Name: novel production protocol for small-scale manufacture of probiotic fermented foods
Uploaded: 2016-09-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 38 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Novel Production Protocol for Small-scale Manufacture of Probiotic Fermented Foods at JoVE.com

著者らは、発酵乳の生産の農村ウガンダでのトレーニング酪農協同組合で地面に彼らの実用的なサポートのために東アフリカ酪農開発（EADD）プロジェクトを認めます。 CSK食品濃縮は、生産、品質管理およびスターター培養の発酵能力の評価のために認められています。 Lactosan社＆Coの、オーストリアは、生産支援のために認められています。著者らは、ウガンダの著者ステートメントを記録するためのカリンOverkamp（TNO微生物学とシステム生物学、ザイスト、オランダ）HPLC分析のために、とデリックAssimwe（UIRI）をお願いいたします。これらの録音は、財政的貢献と研究施設を提供するためのために認められているエンテベ、ウガンダ、月2016年アムステルダム自由大学とMicropia博物館での生活のプロジェクトのための発酵食品のIDRCサポートインセプション会議（CI​​FSRFフェーズ2）の間に起こりましたビデオの制作は、この記事で説明しました。著者らは、ヴィム・バンエグモントに感謝しますヨーグルト菌の顕微鏡検査のために。

新鮮なスターターの調製新鮮なスターターを調製するためには、超高温（UHT）加工乳や新鮮な牛乳のいずれかの1 Lを取ります。それはUHT牛乳の場合は、1.3に進みます。それは新鮮な牛乳の場合は、ステップ1.1に進みます。 <ol><li>新鮮な牛乳のためのミルクテスト<ol><li>異常や牛乳の腐敗を検出するための官能試験のために、牛乳の外観をチェックして、その匂いをチェックします。 </li><li>布オン沸騰テストでは、大さじに牛乳の小さなサンプルを移します。牛乳が沸騰し始めるまでの熱源の上にスプーンを持ちます。熱源からスプーンを削除し、悪い品質の牛乳を示す凝固の兆候を検出するために、ミルクを見てください。 </li><li>乳比重計のテストでは、シリンダー、ビーカーガラスやミルクと少なくとも15センチの高さの任意の他の中空オブジェクトを塗りつぶします。牛乳中の乳比重計を配置します。 30℃のインド語でミルクのための28以上の乳比重計の測定値添加された水なしで十分な密度のミルクを食べました。 </li><li>エタノールの試験のため、蒸留水中の80％エタノール溶液を作ります。カップ内の80％エタノールのティースプーンとミルクのティースプーンを混合することにより、例えば、80％エタノールを同量の牛乳を同量を混ぜます。悪い品質の牛乳を示す凝固の兆候を検出するために、混合物を見てください。 </li></ol></li><li>以前に15分間沸騰水中で低温殺菌し、 - 新鮮な牛乳を使用している場合は、ふるいまたはフィルタ布（0.8 mmの孔径0.1）を用いて牛乳をフィルタリングします。 </li><li>殺菌<ol><li>小さな鍋に牛乳を移し、蓋でパンを閉じます。少し大きめの鍋にパンを置きます。小さい鍋の縁下の2センチメートルまで水でより大きな鍋を埋めます。 </li><li>実験室の温度計で測定した牛乳は、85℃に達するまで、これは（ 例えば、電気加熱、ガスバーナー、木炭ストーブ、薪）熱の適切なソースを使用して設定加熱します。 </li><li> sourcを回し低への熱のeと30分間85℃の温度を維持します。 </li></ol></li><li>水と鍋から牛乳とパンを削除し、それが冷まします。必要に応じて冷却プロセスをスピードアップするために冷たい水で鍋にパンを転送します。温度測定を行う以外は、鍋からふたを削除しないでください。 </li><li>研究室やキッチン温度計で測定した牛乳は、45℃まで冷却してみましょう。この時点で、真空フラスコにミルクを転送し、種培養物（1g）をパケットの内容を追加することによって、牛乳に接種します。 </li><li>発酵が起こることを可能にするために真空フラスコ中で16時間接種牛乳を残します。 pH計やpH紙で測定して、4.4以下である発酵乳の最終pHを確認してください。 </li><li>滑らかな質感を得るために10分 - 発酵後、約5のための製品を攪拌または振とう。 </li><li>次のステップになるまで保管してください。 <ol><li>ホーム生産のために、に新鮮なスターターを注ぎます10ミリリットルの氷を作る製氷皿。ディープフリーザー（-18℃）で氷を置き、3ヶ月以内にセクション2に進みます。 </li><li>資源乏しい環境で最大100 Lスケールの生産のために、セクション3に進み、それによって、そのステップ3.5を確保し、ステップ1.5の完了後16時間を開始します。また、ステップ1.6の後、冷蔵庫（7℃）で新鮮なスターターを置き、5日以内にセクション3に進みます。 </li><li>発酵食品の非乳製品型の広い範囲の生産については、セクション4に進んでください。 </li></ol></li></ol>家庭レベルでの小さなバッチの2生産<ol><li> （ - 10 L 1を提案した）ミルクの任意の好都合な量を使用してください。 </li><li>ステップ1.1を実行します。 </li><li>ステップ1.2を実行します。 </li><li>殺菌<ol><li>小さな鍋に牛乳を移し、蓋でパンを閉じます。少し大きめの鍋にパンを置きます。小さい鍋の縁下の2センチメートルまで水でより大きな鍋を埋めます。 </li><li>研究室やキッチン温度計で測定した牛乳は、60℃に達するまで、これは熱の適切なソースを使用して設定加熱（ 例えば 、電気加熱、ガスバーナー、木炭ストーブ、薪）。 </li><li>オプション：この時点で、5％の推奨濃度で砂糖を加える（w / vで）、バランスで測定しました。以前に15分間沸騰水に浸漬することによって低温殺菌混合スプーンでよくかき混ぜ。研究室やキッチン温度計で測定した牛乳は、85℃に達するまで加熱を続けます。 </li><li>低への熱のソースをオンにし、30分間85℃の温度を維持します。 </li></ol></li><li>ステップ1.4を実行します。 </li><li>研究室やキッチン温度計で測定した牛乳は、45℃まで冷却してみましょう。この時点で、乳の各リットルのため（セクション1で調製したような）を一度アイスキューブを追加することによって、牛乳に接種し、（a）は、真空フラスコ（複数可）にミルクを転送します。 </li><li>許可するように真空フラスコに接種牛乳を残しますpHメーターまたはpH紙で測定した4.4のpHに達するまで発酵が行われます。これは、12時間を要すると推定されます。 </li><li>ステップ1.7を実行します。 </li><li>冷蔵庫（7℃）に発酵乳を転送し、それが消費する前に少なくとも3時間冷まします。適切な冷蔵保存した場合、製品は、最高の1ヶ月以内に消費されています。 </li></ol>資源の乏しい国の農村の設定3.生産注：1 L新鮮なスターターあたりの牛乳の100 Lの最大値を使用してください。 <ol><li>ステップ1.1を実行します。 </li><li>ステップ1.2を実行します。 </li><li>殺菌： <ol><li>適当な大きさのミルク缶に牛乳を移し、蓋付き缶を閉じます。大鍋に缶を置きます。可能な限り最高のレベルまで、水で鍋を埋めます。 </li><li>実験室で測定した牛乳は、60℃に達するまで（薪が最速としばしば最も費用対効果のある）熱の適切なソースを使用して、このセットアップを加熱したり、キッチン温度計。 </li><li>オプション：味の好みに応じて、リットル当たり50グラムの割合で砂糖を追加します。以前に15分間沸騰水に浸漬することによって低温殺菌した混合スプーンでよくかき混ぜ。研究室やキッチン温度計で測定した牛乳は、85℃に達するまで加熱を続けます。 </li><li>熱を削減し、30分間85℃の温度を維持します。 </li></ol></li><li>水で皿からミルク缶を取り出して、それを冷まします。冷却プロセスをスピードアップするには、冷たい水で鍋に缶を転送します。温度を測定するため除いて、缶から蓋を削除しないでください。 </li><li>研究室やキッチン温度計で測定した牛乳は、45℃まで冷却してみましょう。冷水パンから缶を削除します。この時点で、完全な新鮮なスターター（これは過剰投与することはできません）を添加することにより牛乳に接種します。 </li><li>分離の目的とラップの予防のためのミルク缶の周りに毛布を包みます温度のid減少は（理想的には、温度は45〜35℃の間のままになります）。 4.4のpHに到達するまで発酵が発生することができるように、缶に接種牛乳を残します。このプロセスは、約12時間かかります。 </li><li>缶から毛布を削除し、缶を開けます。 <ol><li>オプション：プロバイオティクス発酵乳（ヨーグルト）の滑らかな質感を得るために、発酵乳の水っぽい最上層を削除します。 </li><li>オプション：（味の濃度との好みに応じて、カップやスプーンを測定する10ミリリットルにより投与し、0.1％（v / v）の濃度で、例えば、食品グレード人工の味（ 例えば、イチゴやバニラ）を追加します顧客）。 </li><li>オプション：防腐剤を追加します。費用効果的で安全な選択は、0.12グラム/ Lの最大濃度のソルビン酸カリウムの使用である（ソース：http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/4144は助言を3mg / kg体重/日）。 注：10キロ以下の重量を持つ若い子供たちは粗腐植のない取る必要があります30 mgのソルビン酸カリウムの最大値よりも電子250ミリリットルである発酵乳の投与量を服用50 L.あたり約大さじ2の投与量に相当します</li><li>以前に15分間沸騰水に浸漬することによって滅菌した金属製のスプーンで十分に発酵乳をかき混ぜます。 </li></ol></li><li>オプション：消費する前に少なくとも3時間、発酵乳をパック冷蔵庫（7℃）に転送し、涼しいです。 注：7℃以下、適切な冷蔵保存した場合、製品は最高の2週間以内に消費されています。するときは、適切な冷蔵保存し、生成物を4週間以内に最高の消費さ3.7.3に記載のように防腐剤を添加します。 </li></ol>その他の発酵食品の4生産このセクションでは、約50 Lの最大容量で発酵乳以外の発酵食品の製造を記載し​​ます<ol><li> lの沸騰水に浸漬することによってチーズクロスを低温殺菌東に15分。ロープやゴムバンドを使用して約2 Lを保持することができボウルやパンの上にゆるくチーズクロスを接続します。 </li><li>波及回避、チーズクロスに新鮮なスターターを注ぎ、ボウルの底部とチーズクロスの間に十分なスペースを保ちます。 </li><li>ホエーの約0.5 Lをボウルにヨーグルトから排出されるまで8-12時間冷蔵庫で約7°Cでボウルを置きます。 </li><li>発酵食品の種類を作るためにホエーを使用します。例を以下に示します。 注：得られた発酵食品はホエイ（牛乳）が含まれています。牛乳およびその誘導体は、食物アレルギーと不寛容を引き起こす最も一般的な成分の中で認識されています。 <ol><li> Obusheraの製造のために、ウガンダの飲料ベースソルガムやキビはMukisa らによって記載されたプロトコルに従ってください。22。 </li><li>宇治、トウモロコシやソルガムまたは両方の混合物から作られたケニアのお粥の製造のために、Jで使用されるプロトコルに従いますケニアの農業技術のケニヤッタ大学OMOとコルトらにより記載。15。 </li><li> Zomkom、ブルキナファソからソルガムベースの飲料の製造のために、Christèle ら 23とコート氏らによって記載されたプロトコルに従ってください。15。 </li><li> Mutandabotaの製造のために、広くアフリカ南部で消費されるバオバブの木とミルクの果実からの生成物はMpofu ら 24によって記載されている手順に従ってください。 4.3 - この製品については、セクション1で得られた新鮮なスターターは、最初のステップ4.1を実行することなく直接使用することができることに注意してください。 </li></ol></li></ol>

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ウィルSybesmaとレムココルトは、生活基盤のためではない - のためにアフリカで発酵製品の現地生産と消費を促進することを目的公共慈善機関（PBI）、としてオランダの税務当局によって認定営利団体、Yobaの創設者であります。ヨーグルト、zomkom、obusheraとmutandabota含むYobaの種培養で作られた発酵製品は、などの基礎によって市販されてますが、生活基盤のためのYobaは、食品分野におけるアフリカの起業家のための所得創出活動を可能にする、現地生産と所有権を刺激されていません。生活基盤のためのYobaは、制御された細菌の発酵によって乳製品および穀類ベースの製品の現地生産を容易にするために、パートナーやボランティアのネットワークを介して乾燥された細菌の種培養物ですぐに使用できる袋を配布し、販売しています。

基本的な設備とこの資料に記載された新規発酵食品のスターター培養物を使用して、簡単な製造プロトコルは、家庭レベルでと資源の乏しい国における農村設定で高品質のプロバイオティクス発酵乳の製造を容易にします。腐敗生物および潜在的な病原性微生物の十分な低減または排除を得るために、30分間の最低乳を低温殺菌することが重要です。また、十分な加熱が続いて発酵乳26における架橋結合の形成をもたらすカゼインミセル25と会合するホエータンパク質17の変性を引き起こします。その結果、最終生成物の粘度は、より広範囲に加熱ミルク27と比較して増加します。高温で細菌を不活性化されるためには、45℃以上の乳の接種を回避することも重要です。 同様に、利用可能な場合とコスト-effective、UHTミルクの使用は、特に新鮮なスターターの製造のために、好ましいです。まず、UHT牛乳は不要な微生物から事実上無料です。第二に、UHT牛乳乳清タンパク質で広くそれらの分解やヨーグルト菌のその後の成長を促進し、細菌プロテアーゼのためのそれらをよりアクセスできるようにする、変性されています。冷却プロセスの間、タンパク質は、部分的に、したがって、接種前に再加熱はヨーグルトの生産のために有益である、それらの天然の状態にリフォールディング。望ましくないことが多いのpH &lt;4.​​4、と発酵乳で長時間発酵の結果。発酵は、冷蔵庫に発酵乳を配置することによって、適時に停止することができます。 アフリカでの現地生産ヨーグルトは、L.としてラクトコッカス28の有意なレベルを含むことが示されています一般undesirabある苦味29-32を有するペプチドの産生を引き起こす可能性がありますラクティス 、ル31。したがって、発酵が45と35°C 15,28の間の温度で行われることが重要です。温度はゆっくりと半制御された環境での発酵中に減少しますので、接種は45°C、許容最高温度で行われます。発酵中の十分な分離は、35℃以下の温度の低下を回避することが不可欠です。 農村環境におけるヨーグルトのマニュアル制作は、腐敗生物による微生物汚染の比較的高いリスクを持っています。特に、酵母はヨーグルトで酸性条件下で伝播することができます。酵母の汚染により、その貯蔵寿命33,34を短くすぐにまたは有意にヨーグルトを損なう、インキュベーション相中または貯蔵中のいずれかで、過度のガス発生をもたらすことができます。酵母レベルは、すべての連絡先ウィット前に加熱殺菌および/またはナトリウムすべての調理器具の次亜塩素酸や機器と洗浄することで最小限に抑えることができます<html>時間牛乳やヨーグルト。酵母腐敗が発生した。特に後、重度かつ広範な殺菌・洗浄は、汚染を除去するために必要とされます。 上記で概説したリスクは明らかに資源貧困国では、この生産プロトコルのアプリケーションの成功は、そのマニュアル性質とそれに関連する増加腐敗速度によって制限されていることを示しています。腐敗率は、冷却設備が不足しているか、電気の高度変動可用性を持っている地域であっても高くなります。また、手頃な価格、高品質の包装材料へのアクセスの欠如が記載されているプロトコルの取り込みを制限することができます。必要な機器は、基本的で普遍的であるが、研究室やキッチン温度計が不可欠です。最後に、現在、国の唯一の限られた数は、凍結乾燥スターター培養物を生成する機能を持っています。ほとんどの資源の乏しい国は、これらの施設を欠いているため、この製品を得るために輸入に依存しています。 食料品のうち_content &quot;&gt;、発酵乳を含むヨーグルトは、プロバイオティクス細菌の最も一般的な車両である。発酵乳の製造は温度計とは別に、特別な装置を必要としない。したがって、上記の組み合わせは、単純なと最初の一般的なプロバイオティクススターター培養13を説明しました生産プロトコルは、資源の乏しい国における農村地域の家庭やコテージ産業レベルでの生産を含む任意の場所ではほとんど誰によってプロバイオティクス発酵乳の制御され、再現性および安全な生産を可能にします。伝統的に自然発酵、プロバイオティクスの同等のレベルを実践で細菌9を保証するものではありません。1グラムの小袋における自己安定スターター培養物は、費用対効果的にする場合は特に、通常はパッケージを開封した後に生存能力を失うスターター培養液を大量に購入する必要がなく、発酵食品を生産する小規模生産を可能にしますである、室温で高い相対湿度に維持我々の知識に他のすべての利用可能なヨーグルトスターター培養物のためのケース。ほとんどすべてのスターター培養物が原因で、このプロトコルに記載されているプレインキュベーション法に局所的に産生されるので、また、インポートされ乾燥した細菌の量は、最終製品中のプロバイオティック培養濃度0.1％未満、非常に低いまま。 発酵乳の生産は、この記事で詳細に説明され、その後、（この記事で言及されるように）他の食品の多くの種類を発酵するために適用することができるプロバイオティック発酵食品を製造する技術を習得するための最初のステップとなることができます。基本的な発酵乳をアップグレードするには、可能な次のステップは、実の果実発酵乳の製造です。これは、発酵35,36の後発酵乳と混合するために保存する無菌果物の準備保存もしくは既製の果物の購入（果実、砂糖、必要に応じていくつかの添加剤の混合物）が必要です。

この記事では、健康上の利点を証明されている種培養物の助けを借りて、栄養価の高いとプロバイオティクス発酵乳および他のプロバイオティック発酵食品の製造を可能にする生産プロトコルについて説明します。プロトコルは、資源に乏しい国を含め、任意の場所で誰でも実行するために堅牢かつ簡単です。 サハラ以南のアフリカでは、子どもの死亡&lt;5年の21％は、29％が2特にロタウイルス病因によって引き起こされるの下痢1、によって引き起こされます。これは、Lの1×10 10 CFUの推奨用量を含有する発酵食品の毎日の消費量が示されていますラムノサス GGは、腸の健康を刺激し、ロタウイルス関連下痢症3-7の発生率および重症度を軽減します。 善玉菌はすべてサハラ以南のアフリカ8-10にわたる伝統的な発酵食品の広い範囲で存在します。しかし、これらの食品は、ほぼ独占的に家庭のprodですucedは、比較的短い貯蔵寿命を持ち、発酵11の制御されない性質のために安全上のリスクが増加しています。さらに、これらの伝統的な食品の消費量は、都市化とアフリカ10,12における食生活の一般的な欧米のために低下します。 一般的なプロバイオティクス細菌L. L.と同じですラムノサス yoba 2012 13、 ラムノサス GGは、L.のための原特許後に導入されましたラムノサス GGは14を満了していました。乾燥した種培養物は、室温で少なくとも1年間の貯蔵期間後の生存率を高く維持し、約0.1のW Aを有する（データは示さず）。 種培養物は、1gを部分にパッケージされ、100 L発酵乳の最大の生産のために使用することができます。一つまたは二つのバッチ日を製造する場合、スターター培養物は、前夜からの週に最大1,000 Lの生産能力に到達することができRY-日新鮮な牛乳。 L.の使用S.とラムノサス yoba 2012 15を伝播するプロバイオティクス乳酸桿菌は、他の著者によって報告されていないユニークな細菌共同体であることができるアジュバント文化としてサーモ C106。製造プロトコルは、16時間の期間インキュベートした後、いわゆる新鮮なスターターをもたらす、牛乳1Lに凍結乾燥スターター培養（種培養）のコンテンツを一つのパッケージ（1 g）を再懸濁することを含みます。新鮮なスターターは、その後、ミルクの100 Lの最大値を接種するために使用されます。プレインキュベーションのこの方法によりゴフ16で説明した例のような直接のインキュベーションと比較して製造コストを低減すること、使用する凍結乾燥した細菌の量を減少させます。この論文に記載されているプロトコルのために使用される製剤は非常にRで、その結果、このような貯蔵寿命安定性と容易なストレージおよび処理などの凍結乾燥培養物の利点を維持しますeproducible発酵。 また、生産プロトコルは、先進国17で使用される標準的な製造方法とは対照的に、ハイテク機器を必要としないこの資料に記載されています。 成功しObushera、Kwete、宇治、およびZomkom、すべての穀物ベースの伝統的発酵食品のために示されているように最後に新鮮なスターターは、発酵食品の広い範囲の生産のための他の（非乳製品）原材料の接種に使用することができますウガンダ（第2）、ケニア、ブルキナファソ、それぞれ15から。これは、アフリカ18で開発された発酵食品の膨大な量のわずかな割合です。 発酵は、酵素および/または微生物の活動を通して、消化率が増加している製品にでんぷん、糖やタンパク質などの高分子の内訳です。発酵は、サハラ以南のアフリカで広く使用される技術です。水着乾燥して、それを塩漬けとのエーテルが施設や缶詰9,19などの工業技術を冷却の非存在下での食品保存を可能にします。伝統的な発酵は、多くの場合、前のバッチからの小さな部分は、発酵を促進し、発酵の失敗11の機会を減らすために、新しいバッチに追加されたバックスロッピングを、使用しています。ハリソンとトムキンズ20は、トウモロコシ、ソルガムやキビに基づいて、アフリカの伝統的な発酵食品の広い範囲を説明し、有益な役割は、これらの食品は、小児期の下痢と関連した死亡率を減少させることによって、例えば、離乳子どもたちにもたらすことができます。 NOUTとサーカー19は、広く西部アフリカで消費された発酵キャッサバ皿の伝統的な製造が記載されています。フランツらは 9穀物や野菜食品、でんぷん質の根の作物の食品と動物性蛋白食品に分類アフリカ発酵食品の広範な説明を提供します。それに加えて、NarvhusとGadaga <s&gt; 21まで具体的にアフリカの発酵乳の伝統的な製造が記載されています。 特に家庭生産の場合にはプロバイオティック発酵乳（または他の発酵食品）の製造のために、冷凍庫の利用可能性は、凍結部分に新鮮なスターターを格納することが有利です。資源の乏しい国では、発酵乳の製造は、牛乳生産のコミュニティによっても実行することができます。ウガンダの地域社会との現在の経験は、酪農協同組合が独自のミルクの供給からヨーグルトの生産を取るのに適したエンティティであることを示しています。より大きなパンに発酵乳の大きなバッチを調製することも、しかしあまり好ましくない、可能であるが、ミルク缶の利用可能性は、有利です。さらに、電力や資源の乏しい国で地元のお店やキオスクの施設の冷却それに接続された存在の可用性は、ビジネスの拡大と縮小Oで利点があります腐敗によるFの損失。しかし、ソルビン酸カリウムの添加により、プロトコルに説明するように、周囲温度で数日間ヨーグルトを保存し、電源変動時にspoilagesを低減することができます。

<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

ラクトバチルス・ラムノサス yoba 2012及びストレプトコッカスサーモ C106の新規乾燥した細菌共同体は、牛乳1リットル中で培養します。この新鮮なスターターは、発酵乳および自宅または農村環境における小規模のいずれかで、他の発酵食品の製造に使用することができます。新鮮なスターターの場合は、牛乳1Lを熱源の上に配置された水を含む、より大きな鍋の中に収まるパンで低温殺菌されています。この水浴中、牛乳を加熱し、30分間85℃でインキュベートします。その後、牛乳を真空フラスコに移し、45℃、乾燥した細菌を接種し、30°Cと45°Cの間に少なくとも16時間放置し冷却します。頻繁な家庭生産のために、新鮮なスターターは、発酵乳の最大2 Lの少量の生産のために使用することができるアイスキューブ、に凍結されます。資源の乏しい国の小規模生産のために、ミルクiの最大100 Lの殺菌続いて30分間85℃で火、水および加熱を充填した大きなソースパンに入れされ、ミルク缶で行わ秒を45℃に冷却しました。次に、100Lのバッチを前述した1Lの新たに調製したスターターを接種します。 30と45℃の間の温度で効果的な発酵を保証するために、牛乳は12時間、毛布で覆われていることができます。非乳発酵食品の製造のために、新鮮なスターターは、12時間、チーズクロスに残され、そして排出オフホエーは、その後、野菜やcereal-含む、食品原料の広い範囲の接種のために使用することができますベースの食品。

表1の左側は、プロトコルのセクション1の概略図を示します。これは、表の右側のセクション2と3の一般的な組み合わせ図が続いています。 この記事で説明したように生産プロトコルを使用して種培養物を接種した乳の発酵プロファイルを記録した。 図1（セクション1で説明したように）新鮮なスターターの発酵を示している。 図2は、発酵乳（最終製品の発酵を示しています、セクション2および3）に記載の方法。農村地域で実際に厳密な温度制御が困難であるので、測定は37℃の温度及び45℃で行いました。 37℃での発酵のために、試験した2つの袋の酸性化プロファイルは発症のわずかな違いを示します約30分の指数関数的な酸性化の、両方の新鮮なスターターの製造及び最終生成物です。両方の培養物の最終pH値は、16時間後に同一です。 伝播L.のための典型的なpH値と力価ラムノサスとS.サーモ株 別の発酵食品の記載された製造手順は、表2に記載されています以下。L.のための細胞数は、 ラムノサスとS.サーモは、一般的に適用される微生物のめっき方法を用いて、それぞれ、MRS寒天培地とLM17で測定しました。 L.の最終的な細胞数ラムノサス yoba 2012は、それぞれ、1.7×10 7、3.7×10 9および3.3×10 9 CFU ml -1の発酵乳、kweteと宇治のためでした。最終pH値は、それぞれ、発酵乳およびkweteのための4.3と4.2でした。予備的な結果は、potasの追加発酵の前に負にも影響しないがsiumソルビン酸は、生存L.の数を増加させますラムノサス yoba生産（データは示さず）、2週間後にヨーグルト2012細菌。 図3は、発酵乳と比較して非発酵乳の屈折率（RI）検出器と組み合わせた高速液体クロマトグラフィー（HPLC）の結果を示します。結果は、乳減少ラクトースレベルが、乳酸レベルおよびガラクトースレベルは種培養の代謝活性の結果である、増加しつつあることを示します。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/54365/54365fig1.jpg" /> 半からなる新鮮なスターターの図1発酵プロファイルが（1.5％脂肪、3.5％タンパク）スキムミルク。ミルクの1リットルは、種培養の小袋（1g）を接種し、37℃で発酵させました16時間- （••••、重複）だけでなく、45°C（、複製- - - ）。 pHは4.4で、直線（----）は、発酵が完了したときを判断する指標として挿入されている。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/54365/54365fig2.jpg" /> 半製発酵乳（最終製品）の図2発酵プロファイルが（1.5％脂肪、3.5％タンパク）スキムミルク。乳1リットルの新鮮なスターターの20gで接種し、37℃（で発酵させた•• 16時間、複製） - ••、重複）だけでなく、45°C（ - - - 。 pHを4.4に直線（----）は、発酵が完了したときを判断する指標として挿入されています。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/54365/54365fig3.jpg" /> 非発酵乳（黒）と種培養（青）で16時間発酵乳の 図3. HPLC溶出パターンが。溶出パターンは、ラクトースおよびガラクトースおよび乳酸の生産の消費を示しています。糖および弱酸は、保持時間を基準とUV吸光度および屈折率のピーク面積比に同定された。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="表1" src="/files/ftp_upload/54365/54365tbl1.jpg" /> 表1種培養アプリケー<html>ションプロトコル。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/54365tbl1large.jpg" target="_blank">この表の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="表2" src="/files/ftp_upload/54365/54365tbl2.jpg" /> 発酵食品の。データさまざまな ラクトバチルス・ラムノサス yoba 2012 の表2の伝播は、コルトら 15から得ました。特に明記しない限り、発酵は37℃で行いました。 L.の細胞数rhamnosuのyoba 2012およびS. 1×10 6〜1×10 7 CFU mlの間で変化の両方接種後のサーモ C106 -1。機能mutandabotaスタータがもっぱらL.を含んで調製しました。 ラムノサス yoba 2012 Mpofu ら 24によって報告されるように。 ND、決定していません。D / 54365 / 54365tbl2large.jpg &quot;ターゲット=&quot; _空白 &quot;&gt;この表の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 補足ファイル。現地生産と農村アフリカのプロバイオティクスヨーグルトの販売。ショットや写真を用いて作製し、クリップは加工、包装、販売に牛乳受信してから、最終的にプロバイオティクスヨーグルトの50 Lのバッチの消費に開始バリューチェーンを示しBalawoliとNamagera、ウガンダ、月2016年に撮影されています基本的な機器の。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54365/yoba_production_in_Uganda_suppl_material.mp4" target="_blank">ダウンロードするにはこちらをクリックしてください。</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.

プロバイオティクス発酵食品の小規模製造のための新規生産プロトコル

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 ビュー.  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. 

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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.

フィロスフィアおよび植物発酵における微生物叢の組立を研究するためのグノトバイオティクスシステム

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 ...

環境学

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.

厳密嫌気性/無酸素条件下での微生物の培養のための培地製剤

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

生化学

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.

高品質発酵魚製品の調製

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.

多様な微生物群集の高密度栽培のための新しいバイオリアクター

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

生物工学

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.

マウスにおける強制経口投与に続いてプロバイオティクス酵母の形質転換および消化管免疫組織から彼らの回復

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

免疫・感染学

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.

自動 Microbioreactor 技術を用いた異種タンパク質生産の最適化のための汎用プロトコル

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.

メタ生物研究と保存のためのバイオレメディエーションおよびプロバイオティクス開発のための微生物株の探知

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.

微生物化学およびタンパク質生産のための光制御発酵

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.

乳酸菌の培養・増殖・生存率:品質管理の視点から

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