Die Autoren erkennen die East African Dairy Development (EADD) Projekt für ihre praktische Unterstützung auf dem Boden in der Ausbildung Molkereigenossenschaften im ländlichen Uganda in fermentierten Milchproduktion. CSK Food Enrichment ist für Produktion, Qualitätskontrolle und Bewertung der fermentativen Kapazität der Starterkultur anerkannt. Lactosan GmbH &amp; Co, Österreich, ist für die Produktion Unterstützung anerkannt. Die Autoren danken Karin Overkamp (TNO Mikrobiologie und Systembiologie, Zeist, Niederlande) für die HPLC-Analyse, und Derrick Assimwe (UIRI) zum Aufzeichnen von Autor Aussagen in Uganda. Diese Aufnahmen fand während der IDRC gestützten Auftaktsitzung des fermentierten Lebensmitteln für Lebensprojekt (CIFSRF Phase 2) in Entebbe, Uganda, Mai 2016. Die VU University Amsterdam und das Micropia Museum für finanzielle Beiträge und die Bereitstellung von Laboreinrichtungen anerkannt für die Produktion des Videos in diesem Artikel beschrieben. Die Autoren danken Wim van Egmondfür die Mikroskopie von Joghurtbakterien.

1. Herstellung von Frisch Starter Um die frischen Starter vorbereiten, nehmen Sie 1 l entweder Ultrahochtemperatur (UHT) verarbeitete Milch oder frische Kuhmilch. Wenn es UHT-Milch ist, gehen Sie zu Schritt 1.3 umgesetzt. Wenn es die frische Kuhmilch ist, fahren Sie mit Schritt 1.1. <ol><li> Milchtests für frische Kuhmilch <ol><li> Für die organoleptischen Test Anomalien oder Verderb der Milch zu ermitteln, überprüfen Sie das optische Erscheinungsbild der Milch und deren Geruch überprüfen. </li><li> Für das Tuch-on-Kochtest übertragen eine kleine Probe der Milch zu einem Esslöffel. Halten Sie den Löffel über einer Wärmequelle, bis die Milch zu kochen beginnt. Entfernen Sie den Löffel aus der Quelle von Wärme und Blick auf die Milch Anzeichen von Gerinnungs zu erkennen, die schlechte Qualität Milch an. </li><li> Für den lactometer Test, einen Zylinder, Becherglas oder einen anderen Hohlkörper mindestens 15 cm hoch mit Milch zu füllen. Legen Sie die lactometer in der Milch. Lactometer Lesungen von 28 oder mehr für Milch bei 30 ° C indicaß Milch von ausreichender Dichte ohne Zusatz von Wasser. </li><li> Für die Ethanol-Test eine 80% ige Ethanollösung in destilliertem Wasser. Mischen eine gleiche Milchmenge mit einer gleichen Menge von 80% Ethanol, beispielsweise durch einen Teelöffel Milch mit einem Teelöffel 80% Ethanol in einer Schale gemischt wird. Schauen Sie sich die Mischung Zeichen der Blutgerinnung zu erkennen, die schlechte Qualität Milch an. </li></ol></li><li> Wenn frische Milch verwendet wird, filtern Sie die Milch mit einem Sieb oder Filtertuch (Porengröße von 0,1 bis 0,5 mm), pasteurisiert vorher Wasser für 15 Minuten in kochendem. </li><li> Pasteurisierung <ol><li> Bringen Sie die Milch in einem kleinen Topf und schließen Sie die Pfanne mit einem Deckel. Legen Sie die Pfanne in einem etwas größeren Topf. Füllen Sie den größeren Topf mit Wasser, bis zu 2 cm unter dem Rand der kleineren Pfanne. </li><li> Erhitzen dieser Einrichtung eine entsprechende Wärmequelle verwendet (zB elektrische Heizung, Gasbrenner, Kohle - Herd, Holzfeuer) , bis die Milch erreicht 85 ° C, wie mit einem Laborthermometer gemessen. </li><li> Drehen Sie den source von Wärme zu niedrig, und die Temperatur von 85 ° C für 30 min aufrechterhalten. </li></ol></li><li> Nehmen Sie den Topf mit der Milch aus der Pfanne mit dem Wasser und lassen Sie ihn abkühlen. übertragen Optional die Pfanne mit kaltem Wasser zu einer Pfanne den Kühlprozess zu beschleunigen. Sie nicht den Deckel von der Pfanne nehmen, mit Ausnahme von Temperaturmessungen nehmen. </li><li> Lassen Sie die Milch auf 45 ° C abkühlen, wie mit einem Labor oder in der Küche Thermometer gemessen. Zu diesem Zeitpunkt übertragen die Milch auf einen Vakuumkolben und Beimpfen der Milch durch Zugabe der Inhalt eines Pakets der Impfkultur (1 g). </li><li> Lassen Sie die beimpfte Milch für 16 Stunden in der Vakuumflasche Gärung stattfinden kann. Überprüfen Sie den endgültigen pH-Wert des fermentierten Milch, die 4,4 oder weniger sein sollte, wie bei einem pH-Meter oder pH-Papier gemessen. </li><li> Nach der Gärung rühren oder das Produkt für etwa 5 schütteln - 10 min eine glatte Textur zu erhalten. </li><li> Speichern Sie bis zu den nächsten Schritten. <ol><li> Für Haus Produktion, gießen Sie den frischen Starter ineine Eiswürfelschale zu Eiswürfel von 10 ml zu machen. Legen Sie die Eiswürfel in der Tiefkühltruhe (-18 ° C) und fahren Sie mit Abschnitt 2 innerhalb von 3 Monaten. </li><li> Für die Produktion von bis zu 100 l Maßstab in Ressource schlechte Einstellungen, gehen Sie mit Abschnitt 3, wodurch sichergestellt wird, dass Schritt 3.5 gestartet wird 16 Stunden nach Beendigung der Stufe 1.5. Alternativ setzen Sie den frischen Starter in den Kühlschrank (7 ° C) nach dem Schritt 1.6 und Abschnitt 3 ist innerhalb von 5 Tagen erfolgen. </li><li> Für die Herstellung einer breiten Palette von Nicht-Milchtyp von fermentierten Lebensmitteln, fahren Sie mit Abschnitt 4. </li></ol></li></ol> 2. Herstellung von Kleinserien auf Haushaltsebene <ol><li> Verwenden Sie jede geeignete Menge an Milch (empfohlen 1 - 10 L). </li><li> Führen Sie den Schritt 1.1. </li><li> Führen Sie den Schritt 1.2. </li><li> Pasteurisierung <ol><li> Bringen Sie die Milch in einem kleinen Topf und schließen Sie die Pfanne mit einem Deckel. Legen Sie die Pfanne in einem etwas größeren Topf. Füllen Sie den größeren Topf mit Wasser, bis zu 2 cm unter dem Rand der kleineren Pfanne. </li><li>Erhitzen dieser Einrichtung eine entsprechende Wärmequelle verwendet (zB elektrische Heizung, Gasbrenner, Kohle - Herd, Holzfeuer) , bis die Milch 60 ° C erreicht, als mit einem Labor oder in der Küche Thermometer gemessen. </li><li> Optional: An dieser Stelle hinzufügen, Zucker zu einem empfohlenen Konzentration von 5% (w / v), wie bei einer Waage gemessen. Gut umrühren mit einem Rührlöffel pasteurisiert zuvor durch Eintauchen Wasser für 15 Minuten in kochendem. Weiterhin Erhitzen, bis die Milch 85 ° C erreicht hat, wie mit einem Labor oder Küchenthermometers gemessen. </li><li> Schalten Sie die Wärmequelle zu niedrig und halten die Temperatur von 85 ° C für 30 min. </li></ol></li><li> Führen Sie den Schritt 1.4. </li><li> Lassen Sie die Milch auf 45 ° C abkühlen, wie mit einem Labor oder in der Küche Thermometer gemessen. An dieser Stelle impfen die Milch durch einen Eiswürfel Zugabe für jeden Liter Milch (wie unter Abschnitt 1 hergestellt) und übertragen Sie die Milch auf (a) Vakuumflasche (n). </li><li> Lassen Sie die beimpfte Milch in der Vakuumflasche zu ermöglichenGärung stattfinden, bis ein pH-Wert von 4,4 erreicht wird als mit einem pH-Meter oder pH-Papier gemessen. Dies wird geschätzt, 12 Stunden zu nehmen. </li><li> Führen Sie den Schritt 1.7. </li><li> Übertragen Sie die fermentierte Milch mit einem Kühlschrank (7 ° C) und lassen Sie es für mindestens 3 Stunden vor dem Verzehr kühlen. Wenn unter der richtigen Kühlung gelagert wird das Produkt am besten innerhalb eines Monats verbraucht. </li></ol> 3. Produktion in ländlichen Umgebung in ressourcenarmen Ländern Hinweis: maximal 100 l Milch pro 1 l Frisch Starter verwenden. <ol><li> Führen Sie den Schritt 1.1. </li><li> Führen Sie den Schritt 1.2. </li><li> Pasteurisierung: <ol><li> Übertragen Sie die Milch in eine Milchkanne geeigneter Größe und schließen Sie die Dose mit einem Deckel. Legen Sie die Dose in einer großen Pfanne. Füllen Sie den Topf mit Wasser, bis zur höchsten Ebene möglich. </li><li> Erhitzen Sie das Set-up eine geeignete Wärmequelle verwendet (Holzfeuer ist die schnellste und oft die kostengünstigste), bis die Milch 60 ° C erreicht, als mit einem Labor gemessen oderKüchenthermometer. </li><li> Optional: Je nach Geschmack bevorzugt, Zucker in einem Verhältnis von 50 g pro Liter hinzu. Gut umrühren mit einem Rührlöffel, die zuvor durch Eintauchen für 15 Minuten in kochendem Wasser pasteurisiert wurde. Weiterhin Erhitzen, bis die Milch 85 ° C erreicht hat, wie mit einem Labor oder Küchenthermometers gemessen. </li><li> Die Hitze reduzieren und halten für 30 Minuten die Temperatur von 85 ° C. </li></ol></li><li> Entfernen Sie die Dose mit der Milch aus der Pfanne mit dem Wasser und lassen Sie ihn abkühlen. Zur Beschleunigung der Kühlprozess, übertragen Sie die Dose in eine Pfanne mit kaltem Wasser. Nicht den Deckel von der Dose zu entfernen, außer daß die Temperatur zu messen. </li><li> Lassen Sie die Milch auf 45 ° C abkühlen, wie mit einem Labor oder in der Küche Thermometer gemessen. Entfernen Sie die Dose aus der Kaltwasserwanne. An dieser Stelle impfen die Milch durch die komplette frischen Starter Zugabe (das nie überdosierte werden kann). </li><li> Wickeln eine Decke um die Milch zum Zwecke der Isolierung und der Verhinderung eines rapid Abnahme der Temperatur (im Idealfall wird die Temperatur bleiben zwischen 45 und 35 ° C). Verlassen das beimpfte Milch in der Dose zu ermöglichen Fermentation auftritt, bis ein pH von 4,4 erreicht ist. Dieser Vorgang dauert etwa 12 Stunden. </li><li> Entfernen Sie die Decke aus der Dose, und öffnen Sie die Dose. <ol><li> Optional: Entfernen Sie die wässrige Deckschicht aus fermentierter Milch eine glattere Textur des probiotischen fermentierter Milch (Joghurt) zu erhalten. </li><li> Optional: food-grade künstliche Aromen (beispielsweise Erdbeer- oder Vanille), beispielsweise in einer Konzentration von 0,1% (v / v) durch einen 10 ml Messbecher oder Löffel dosiert (abhängig von der Konzentration des Aromas und der Präferenz dem Kunden). </li><li> Optional: Fügen Sie Konservierungsstoffe. Eine kostengünstige und sichere Wahl der Verwendung von Kaliumsorbat in einer Konzentration von höchstens 0,12 g / L (Quelle: http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/4144 rät 3 mg / kg KG / Tag). Hinweis: Kleine Kinder mit einem Gewicht unter 10 kg sollte nicht mor nehmene als maximal 30 mg Kaliumsorbat, wenn eine Dosis von 250 ml fermentierter Milch nimmt, die von etwa 2 Esslöffel zu einer Dosierung entspricht, pro 50 L. </li><li> Rühre das fermentierte Milch gründlich mit einem Metalllöffel, die zuvor in siedendem Wasser sterilisiert wurde 15 min durch Eintauchen. </li></ol></li><li> Optional: Packen Sie die fermentierte Milch, Transfer in einem Kühlschrank (7 ° C) und kühl für mindestens 3 Stunden vor dem Verzehr. Hinweis: Wenn unter der richtigen Kühlung gelagert, unter 7 ° C, am besten das Produkt innerhalb von zwei Wochen verbraucht wird. Wenn unter der richtigen Kühlung gelagert und Konservierungsmittel wird unter 3.7.3 beschrieben hinzugefügt am besten das Produkt innerhalb von 4 Wochen verbraucht. </li></ol> 4. Produktion von anderen fermentierten Lebensmitteln Dieser Abschnitt beschreibt die Herstellung von fermentierten Lebensmitteln ausgenommen fermentierte Milch mit einem maximalen Volumen von etwa 50 L. <ol><li> Pasteurisieren ein Mulltuch durch Untertauchen Wasser bei l in siedendemOst 15 min. Binden Sie die Käsetuch lose über eine Schüssel oder Pfanne, die mit einem Seil etwa 2 L halten kann oder ein Gummiband. </li><li> Gießen Sie den frisch Starter auf dem Käsetuch, vermeiden über verschütten, und halten Sie genügend Abstand zwischen dem Boden der Schüssel und dem Mull. </li><li> Setzen Sie die Schüssel in einem Kühlschrank bei etwa 7 ° C für 8-12 h bis etwa 0,5 l Molke aus der Joghurt in die Schüssel abgelassen hat. </li><li> Verwenden Sie die Molke auf verschiedene Arten von fermentierten Lebensmitteln machen. Beispiele sind unten angegeben. Hinweis: Die erhaltenen fermentierten Lebensmitteln Molke enthalten wird (Milch). Milch und seine Derivate gehören zu den häufigsten auslösenden Zutaten Nahrungsmittelallergien und Unverträglichkeiten erkannt. <ol><li> Für die Herstellung von Obushera ein Sorghum oder Hirse Basis ugandischen Getränk , das Protokoll von Mukisa et al folgen. 22. </li><li> Für die Herstellung von Uji, ein kenianischer Brei aus Mais, Sorghum oder einer Mischung aus beiden, folgen Sie dem Protokoll, das von der J verwendetomo Kenyatta Universität für Landwirtschaft und Technologie in Kenia und von Kort et al. 15. </li><li> Für die Herstellung von Zomkom ein Sorghum-basierte Getränk aus Burkina Faso, folgen Sie dem Protokoll , das von Christèle et al. 23 und Kort et al. 15. </li><li> Für die Herstellung von Mutandabota, ein Produkt aus den Früchten des Baobab - Baum und Milch , die im südlichen Afrika folgen dem Verfahren , das von Mpofu et al weitgehend verbraucht wird. 24. Beachten Sie, dass der frische Starter für dieses Produkt, das in Abschnitt 1 erhalten wird, kann ohne vorher direkt verwendet werden Schritt 4.1 durchführen - 4.3. </li></ol></li></ol>

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Wilbert Sybesma und Remco Kort sind die Gründer der Yoba for Life Stiftung, eine nicht-gemeinnützige Organisation, akkreditiert durch die niederländischen Steuerbehörden als Public Benevolent Institution (PBI), die lokale Produktion und den Konsum von fermentierten Produkten in Afrika fördern soll . Fermentierte Produkte mit dem Yoba Impfkultur hergestellt, einschließlich Joghurt, zomkom, obushera und mutandabota sind nicht von der Stiftung als solche vermarktet, aber die Yoba for Life Stiftung fördert die lokale Produktion und Eigentum, so dass Einkommen schaffende Maßnahmen für afrikanische Unternehmer in der Lebensmittelbranche . Die Yoba for Life Stiftung vertreibt und verkauft ready-to-use Säckchen mit getrockneten Bakterienkulturen Samen über ein Netzwerk von Partnern und Freiwilligen die lokale Produktion von Milch zu erleichtern und Getreideprodukte durch kontrollierte bakterielle Fermentation.

Das einfache Herstellungsprotokoll in diesem Artikel beschriebenen Grundausstattung und eine neuartige fermentierte Lebensmittel-Starterkultur mit ermöglicht die Herstellung eines qualitativ hochwertigen probiotischen fermentierte Milch auf Haushaltsebene und in ländlichen Gebieten in ressourcenarmen Ländern. Es ist entscheidend, um die Milch für mindestens 30 Minuten, um zu pasteurisieren ausreichende Verringerung oder Beseitigung von Fäulnisorganismen und potenzielle pathogene Mikroorganismen zu erhalten. Außerdem bewirkt eine ausreichende Erwärmung Denaturierung von Molkenprotein 17 , die anschließend mit Kasein - Mizellen 25 , was zur Bildung von Vernetzungen in der fermentierten Milch 26 assoziieren. Folglich Viskosität des Endprodukts erhöht wird im Vergleich zu weniger extensiv erhitzter Milch 27. Es ist auch wichtig Inokulation der Milch über 45 ° C, zu vermeiden, da bei höheren Temperaturen werden die Bakterien inaktiviert werden. Und falls verfügbar und Kosten-Effektive, die Verwendung von H-Milch ist bevorzugt, insbesondere für die Herstellung des frischen Starter. Erstens ist UHT-Milch praktisch frei von unerwünschten Mikroorganismen. Zweitens wurden in UHT-Milchmolkeproteinen weitgehend denaturiert, was sie zugänglicher für bakterielle Proteasen macht, deren Abbau und das anschließende Wachstum der Joghurtbakterien fördern. Während des Prozesses der Abkühlung, Proteine ​​refold teilweise zu ihrem nativen Zustand, also erneutes Erhitzen vor der Impfung für Joghurtproduktion von Vorteil ist. Längerer Fermentations ergibt eine fermentierte Milch mit einem pH &lt;4,4, was oft unerwünscht ist. Die Fermentation kann, indem man die fermentierte Milch im Kühlschrank in einer angemessenen Weise gestoppt werden. Lokal produzierte Joghurts in Afrika signifikante Mengen an Lactococcen 28 wie L. gezeigt enthalten sind lactis, die die Herstellung von Peptiden führen kann , die einen bitteren Geschmack 29-32, haben die im Allgemeinen undesirab istle 31. Daher ist es entscheidend , dass die Gärung bei einer Temperatur zwischen 45 und 35 ° C 15,28 erfolgt. Da die Temperatur langsam während der Fermentation in einem halb kontrollierten Umgebung abnimmt, der Inokulation wird bei 45 ° C durchgeführt, die höchste Temperatur erlaubt. Ausreichende Isolation während der Fermentation ist wesentlich Abnahme der Temperatur unter 35 ° C zu vermeiden. Manuelle Herstellung von Joghurt in ländlichen Umgebung hat eine relativ hohe Risiko einer mikrobiellen Kontamination von Fäulnisorganismen. Insbesondere Hefen sind in der Lage unter den sauren Bedingungen in Joghurt fortzupflanzen. Hefe - Kontamination kann zu einer übermäßigen Gasproduktion führen, entweder in der Inkubationsphase oder während der Lagerung, dadurch verderben den Joghurt sofort oder erheblich verkürzt die Haltbarkeit 33,34. Hefe Ebenen kann durch Hitzesterilisation und / oder Reinigung mit Natriumhypochlorit von allen Utensilien und Geräte vor jedem Kontakt wit minimiert werden<html> h die Milch oder Joghurt. Vor allem nach Hefe Verderb aufgetreten ist, schwere und umfangreiche Sterilisation und Reinigung ist erforderlich, um die Verschmutzung zu beseitigen. Die oben aufgezeigten Risiken zeigen deutlich, dass der Erfolg der Anwendung dieses Herstellungsprotokoll in Ressourcen armen Ländern durch seine manuelle Natur und damit verbundenen erhöhten Verderb Rate begrenzt ist. Der Verderb Rate wird sogar noch höher in Gemeinden, die Kühleinrichtungen fehlen oder haben stark schwankende Verfügbarkeit von Strom. Auch der Mangel an Zugang zu erschwinglichen hochwertigen Verpackungsmaterial kann die Aufnahme des beschriebenen Protokolls begrenzen. Die erforderliche Ausrüstung ist einfach und universell, sondern ein Labor oder in der Küche Thermometer ist von wesentlicher Bedeutung. Schließlich derzeit nur eine begrenzte Anzahl von Ländern haben die Einrichtungen des gefriergetrockneten Starterkultur zu erzeugen. Die meisten Ressourcen armen Ländern fehlen die Einrichtungen und hängen daher von Import dieses Produkt zu erhalten. _content &quot;&gt; Unter Nahrungsmittel, fermentierte Milch einschließlich Joghurt ist die häufigste Fahrzeug für probiotische Bakterien. Die Herstellung von fermentierter Milch nicht spezielle Ausrüstung erfordert neben einem Thermometer. Somit ist die Kombination der oben beschriebenen ersten generic probiotische Starterkultur 13 mit einem einfachen Produktionsprotokoll ermöglicht die reproduzierbare, kontrollierte und sichere Produktion von probiotischen fermentierter Milch von fast jeder an jedem Ort, an den Haushalt und Hausindustrie Ebenen in ländlichen Gebieten in ressourcenarmen Ländern einschließlich der Produktion. in traditionell natürlichen Gärungen, gleiches Niveau von probiotischen praktiziert Bakterien können nicht 9 gewährleistet werden. die selbst stabilen Starterkultur in 1 g Beutel Kleinproduzenten ermöglichen fermentierte Lebensmittel kostengünstig zu produzieren, ohne die Notwendigkeit , große Mengen an Starterkulturen zu kaufen , die in der Regel Lebensfähigkeit verlieren nach dem Öffnen der Verpackung, vor allem , wenn bei Raumtemperatur und bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit gehalten, das istder Fall für alle anderen verfügbaren Joghurt-Starterkulturen zu unserem Wissen. Ferner kann die Menge an getrocknetem Bakterien, die eingeführt wird, bleibt sehr gering, weniger als 0,1% der probiotischen Kultur Konzentration im Endprodukt, da fast alle der Starterkultur lokal aufgrund der Vorinkubation hergestellt wird Verfahren, das in diesem Protokoll beschrieben . Die Herstellung von fermentierter Milch ist im Detail in diesem Artikel beschrieben und kann ein erster Schritt die Kunst der Herstellung von probiotischen fermentierten Lebensmitteln zu beherrschen, die später aufgebracht werden kann viele Arten von anderen Lebensmitteln zu fermentieren (wie in diesem Artikel genannt). Grund fermentierter Milch, ein möglicher nächster Schritt ist die Herstellung von Echt Obst fermentierter Milch zu aktualisieren. Dies erfordert die Herstellung einer sterilen Fruchtkonserve (eine Mischung aus Obst, Zucker und einige Zusatzstoffe optional) oder den Kauf eines vorgefertigten Frucht zu bewahren , mit fermentierter Milch nach der Gärung 35,36 gemischt werden.

Dieser Artikel beschreibt ein Herstellungsprotokoll, das die Produktion von nahrhaften und probiotische fermentierter Milch und andere probiotische fermentierten Lebensmitteln mit Hilfe eines Keimkultur ermöglicht, die Vorteile für die Gesundheit hat. Das Protokoll ist robust und einfach von jedermann an jedem Ort ausgeführt werden, einschließlich der ressourcenarmen Ländern. In Afrika südlich der Sahara, 21% der Todesfälle von Kindern &lt;5 Jahre wird verursacht durch Durchfall 1, von denen 29% durch rotavirale Ätiologie insbesondere 2 verursacht wird. Es hat sich gezeigt , dass tägliche Verzehr von fermentierten Lebensmitteln gezeigt , um eine empfohlene Dosis von 1 x 10 10 CFU von L. enthaltend rhamnosus GG regt die Darmgesundheit und reduziert die Häufigkeit und Schwere von Rotavirus-assoziierter Diarrhoe 3-7. Nützliche Bakterien sind in breite Palette von traditionellen fermentierten Lebensmitteln in ganz Afrika südlich der Sahara 8-10. Allerdings sind diese Lebensmittel fast ausschließlich haus produced, haben eine relativ kurze Haltbarkeit und haben Sicherheitsrisiken um 11 aufgrund der unkontrollierten Art der Gärung. Darüber hinaus sinkt der Verbrauch dieser traditionellen Lebensmittel aufgrund der Urbanisierung und einer allgemeinen Verwestlichung von Diäten in Afrika 10,12. Das generische probiotische Bakterium L. rhamnosus yoba 2012 13, die identisch ist L. rhamnosus GG, wurde nach dem ursprünglichen Patent für L. eingeführt rhamnosus GG hatte 14 abgelaufen. Die getrocknete Impfkultur eines A hat w von etwa 0,1, die die Lebensfähigkeit hoch nach einer Lagerzeit von mindestens einem Jahr bei Raumtemperatur hält (Daten nicht gezeigt). Die Impfkultur wird in Portionen von 1 g verpackt und können für die Herstellung von maximal 100 L fermentierter Milch verwendet werden. Wenn ein oder zwei Chargen pro Tag produzieren, können die Starterkulturen helfen, eine Produktionskapazität von bis zu 1.000 l pro Woche ab Vorabend zu erreichenry-Tag frische Milch. Die Verwendung von L. rhamnosus yoba 2012 mit S. thermophilus C106 als Adjuvans Kultur , die das Probiotikum Lactobacillus erlaubt 15 zu propagieren ist eine einzigartige bakterielle Konsortium , die nicht von anderen Autoren berichtet. Das Herstellungsprotokoll beinhaltet Resuspension des Inhalts einer Packung (1 g) von gefriergetrockneten Starterkultur (Vorkultur) in 1 l Milch, was zu einem sogenannten frischen Starter nach Inkubation für eine Dauer von 16 Stunden. Der frische Starter verwendet wird anschließend maximal 100 l Milch zu beimpfen. Diese Methode der Vorinkubation reduziert die Menge der gefriergetrockneten Bakterien verwendet, wodurch die Produktionskosten im Vergleich zu , wie beispielsweise von Goff 16 beschrieben direkte Inkubation reduziert. Die Formulierung für die in diesem Dokument beschriebene Protokoll verwendet behält die Vorteile einer gefriergetrockneten Kultur, wie Lagerstabilität und einfache Lagerung und Handhabung, was zu hoch reproducible Gärungen. Darüber hinaus ist die Produktion Protokoll , wie in diesem Artikel beschrieben wird nicht High-Tech - Ausrüstung erfordern , wie verwendet , um den Standard - Herstellungsverfahren im Gegensatz in der entwickelten Welt 17. Schließlich wird der frische Starter kann für die Impfung von anderen (nicht-Molkerei) Rohstoffe für die Herstellung einer breiten Palette von fermentierten Lebensmitteln verwendet werden, wie erfolgreich für Obushera gezeigt wird, Kwete, Uji und Zomkom, alle Getreidebasis traditionell Lebensmittel fermentiert aus Uganda (die ersten beiden), Kenia und Burkina Faso, bzw. 15. Dies ist nur ein kleiner Bruchteil der überwiegende Menge des fermentierten Lebensmitteln in Afrika entwickelt 18. Die Gärung ist der Abbau von Makromolekülen wie Stärke, Zucker und Proteine ​​in Produkten, die eine Verdaulichkeit erhöht haben, durch die Aktivitäten der Enzyme und / oder Mikroorganismen. Die Gärung ist eine weit verbreitete Technik in Afrika südlich der Sahara. TogEther mit trocknenden und Salzen es ermöglicht , Lebensmittelkonservierung in Abwesenheit von Einrichtungen oder industriellen Techniken wie canning 9,19 Kühlung. Traditionellen Fermentations verwendet häufig rück slopping, in dem ein kleiner Teil aus einem früheren Ansatz wird auf eine neue Charge zugegeben , um die Fermentation zu erleichtern und die Wahrscheinlichkeit des Fermentationsversagen 11 zu reduzieren. Harrison und Tomkins 20 beschreiben eine breite Palette von traditionellen afrikanischen fermentierten Lebensmitteln auf Basis von Mais, Sorghum oder Hirse, und die positive Rolle diese Lebensmittel zu Entwöhnung Kinder bringen kann, zum Beispiel durch Kindheit Durchfall zu reduzieren und die damit verbundenen Mortalität. Nout und Sarkar 19 beschreiben die traditionelle Herstellung eines fermentierten Maniok Gericht , das weit verbreitet in Westafrika verbraucht wird. Franz et al. 9 bieten eine ausführliche Beschreibung der afrikanischen fermentierten Lebensmitteln kategorisiert in Getreide und pflanzlichen Lebensmitteln, stärkehaltiger Hackfrüchte Lebensmittel und tierische Protein - Nahrungsmitteln. Zusätzlich zu diesem, Narvhus und Gadaga <sbis&gt; 21 speziell auf die traditionelle Herstellung von fermentierter Milch in Afrika zu beschreiben. Zur Herstellung von probiotischen fermentierte Milch (oder andere fermentierte Lebensmittel), insbesondere im Falle von Hausproduktion, ist die Verfügbarkeit einer Gefriertruhe vorteilhaft, die frischen Starters in gefrorenen Abschnitten zu speichern. Bei einem ressourcenarmen Ländern kann die Herstellung fermentierter Milch gut durch Milch produzierenden Gemeinden durchgeführt werden. Die aktuellen Erfahrungen mit den lokalen Gemeinden in Uganda zeigt, dass Molkereigenossenschaften sind geeignete Einrichtungen Joghurtproduktion aus ihrer eigenen Milchlieferungen aufzunehmen. Die Verfügbarkeit einer Milchkanne ist vorteilhaft, obwohl es auch möglich ist, wenn auch weniger bevorzugt, große Chargen von fermentierter Milch in einer größeren Pfanne vorzubereiten. Darüber hinaus ist die Verfügbarkeit von elektrischer Energie und der damit verbundenen Präsenz von Kühlanlagen in den lokalen Geschäften und Kiosken in ressourcenarmen Ländern ein Vorteil in den Ausbau des Geschäfts und die Reduktion of Verluste durch Verderb. Wie jedoch in dem Protokoll durch den Zusatz von Kaliumsorbat diskutiert ist es möglich, den Joghurt für mehrere Tage bei Umgebungstemperatur und reduzieren spoilages im Falle eines Stromschwankungen zu bewahren.

<table><tbody><tr><td>Yoba starter culture</td><td>Yoba for Life foundation</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>Milk</td><td>Obtained from local cow</td><td>-</td><td>Fresh, whole milk, free from antibiotics and obtained from a healthy cow</td></tr><tr><td>Optionally sugar</td><td>Bought at local supermarket</td><td>-</td><td>Canesuger was used, but beet sugar is also possible. Free from impurities</td></tr><tr><td>Laboratory Thermometer</td><td>Narang Scientific Industries</td><td>TM-01</td><td></td></tr><tr><td>Lactometer</td><td>Narang Scientific Industries</td><td>LM-01</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol 96%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>476226</td><td></td></tr><tr><td>pH paper</td><td>Macherey-Nagel GmbH &amp;amp; Co</td><td>90206</td><td></td></tr><tr><td>Cheesecloth</td><td>Beyond Gourmet</td><td>-</td><td>Any high quality food grade cheese cloth can do</td></tr><tr><td>Sieve/strainer</td><td>Cuisinart</td><td>CTG-00-3MS</td><td>Any fine mesh strainer can do, but stainless steel strainers are preferred.</td></tr><tr><td>1 L Thermos flask</td><td>Bought at local warehouse</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>1 L pan + lid</td><td>Bought at local warehouse</td><td>-</td><td>Stainless steel</td></tr><tr><td>2 L pan</td><td>Bought at local warehouse</td><td>-</td><td>Any heat- and waterproof material will do</td></tr><tr><td>50 L pan</td><td>Bought at local warehouse</td><td>-</td><td>Any heat- and waterproof material will do</td></tr><tr><td>Milk can</td><td>Narang Scientific Industries</td><td>MC-SS-30</td><td>Any stainless steel milkcan can do</td></tr><tr><td>Blanket</td><td>Bought at local warehouse</td><td>-</td><td>The thicker the blanket, the better the isolation</td></tr></tbody></table>

novel production protocol for small-scale manufacture of probiotic fermented foods

Eine neuartige getrocknete bakterielle Konsortium von Lactobacillus rhamnosus yoba 2012 und Streptococcus thermophilus C106 ist kultiviert in 1 l Milch. Dieser frische Starter kann zur Herstellung von fermentierter Milch und andere fermentierte Lebensmittel entweder zu Hause oder in kleinen in ländlichen Gebieten eingesetzt werden. Für die frische Vorspeise, 1 l Milch wird in einer Schale pasteurisiert, die in einen größeren Topf Wasser enthält, passt, auf einer Wärmequelle platziert. In diesem Wasserbad wird die Milch erhitzt und 30 min bei 85 ° C inkubiert. Danach wird die Milch auf 45 ° C, in einen Vakuumkolben, inokuliert mit den getrockneten Bakterien und links für mindestens 16 h zwischen 30 ° C und 45 ° C abgekühlt. Für die Zwecke der häufigen Hausproduktion wird die Frisch Starter in Eiswürfel eingefroren, die für die Produktion von Kleinmengen bis zu 2 l fermentierter Milch verwendet werden kann. Für die Zwecke der Produktion im kleinen Maßstab in ressourcenarmen Ländern, Pasteurisierung von bis zu 100 l Milch is in Milchkannen durchgeführt, die in einem großen Topf mit Wasser und erhitzt auf einem Feuer bei 85 ° C für 30 min gefüllt platziert werden und anschließend abgekühlt auf 45 ° C. Als nächstes wird der 100 L Charge mit der 1 l frisch hergestellte Starter vor erwähnt inokuliert. Um eine effektive Fermentation bei einer Temperatur zwischen 30 und 45 ° C zu gewährleisten, kann die Milch wird 12 h mit einer Decke abgedeckt. Für die Herstellung von Nicht-Milch fermentierten Lebensmitteln, die frische Vorspeise für 12 Stunden in einem Käsetuch links, und das abgelassene-off Molke kann anschließend für die Impfung von einer breiten Palette von Rohstoffen für Lebensmittel verwendet werden, einschließlich Gemüse und Müsli- Beikost.

Die linke Seite der Tabelle 1 zeigt eine schematische Darstellung des Abschnitts 1 des Protokolls. Dies wird durch eine verallgemeinerte kombinierte Diagramm der Abschnitte 2 und 3 auf der rechten Seite des Tisches folgt. Fermentationsprofile Milch inokuliert mit der Impfkultur die Produktion Protokoll wie in diesem Artikel beschrieben wurden aufgezeichnet. Abbildung 1 zeigt die Fermentierung des frischen Starters (wie in Abschnitt 1 beschrieben). 2 zeigt die Fermentation der fermentierten Milch (Endprodukt , wie in den Abschnitten 2 und 3 beschrieben). Da in der Praxis in ländlichen Gebieten strenge Temperaturkontrolle schwierig ist, Messungen wurden bei einer Temperatur von 37 ° C und 45 ° C hergestellt. Für die Fermentation bei 37 ° C, die Ansäuerung Profile der beiden getesteten Beuteln zeigen einen leichten Unterschied bei der Entstehungder exponentiellen Ansäuerung von etwa 30 Minuten, sowohl bei der Herstellung des frischen Starter und das Endprodukt. Die endgültigen pH-Werte beider Kulturen sind gleich nach 16 Stunden. Typische pH - Werte und die Titer für das propagierte L. rhamnosus und S. thermophilus - Stämme im Anschluss an die beschriebenen Herstellungsverfahren für verschiedene fermentierte Lebensmittel können in Tabelle 2. Zellzahlen für L. finden rhamnosus und S. thermophilus wurden auf MRS - Agar - Medium und LM17 bestimmt, die jeweils von allgemein angewendet mikrobiologischen Plattierungsverfahren verwendet wird . Endgültige Zellzahlen von L. rhamnosus yoba 2012 waren 1,7 x 10 7, 3,7 x 10 9 und 3,3 × 10 9 CFU ml -1 für fermentierte Milch, kwete und uji sind. End-pH-Werte waren 4,3 und 4,2 für fermentierte Milch und kwete sind. Vorläufige Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe von potassium Sorbat vor der Gärung negativ beeinflusst nicht , sondern erhöht auch die Zahl der lebenden L. rhamnosus yoba 2012 Bakterien in Joghurt zwei Wochen nach Herstellung (Daten nicht gezeigt). Abbildung 3 zeigt die Ergebnisse der Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC) in Kombination mit einem Brechungsindex (RI) -Detektor von nicht fermentierter Milch im Vergleich zu der fermentierten Milch. Die Ergebnisse zeigen, dass Laktose Ebenen in der Milch zu verringern, während die Milchsäurespiegel und Galactose Spiegel zu erhöhen, was ein Ergebnis der metabolischen Aktivität der Impfkultur ist. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54365/54365fig1.jpg" /> Abbildung 1. Fermentation Profil des frischen Starter aus Halbmagermilch (1,5% Fett, 3,5% Protein). Ein Liter Milch wurde mit einem Beutel inokuliert (1 g) der Impfkultur und fermentiert bei 37 ° C(••••, duplizieren) sowie 45 ° C (- - - -, duplizieren) für 16 Stunden. Die gerade Linie (----) bei pH 4,4 als Hinweis eingefügt , um zu bestimmen , wenn die Gärung abgeschlossen ist. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/54365/54365fig2.jpg" /> Abbildung 2. Fermentation Profil der fermentierten Milch (Endprodukt) aus Halbmagermilch (1,5% Fett, 3,5% Protein). Ein Liter Milch mit einem 20 g frischer Starter und fermentiert bei 37 ° C beimpft (•• ••, duplizieren) sowie 45 ° C (- - - -, duplizieren) für 16 Stunden. Die gerade Linie (----) bei pH 4,4 als Hinweis eingefügt, um zu bestimmen, wenn die Gärung abgeschlossen ist.<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/54365/54365fig3.jpg" /> Figur 3. HPLC-Elutionsmuster von nicht fermentierter Milch (schwarz) und fermentierter Milch für 16 Stunden mit der Impfkultur (blau). Die Elutionsmuster zeigen den Verbrauch von Lactose und Produktion von Galactose und Lactat. Sugars und schwache Säure auf der Basis von Retentionszeit und die Spitzenfläche Verhältnis von UV-Absorption und Brechungsindex. Identifiziert wurden <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Tabelle 1" src="/files/ftp_upload/54365/54365tbl1.jpg" /> Tabelle 1. Saatgut Kultur Anwen<html> munikationsprotokoll. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365tbl1large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365tbl1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Tabelle anzuzeigen.</a> <img alt="Tabelle 2" src="/files/ftp_upload/54365/54365tbl2.jpg" /> Tabelle 2. Vermehrung von Lactobacillus rhamnosus yoba 2012 in einer Vielzahl von fermentierten Lebensmitteln. Die Daten wurden von Kort et al. 15. Fermentationen wurden bei 37 ° C durchgeführt, sofern nicht anders angegeben. Die Zellzahl von L. rhamnosu s yoba 2012 und S. thermophilus C106 nach der Inokulation beide variiert zwischen 1 x 10 6 und 1 x 10 7 CFU ml -1. Die funktionelle mutandabota wurde hergestellt mit einem Starter mit ausschließlich L. rhamnosus yoba 2012 wie von Mpofu et al . 24; ND, nicht bestimmt.d / 54365 / 54365tbl2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Tabelle anzuzeigen. Supplemental Datei. Die lokale Produktion und Vertrieb von probiotischen Joghurt im ländlichen Afrika. Schüsse und Bilder werden in Balawoli und Namagera, Uganda, 2016. Der Clip zeigt die Wertschöpfungskette ausgehend von der Milchannahme bis zur Verarbeitung, Verpackung, Vertrieb und schließlich auf den Verzehr von einer Charge von 50 l probiotischer Joghurt, zubereitet mit der Verwendung Mai genommen nur Grundausstattung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/yoba_production_in_Uganda_suppl_material.mp4" target="_blank">Bitte klicken Sie hier zum Download</a> bereit <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/yoba_production_in_Uganda_suppl_material.mp4" target="_blank">.</a>

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Novel Production Protocol for Small-scale Manufacture of Probiotic Fermented Foods

A production protocol is described for the small-scale production of probiotic fermented dairy drink with the aid of a novel bacterial starter culture.

Neuartige Herstellungsprotokoll für die Klein Herstellung von Probiotische fermentierte Lebensmittel

A novel dried bacterial consortium of Lactobacillus rhamnosus yoba 2012 and Streptococcus thermophilus C106 is cultured in 1 L of milk. This fresh starter ...

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Research

JoVE Journal

Biology

23.6K Aufrufe.  Yoba for Life Foundation. A production protocol is described for the small-scale production of probiotic fermented dairy drink with the aid of a novel bacterial starter culture. 

Serie: Novel Production Protocol for Small-scale Manufacture of Probiotic Fermented Foods

A Gnotobiotic System for Studying Microbiome Assembly in the Phyllosphere and in Vegetable Fermentation

The phyllosphere, the above ground portion of the plant that can be colonized by microbes, is a useful model system to identify processes of microbial community assembly. This protocol outlines a system for studying microbial community dynamics in the phyllosphere of Napa cabbage plants. It describes how to grow germ-free plants in test tubes with a calcined clay and nutrient broth substrate. Inoculation of germ-free plants with specific microbial cultures provides opportunities to measure microbial growth and community dynamics in the phyllosphere. Through the use of sterile vegetable extract produced from cabbages shifts in microbial communities that occur during fermentation can also be assessed. This system is relatively simple and inexpensive to set up in the lab and can be used to address key ecological questions in microbial community assembly. It also provides opportunities to understand how phyllosphere community composition can impact the microbial diversity and quality of vegetable fermentations. This approach for developing gnotobiotic cabbage phyllosphere communities could be applied to other wild and agricultural plant species.

A method of growing germ-free Napa cabbages has been developed which enables researchers to evaluate how single microbial species or multispecies microbial communities interact on cabbage leaf surfaces. A sterile vegetable extract is also presented which can be used to measure shifts in community composition during vegetable fermentation.

Ein gnotobiotisches System zur Untersuchung der Mikrobiom-Montage in der Phyllosphäre und in der gemüseischen Fermentation

The phyllosphere, the above ground portion of the plant that can be colonized by microbes, is a useful model system to identify processes of microbial ...

Forschung

Umwelt

Medium Preparation for the Cultivation of Microorganisms under Strictly Anaerobic/Anoxic Conditions

In contrast to aerobic organisms, strictly anaerobic microorganisms require the absence of oxygen and usually a low redox potential to initiate growth. As oxygen is ubiquitous in air, retaining O2-free conditions during all steps of cultivation is challenging but a prerequisite for anaerobic culturing. The protocol presented here demonstrates the successful cultivation of an anaerobic mixed culture derived from a biogas plant using a simple and inexpensive method. A precise description of the entire anoxic culturing process is given including media preparation, filling of cultivation flasks, supplementation with redox indicator and reducing agents to provide low redox potentials as well as exchanging the headspace to keep media free from oxygen. Furthermore, a detailed overview of aseptically inoculating gas tight serum flasks (by using sterile syringes and needles) and suitable incubation conditions is provided. The present protocol further deals with gas and liquid sampling for subsequent analyses regarding gas composition and volatile fatty acid concentrations using gas chromatography (GC) and high performance liquid chromatography (HPLC), respectively, and the calculation of biogas and methane yield considering the ideal gas law.

As obligate anaerobic organisms are unable to grow upon oxygen exposure, the use of anaerobic culturing techniques is indispensable. Here, we demonstrate a simple and effective method to cultivate a mixed culture derived from a biogas plant from media preparation to gas and volatile fatty acid quantification.

Mittlere Vorbereitung für den Anbau von Mikroorganismen unter streng anaeroben/anoxischen Bedingungen

In contrast to aerobic organisms, strictly anaerobic microorganisms require the absence of oxygen and usually a low redox potential to initiate growth. As ...

Biochemie

Preparation of High-Quality Fermented Fish Product

This protocol provides a method for preparation of industrialized fermented fish product with sturgeon (Aquilaria sinensis) meat product. The procedures were: (1) pretreatment of farmed sturgeon including decapitation, evisceration, skinning-off, cleaning and cutting; (2) marinating fish cubes in 6-12% (w/v) salt solution (1:1, fish cube mass to solution volume); (3) drying fish cubes to a water content of 50-60% by hot air (40-60 &#176;C) or by vacuum; (4) fermentation involving inoculating fish cubes with 0.4-1.6% (w/w) S. cerevisiae in flavor solution to fish cubes and fermenting at 25-35 &#176;C for 6-10 h; (5) sealing fish cubes in vacuum packages with marinating and fermenting solutions; (6) sterilizing at 115-121 &#176;C for 10-20 min. The sturgeon meat product prepared by this method has delicious taste which is mellow and thick, has various types and large amounts of volatile flavor compounds such as alcohols and esters which could mask musty and unpleasant odor from fish, has moderate salt content but good texture properties such as high springiness, gumminess and chewiness, and has bright russet color and attractive appearance. This new technique could also be applied in the processing of other fish to provide convenient fish snack foods which could be stored at room temperature. It is appropriate for both marine and freshwater fish.

The goal of the protocol is to provide an industrialized fish fermentation technique based on inoculation of Saccharomyces cerevisiae.

Herstellung von hochwertigem fermentiertem Fischprodukt

This protocol provides a method for preparation of industrialized fermented fish product with sturgeon (Aquilaria sinensis) meat product. The procedures ...

A Novel Bioreactor for High Density Cultivation of Diverse Microbial Communities

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past studies have evaluated the performance of the reactor for the removal of COD1 and nitrogen species2-4 by heterotrophic and chemoautotrophic bacteria, respectively. The HDBR design eliminates the requirement for external flocculation/sedimentation processes while still yielding effluent containing low suspended solids. In this study, the HDBR is applied as a photobioreactor (PBR) in order to characterize the nitrogen removal characteristics of an algae-based photosynthetic microbial community. As previously reported for this HDBR design, a stable biomass zone was established with a clear delineation between the biologically active portion of the reactor and the recycling reactor fluid, which resulted in a low suspended solid effluent. The algal community in the HDBR was observed to remove 18.4% of total nitrogen species in the influent. Varying NH4+ and NO3- concentrations in the feed did not have an effect on NH4+ removal (n=44, p=0.993 and n=44, p=0.610 respectively) while NH4+ feed concentration was found to be negatively related with NO3- removal (n=44, p=0.000) and NO3- feed concentration was found to be positively correlated with NO3- removal (n=44, p=0.000). Consistent removal of NH4+, combined with the accumulation of oxidized nitrogen species at high NH4+ fluxes indicates the presence of ammonia- and nitrite-oxidizing bacteria within the microbial community.

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Here, the HDBR is successfully applied in a photobioreactor (PBR) configuration for the study of nitrogen metabolism by a mixed high density algal community.

A Novel Bioreaktor für High Density Anbau von Diverse mikrobiellen Gemeinschaften

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past ...

Biotechnik

Transformation of Probiotic Yeast and Their Recovery from Gastrointestinal Immune Tissues Following Oral Gavage in Mice

Development of recombinant oral therapy would allow for more direct targeting of the mucosal immune system and improve the ability to combat gastrointestinal disorders. Adapting probiotic yeast in particular for this approach carries several advantages. These strains have not only the potential to synthesize a wide variety of complex heterologous proteins but are also capable of surviving and protecting those proteins during transit through the intestine. Critically, however, this approach requires expertise in many diverse laboratory techniques not typically used in tandem. Furthermore, although individual protocols for yeast transformation are well characterized for commonly used laboratory strains, emphasis is placed here on alternative approaches and the importance of optimizing transformation for less well characterized probiotic strains. Detailing these methods will help facilitate discussion as to the best approaches for testing probiotic yeast as oral drug delivery vehicles and indeed serve to advance the development of this novel strategy for gastrointestinal therapy.

Presented here is a unified description of techniques that can be used to develop, transform, administer, and test heterologous protein expression of the probiotic yeast Saccharomyces boulardii.

Die Transformation von probiotischen Hefe und ihre Erholung von Magen-Darm-Immun Geweben nach orale Gabe bei Mäusen

Development of recombinant oral therapy would allow for more direct targeting of the mucosal immune system and improve the ability to combat ...

Immunologie und Infektion

Generic Protocol for Optimization of Heterologous Protein Production Using Automated Microbioreactor Technology

A core business in industrial biotechnology using microbial production cell factories is the iterative process of strain engineering and optimization of bioprocess conditions. One important aspect is the improvement of cultivation medium to provide an optimal environment for microbial formation of the product of interest. It is well accepted that the media composition can dramatically influence overall bioprocess performance. Nutrition medium optimization is known to improve recombinant protein production with microbial systems and thus, this is a rewarding step in bioprocess development. However, very often standard media recipes are taken from literature, since tailor-made design of the cultivation medium is a tedious task that demands microbioreactor technology for sufficient cultivation throughput, fast product analytics, as well as support by lab robotics to enable reliability in liquid handling steps. Furthermore, advanced mathematical methods are required for rationally analyzing measurement data and efficiently designing parallel experiments such as to achieve optimal information content.
The generic nature of the presented protocol allows for easy adaption to different lab equipment, other expression hosts, and target proteins of interest, as well as further bioprocess parameters. Moreover, other optimization objectives like protein production rate, specific yield, or product quality can be chosen to fit the scope of other optimization studies. The applied Kriging Toolbox (KriKit) is a general tool for Design of Experiments (DOE) that contributes to improved holistic bioprocess optimization. It also supports multi-objective optimization which can be important in optimizing both upstream and downstream processes.

This manuscript describes a generic approach for tailor-made design of microbial cultivation media. This is enabled by an iterative workflow combining Kriging-based experimental design and microbioreactor technology for sufficient cultivation throughput, which is supported by lab robotics to increase reliability and speed in liquid handling media preparation.

Generischen Protokoll zur Optimierung der heterologen Proteinproduktion mit automatisierten Microbioreactor Technologie

A core business in industrial biotechnology using microbial production cell factories is the iterative process of strain engineering and optimization of ...

Prospecting Microbial Strains for Bioremediation and Probiotics Development for Metaorganism Research and Preservation

Pollution affects all biomes. Marine environments have been particularly impacted, especially coral reefs, one of the most sensitive ecosystems on Earth. Globally, 4.5 billion people are economically dependent on the sea, where most of their livelihood is provided by coral reefs. Corals are of great importance and therefore their extinction leads to catastrophic consequences. There are several possible solutions to remediate marine pollutants and local contamination, including bioremediation. Bioremediation is the capacity of organisms to degrade contaminants. The approach presents several advantages, such as sustainability, relatively low cost, and the fact that it can be applied in different ecosystems, causing minimal impacts to the environment. As an extra advantage, the manipulation of endogenous microbiomes, including putative beneficial microorganisms for corals (pBMCs), may have probiotic effects for marine animals. In this context, the use of the two approaches, bioremediation and pBMC inoculation combined, could be promising. This strategy would promote the degradation of specific pollutants that can be harmful to corals and other metaorganisms while also increasing host resistance and resilience to deal with pollution and other threats. This method focuses on the selection of pBMCs to degrade two contaminants: the synthetic estrogen 17a-ethinylestradiol (EE2) and crude oil. Both have been reported to negatively impact marine animals, including corals, and humans. The protocol describes how to isolate and test bacteria capable of degrading the specific contaminants, followed by a description of how to detect some putative beneficial characteristics of these associated microbes to their coral host. The methodologies described here are relatively cheap, easy to perform, and highly adaptable. Almost any kind of soluble target compound can be used instead of EE2 and oil.

Pollution affects all biomes. Marine environments have been particularly impacted, especially coral reefs, one of the most sensitive ecosystems on Earth. Bioremediation is the capacity of organisms to degrade contaminants. Here, we describe methodologies to isolate and test microbes presenting bioremediation ability and potential probiotic characteristics for corals.

Prospektion mikrobielle Stämme für Bioremediation und Probiotika Entwicklung für Metaorganismus Forschung und Konservierung

Pollution affects all biomes. Marine environments have been particularly impacted, especially coral reefs, one of the most sensitive ecosystems on Earth. ...

Light-Controlled Fermentations for Microbial Chemical and Protein Production

Microbial cell factories offer a sustainable alternative for producing chemicals and recombinant proteins from renewable feedstocks. However, overburdening a microorganism with genetic modifications can reduce host fitness and productivity. This problem can be overcome by using dynamic control: inducible expression of enzymes and pathways, typically using chemical- or nutrient-based additives, to balance cellular growth and production. Optogenetics offers a non-invasive, highly tunable, and reversible method of dynamically regulating gene expression. Here, we describe how to set up light-controlled fermentations of engineered Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae for the production of chemicals or recombinant proteins. We discuss how to apply light at selected times and dosages to decouple microbial growth and production for improved fermentation control and productivity, as well as the key optimization considerations for best results. Additionally, we describe how to implement light controls for lab-scale bioreactor experiments. These protocols facilitate the adoption of optogenetic controls in engineered microorganisms for improved fermentation performance.

Optogenetic control of microbial metabolism offers flexible dynamic control over fermentation processes. The protocol here shows how to set up blue light-regulated fermentations for chemical and protein production at different volumetric scales.

Lichtgesteuerte Fermentationen für die mikrobielle Chemikalien- und Proteinproduktion

Microbial cell factories offer a sustainable alternative for producing chemicals and recombinant proteins from renewable feedstocks. However, ...

Bioreactor Assembly for Continuous Culture of Complex Fecal Communities

The microbiota, especially bacteria, respond to various environmental exposures such as micro and macronutrients, pharmacological compounds, and inflammatory mediators, which dynamically alter community composition and microbial metabolic output. Understanding how physiological culture conditions affect microbial communities and diversity and their metabolic capacity will contribute important knowledge of their impact on health and diseases. Here, we present a protocol adapted from the template published by Auchtung et al. to create mini-bioreactor arrays that can cultivate complex fecal communities, define bacterial consortiums or single strains under precise conditions, including nutrient availability, temperature, flow rate, pH, and oxygen content. We describe the process for building the mini-bioreactor system, including adaptations to improve limitations in the published protocol. We also discuss the setup of the mini-bioreactor system under anaerobic conditions with the use of MEGA media (adapted from Han et al.), which is a rich media supporting the growth of diverse bacteria. We describe the inoculation of gut humanized mouse fecal samples into the mini-bioreactor system, followed by the establishment of complex community cultures within the mini-bioreactor system, which can be grown under continuous flow with aseptic sampling to monitor community composition. This system is adaptable to dietary changes and other cultural modifications. The techniques described here allow for the characterization of diverse, fastidious fecal communities under dynamic conditions or in response to perturbation in isolation from host-derived factors.

This protocol details the assembly of mini-bioreactor arrays to be utilized for continuous flow culture of complex fecal communities under anaerobic conditions. We also discuss the methods for assembly, inoculation, and sampling of the reactors for further analysis.

The microbiota, especially bacteria, respond to various environmental exposures such as micro and macronutrients, pharmacological compounds, and ...

The Cultivation, Growth, and Viability of Lactic Acid Bacteria: A Quality Control Perspective

Lactic acid bacteria (LAB) are essential dairy starter cultures that are significantly employed for the manufacture of fermented dairy products such as yogurt and cheese. LAB predominantly produce lactic acid as a major end product of fermentation, and they synthesize important metabolites that impart the organoleptic characteristics of fermented food products. LAB are fastidious bacteria that thrive in many environments when adequate nutritional requirements are fulfilled. The demand for superior LAB dairy starter cultures for fermentation applications in the food and dairy industry, has resulted in the need to provide viable and active cultures for all bioprocessing operations. The development of a standard protocol for ensuring the viability and enhanced functionality of LAB cultures in the laboratory as well as dairy processing environments is thus very critical. In addressing concerns linked to resuscitating weak, stressed, and injured LAB culture cells, a protocol that vividly outlines salient steps to recover, enhance cell regeneration, and improve metabolic functionality of LAB strains is of the utmost importance. The maintenance of culture purity, functionality, and viability for LAB starter cultures is likewise critical. Therefore, adherence to a unique protocol guideline will result in the promotion of fermentation performance for many LAB strains dedicated to fermentation and biotechnology processes. As a result, the Food Microbiology and Biotechnology Laboratory at North Carolina Agriculture and Technical State University has developed a standard protocol for the activation and quality control of selected LAB strains that has resulted in highly functional and viable LAB culture strains employed for fermentation research. The adaptation and recommendation of a protocol such as this for use in the dairy and food industry&#160;will help to ensure LAB viability and functionality for many applications.

The quality control assessment of lactic acid bacteria (LAB) cultures has been confirmed as an effective way to enhance the viability and functionality of LAB strains for fermentation procedures. To buttress this assertion, we developed a protocol that elucidates how LAB cultures are activated and cultivated for fermentation and bioprocessing procedures.

Die Kultivierung, das Wachstum und die Lebensfähigkeit von Milchsäurebakterien: Eine Qualitätskontrollperspektive

Lactic acid bacteria (LAB) are essential dairy starter cultures that are significantly employed for the manufacture of fermented dairy products such as ...