Vekst, metabolisme og hemming av mugg i surdeigsbrød ved bruk av melkesyrebakterier, propionsyrebakterier og kalsiumpropionat

Abstract

Mugg i bakverk er et problem som fører til høyt matsvinn. Innen industriell baking representerer mugghemmende bakteriekulturer et interessant alternativ til kjemiske konserveringsmidler. Baking med surdeig er en gammel tradisjon, og kunnskapen om lengre holdbarhet på brød bakt med surdeig har lenge blitt observert. Likevel er det begrenset kunnskap som utdyper om hemmende effekt mot mugg, og om surdeig tilsatt propionsyrebakterier (PSB) gir økt mugghemmende effekt. PSB er spesielt interessant på bakgrunn av at tidligere forskning viser høy effekt av propionsyre tilsatt som kjemisk konserveringsmiddel for å hemme muggvekst. Hovedmålet for denne masteroppgaven var å undersøke den hemmende effekten av melkesyrebakterier (MSB) og PSB på muggvekst i surdeigsbrød. Den mugghemmende effekten kommer i stor grad av lav pH, organiske syrer og andre spesifikke mugghemmende komponenter produsert av bakteriene. Innledningsvis ble vekst og metabolisme av ulike MSB (n=9) og PSB (n=10) studert i henholdsvis MRS og natriumlaktatbuljong (SLB). Evnen til å senke pH, omdanne karbohydrater og melkesyre, og produsere organiske syrer ble analysert. Surdeig inokulert med utvalgte stammer MSB og PSB, som produserte høy mengde organiske syrer og senket pH-verdien vesentlig i buljong, ble inkubert ved 30 ℃ i henholdsvis 24 og 48/168 timer før prøveuttak og analyse. Brød ble bakt med surdeig tilsatt MSB, Pediococcus (P.) pentosaceus 12 og Leuconostoc (L.) citreum 45 enkeltvis og miks med Lactobacillus (Lb.) plantarum 15D, uten og med kalsiumpropionat. Skivet brød ble inokulert med muggsoppene Aspergillus niger ATCC10577, Penicillium roqueforti, og Fusarium sp., og inkubert og visuelt observert i 3 uker ved 25 ℃. Av de studerte MSB produserte Lb. plantarum 15D, P. pentosaceus 120, Lb. fermentum 314 og L. citreum 45 høy mengde melkesyre og eddiksyre henholdsvis analysert til over 7667 og 3711 mg/kg og senket pH til rundt 4,30 i MRS. Av de studerte PSB produserte Propionibacterium freudenreichii LMG 3001, ATCC 9616, ISU P50 og LMG 2948 høy mengde propionsyre og eddiksyre henholdsvis over 3060 og 1468 mg/kg og senket pH til rundt 6,20 i SLB. Innholdet av eddiksyre i surdeigsbrødene lå innenfor verdiene 936 til 1145 mg/kg og for melkesyre innenfor verdiene 4005 til 4709 mg/kg. Det ble ikke analysert signifikante forskjeller i innhold av hverken melkesyre eller eddiksyre mellom de ulike surdeigsbrødene. Det var heller ikke mulig å skille visuelt mellom grad av hemming av muggvekst mellom de ulike surdeigsbrødene. De observerte resultatene for hemming av muggvekst i surdeigsbrødene sammenlignet med kontrollbrødet indikerte svak hemming av A. niger og Fusarium sp. Mens for P. roqueforti var det ikke mulig å observere noen forskjeller i muggvekst mellom surdeigsbrødene og kontrollbrødet. Surdeigsbrød tilsatt kalsiumpropionat hemmet alle de undersøkte muggsoppene i høy grad, hvor P. roqueforti var mest resistent og vokste fram etter 5 dager inkubering. Resultatene indikerer at en synergistisk effekt mellom surdeig og kalsiumpropionat hemmer mugg godt.

Mold in bakery products is a problem that leads to high amounts of food waste. In industrial baking, mold-inhibiting bacterial cultures represent an interesting alternative to chemical preservatives. Baking with sourdough is an old tradition, and has long been known to prolong the shelf life of bread baked with sourdough. Nevertheless, there is limited knowledge regarding the inhibitory effect against mold, and whether propionic acid bacteria (PAB) added to sourdough provides an increased mold-inhibiting effect. PAB is particularly interesting because previous research shows a high effect of propionic acid, when added as a chemical preservative to inhibit mold growth. The main goal of this master's thesis was to investigate the inhibitory effect of lactic acid bacteria (LAB) and PAB on mold in sourdough bread. The mold-inhibiting effect is largely due to low pH, production of organic acids and other specific mold-inhibiting components produced by the bacteria.