatku 10 % octu był dobrym medium, a liczba bakterii mlekowych w tym napoju w każdym jego wariancie wynosiła średnio 8,4 ± 0,29 log jtk/cm³. (abstrakt oryginalny)

EN

Background. Whey, a waste product from cheese production, is an underutilized raw material with high nutritional value. This waste product may be used in the production of fermented beverages. The aim of this study was to develop an innovative fermented beverage based on whey and fruit vinegar and to determine the survivability of two probiotic strains of lactic acid bacteria. The study included the preparation of individual components, the selection of their appropriate proportions and the verification of the influence of storage conditions and time on the survivability of the strains. The biological material consisted of Saccharomyces cerevisiae wine yeast strain, Acetobacter pasterianus O4 and Acetobacter pasterianus MW3 acetic bacteria strains and lactic acid bacteria strains: Lacticaseibacillus rhamnosus GG ATCC 53103 and Lactiplantibacillus plantarum LMG P-21021. The survivabilityl of lactic acid bacteria was tested under anaerobic conditions. The beverage was made of whey mixed with 10 % to 50 % apple cider vinegar. The above beverage was kept at a temperature of 21 ± 2 °C and 3 ± 2 °C for 21 days.
Results and conclusion. The beverage was analyzed once a week, and the number of lactic acid bacteria after 21 days of storage was at a high level, exceeding the WHO recommended number of bacteria in probiotic beverages - 10⁶ ÷ 10⁷ CFU/cm³. The beverage based on whey and the addition of 10 % vinegar was a good medium, and the number of lactic acid bacteria in each variant of the beverage was on average 8.4 ± 0.29 log CFU/cm³. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Biotechnologia; Przemysł spożywczy; Żywność funkcjonalna; Nowe produkty; Badania towaroznawcze; Mleczarstwo

EN

Biotechnology; Food industry; Functional food; New products; Commodity research; Dairy

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 29 (2022)
• Numer: nr 2 (131)
• Strony: 57-69

Twórcy

autor

Nikola Śmigielska

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego - Państwowy Instytut badawczy w Warszawie

autor

Anna Szosland-Fałtyn

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego - Państwowy Instytut badawczy w Warszawie

autor

Beata Bartodziejska

• Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego - Państwowy Instytut badawczy w Warszawie

Bibliografia

• [1] Budak N.H., Aykin E., Seydim A.C., Greene A.K., Guzel-Seydim Z.B.: Functional properties of vinegar. J. Food Sci., 2014, 79(5): 757-64.
• [2] Czuba J.: Octownictwo. Instytut Przemysłu Fermentacyjnego, Warszawa 1986, pp. 101-103.
• [3] FAO/WHO: Probiotics in food Health and nutritional properties and guidelines for evaluation. [online]. FAO/WHO. Rome 2006. Dostęp w Internecie [11.05.2022.]: https://www.fao.org/3/a0512e/a0512e.pdf
• [4] Gajewska M., Bartodziejska B., Szosland-Fałtyn A.: Wykorzystanie procesów fermentacyjnych do opracowania innowacyjnej metody otrzymywania octu jabłkowego o właściwościach prozdrowotnych. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2020, 27, 3 (124), 77-86.
• [5] Nieman D.C., Zwetsloot K.A., Simonson A.J., Hoyle A.T., Wang X., Nelson H.K,, Lefranc-Millot C., Guérin-Deremaux L.: Effects of Whey and Pea Protein Supplementation on Post-Eccentric Exercise Muscle Damage: A Randomized Trial. Nutrients, 2020, 12 (8), 2382.
• [6] Ousaaid D., Mechchate H., Laaroussi H., Hano C., Bakour M., El Ghouizi A., Conte R., Lyoussi B., El Arabi I.: Fruits Vinegar: Quality Characteristics, Phytochemistry, and Functionality. Molecules, 2021, 27(1), 222.
• [7] PN-A-79120-04:1990. Wina i miody pitne. Przygotowanie próbek i metody badań. Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego.
• [8] PN-EN ISO 11290-1:2017:07. Mikrobiologia łańcucha żywnościowego. Horyzontalna metoda wykrywania i oznaczania liczby Listeria monocytogenes i innych Listeria spp. Część 1: Metoda wykrywania.
• [9] PN-EN ISO 21528-2:2017-08. Mikrobiologia łańcucha żywnościowego. Horyzontalna metoda wykrywania i oznaczania liczby Enterobacteriaceae. Część 2: Metoda liczenia kolonii.
• [10] PN-EN ISO 4833-1:2013-12 + Ap1:2016-11. Mikrobiologia łańcucha żywnościowego. Horyzontalna metoda oznaczania liczby drobnoustrojów. Część 1: Oznaczanie liczby metodą posiewu wgłębnego w temperaturze 30 stopni C.
• [11] PN-EN ISO 6579-1:2017-04/A1:2020-09. Mikrobiologia łańcucha żywnościowego. Horyzontalna metoda wykrywania, oznaczania liczby i serotypowania Salmonella. Część 1: Wykrywanie Salmonella spp.
• [12] PN-EN ISO 6888-2:2022-03. Mikrobiologia łańcucha żywnościowego. Horyzontalna metoda oznaczania liczby gronkowców koagulazo-dodatnich (Staphylococcus aureus i innych gatunków). Część 2: Metoda z zastosowaniem pożywki agarowej z plazmą króliczą i fibrynogenem.
• [13] PN-ISO 15214:2002. Mikrobiologia żywności i pasz. Horyzontalna metoda oznaczania liczby mezofilnych bakterii fermentacji mlekowej. Metoda płytkowa w temperaturze 30 stopni C.
• [14] PN-ISO 16649-2:2004. Mikrobiologia żywności i pasz. Horyzontalna metoda oznaczania liczby beta-glukuronidazo-dodatnich Escherichia coli. Część 2: Metoda płytkowa w temperaturze 44 stopni C z zastosowaniem 5-bromo-4-chloro-3-indolilo beta-D-glukuronidu.
• [15] PN-ISO 7954:1999. Mikrobiologia. Ogólne zasady oznaczania drożdży i pleśni. Metoda płytkowa w 25 stopniach C.
• [16] Rocha-Mendoza D., Kosmerl E., Krentz A., Zhang L., Badiger S., Miyagasuku-Cruzado G., Mayta- Apaza A., Giusti M., Jimenez-Flores R., Garcia-Cano I.: Invited review: Acid whey trends and health benefits. J. Dairy Sci., 2020, 104(2), 1262-1275.
• [17] Rzepkowska A., Zielińska D., Ołdak A., Kołożyn-Krajewska D.: Organic whey as a source of Lactobacillus strains with selected technological and antimicrobial properties. Int. J. Food Sci. Technol., 2017, 52 (9), 1983-1994.
• [18] Sady M., Najgebauer-Lejko D., Domagała J.: The suitability of different probiotic strains for the production of fruit-whey beverages. Acta Sci. Pol. Technol. Aliment., 2017, 16(4), 421-429.
• [19] Skryploenek K., Jasińska M.: Jakość fermentowanych napojów probiotycznych otrzymanych z mrożonej serwatki kwasowej i mleka w czasie chłodniczego przechowywania. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2016, 1 (104), 32-44.
• [20] Skryplonek K., Dmytrów I., Mituniewicz-Małek A.: Probiotic fermented beverages based on acid whey. J. Dairy Sci., 2019, 102(9), 7773-7780.
• [21] Stobaugh H.C., Ryan K.N., Kennedy J.A., Grise J.B., Crocker A.H., Thakwalakwa C, Litkowski P.E., Maleta K.M., Manary M.J., Trehan I.: Including whey protein and whey permeate in ready-touse supplementary food improves recovery rates in children with moderate acute malnutrition: a randomized, double-blind clinical trial. Am. J. Clin. Nutr., 2016, 103 (3), 926-33.
• [22] Wesołowska-Trojanowska M., Targoński Z.: Wykorzystanie serwatki w procesach biotechnologicznych. Nauki Inżynierskie i Technologie, 2014, 1(12).
• [23] West D.W.D., Sawan S. A., Mazzulla M., Williamson E, Moore D.R.: Whey Protein Supplementation Enhances Whole Body Protein Metabolism and Performance Recovery after Resistance Exercise: A Double-Blind Crossover Study. Nutrients, 2017, 11, 9 (7), 735.
• [24] Wu J. J., Ma Y. K., Zhang F. F., Chen F. S. Biodiversity of yeasts, lactic acid bacteria and acetic acid bacteria in the fermentation of "Shanxi aged vinegar", a traditional Chinese vinegar. Food Microbiol., 2012, 30(1), 289-97.
• [25] Zheng Y., Mou J., Niu J., Yang S., Chen L., Xia M., Wang M. Succession sequence of lactic acid bacteria driven by environmental factors and substrates throughout the brewing process of Shanxi aged vinegar. Appl. Microbiol, Biotechnol., 2018, 102(6), 2645-2658.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2022/131/415