Applicability of fructophilic lactic acid bacteria in food industry

Abstract

The aim of this study was to discover fructophilic lactic acid bacteria in Finnish samples and to see their potential for use as probiotics in the food industry. Fructophilic lactic acid bacteria use fructose as the energy source but in some circumstances they can also use other carbohydrates. This study was conducted at the Functional Foods Forum, University of Turku. The bacteria used in the food industry should survive stresses during food processing and storage. Usually the process includes heating and during storage, so called post-acidification may occur because lactic acid bacteria produce lactic acid. Also, if bacteria are used as probiotics, they should survive to the intestines. Four methods were used to simulate stressful situations which bacteria may encounter in the food industry and after that in the humans gastric and intestinal conditions. These methods were heat shock at 60 and 70 °C, acid tolerance at pH 3.3 and simulated gastric juice and bile juice tolerance. Based on the results there are only a few strains which survived the tests be considered for follow-up tests in different kind conditions. The heat shock test indicated that some fructophilic lactic acid bacteria have quite good heat tolerance, but the acid tolerance study indicated that all of the fructophilic lactic acid bacteria prefer neutral pH. Based on the result, fructophilic lactic acid bacteria might be suitable for food use.

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia, onko fruktofiilisiä maitohappobakteereja mahdollista käyttää elintarviketeollisuudessa, jossa niitä mahdollisesti käytettäisiin probiootteina. Fruktofiiliset maitohappobakteerit käyttävät energianaan fruktoosia tai tietyissä olosuhteissa muitakin monosakkarideja. Sokerien fermentointiin fruktofiiliset maitohappobakteerit käyttävät kahta eri fermentointipolkua, homo- sekä heterofermentatiivista. Opinnäytetyö tehtiin Turun yliopiston Funktionaalisten elintarvikkeiden kehittämiskeskuksella. Tutkimuksessa käytettiin neljää menetelmää, joilla mallinnettiin elintarviketeollisuuden prosessien ja varastoinnin ja ihmiskehon asettamia stressiolosuhteita bakteereille. Bakteerien tulisi selvitä stressiolosuhteista monilukuisina ja lisääntymis- ja elinkykyisinä, jos niitä halutaan käyttää elintarviketeollisuudessa probiootteina. Menetelmät olivat lämpöshokki 60 ja 70 °C:ssa, haponkestävyys pH 3,3:ssa ja stimuloitu maha- ja sappinestekestävyys. Tutkimuksessa käytettiin kuuttatoista fruktofiilistä maitohappobakteerikantaa ja kahta paljon tutkittua probioottikantaa: Lactobacilus rhamnosus GG:tä ja Bifidobacterium animalis subsp. lactis Bb12:ta. Suurin osa fruktofiilisistä maitohappobakteereista kuoli kaikissa tutkimuksissa. Kaikista tutkimuksista selvisivät aina samat kannat parhaiten. Näitä kantoja voidaan harkita jatkotutkimuksien tekemiseen, koska niillä voisi olla todella hyvät mahdollisuudet selvitä esimerkiksi korkeammassa pH:ssa. Tulosten pohjalta on mietitty, millaisissa elintarvikkeissa fruktofiilisiä maitohappobakteereita voitaisiin käyttää.