Bacillus weihenstephanensis samkulturert med Pseudomonas spp. og Paenibacillus lactis i kjølelagret melk : vekst og produksjon av kvalitetsforringende komponenter

Abstract

Sammensetningen av den psykotrofe bakteriefloraen i melk endres over tid og påvirkes blant annet av årstid, kjøletemperatur og tidspunkt i holdbarhetsperioden. Hensikten med denne oppgaven var å undersøke hvordan Bacillus weihenstephanensis i samkultur med Pseudomonas spp. og Paenibacillus lactis, påvirker uttrykking av kvalitetsforringende komponenter i melk ved ulike temperaturer. Hovedfokus var proteolytisk aktivitet, men det ble også undersøk om samkultivering hadde en innvirkning på vekst hos bakterier sammenlignet med enkeltkultur. Bacillus weihenstephanensis produksjon av det emetiske toksinet cereulid ble også undersøkt. UHT-melk ble inokulert med Bacillus weihenstephanensis i samkultur med Pseudomonas spp. og Paenibacillus lactis. Inokulert melk ble lagret ved to ulike temperaturer: 8- og 15°C gjennom tre gjentak. Det ble tatt ut mikrobielle og kjemiske prøver ved dag 1, 2 og 5 for melk lagret ved 15°C, og ved dag 2, 4, 7 og 14 for melk lagret ved 8°C. Prøvene ble analysert for bakterievekst, peptid- og proteinnedbrytning, pH-verdi, kvantifisering av karbohydrater og organiske syrer samt deteksjon og kvantifisering av cereulid.

Resultatene viste at vekst av Pseudomonas dominerte i samtlige melkeprøver, ved siste uttak. Da Pseudomonas var samkultivert med Bacillus weihenstephanensis MC67 ved 8°C, førte dette til lavere vekst av Bacillus weihenstephanensis MC67. Sammenlignet med total bakteriekonsentrasjon i samkulturer ble det ikke avdekket vesentlig høyere proteolytisk aktivitet.

Pseudomonas dominerer i melk gjennom kjølelagring og kan hemme veksten av andre psykotrofe bakterier. Melken i dette forsøket ble inokulert med like mengder bakterier ved start. Slik er det derimot ikke naturlig i melk. Forslag til videre forskning omhandlende kan være å inokulere med ulike mengdeforhold av bakterier. Siden melken kjølelagres ved 4°C, kunne det vært hensiktsmessig å utføre lignende forsøk ved lavere temperaturer.

The composition of the psycotrophic bacterial flora in milk, changes over time and is influenced by factors like season, cold storage temperature and storage time. The purpose of this study was to investigate how Bacillus weihenstephanensis in co-culture with Pseudomonas spp. and Paenibacillus lactis, affects the expression of spoilage components under growth in cold storage milk. The main focus was proteolytic activity, but it was also investigated whether co-cultivation had an effect on Bacillus weihenstephanensis production of the emetic toxin cereulide. UHT milk was inoculated with Bacillus weihenstephanensis in co-culture with Pseudomonas spp. and Paenibacillus lactis. Inoculated milk was stored at two different temperatures: 8- and 15 °C through three replicates. Microbial and chemical samples were taken on day 1, 2 and 5 for milk stored at 15°C and at day 2, 4, 7 and 14 for milk stored at 8°C. Samples were analyzed for bacterial growth, peptide and protein degradation, pH, quantification of carbohydrates and organic acids, as well as detection and quantification of cereulide.

The results showed that growth of Pseudomonas dominated in all milk samples, at last withdrawal. When Pseudomonas was co-cultivated with Bacillus weihenstephanensis MC67 at 8°C, this resulted in lower growth of Bacillus weihenstephanensis MC67. Compared with total bacterial concentration in co-cultures, significantly higher proteolytic activity was not detected.

Pseudomonas dominates milk through cold storage and can out grow other psychotrophic bacteria. The milk in this experiment was inoculated with equal amounts of bacteria at the start. However, it is not like that in the natural environment in milk. Suggestions for further research on co-cultivation may be to inoculate with different amounts of bacteria. Since the milk in the dairy industry is cooled at 4°C, it could be expedient to perform similar experiments at lower temperatures.