Mikrobiota, vekst og metabolismestudier i private og kommersielle surdeiger

Abstract

En surdeig kan karakteriseres av et komplekst samspill mellom gjær, melkesyrebakterier og eddiksyrebakterier. For å forstå disse samspillene og hvordan de påvirker en surdeig, har det blitt gjort en rekke studier på mikrobiota og metabolisme i surdeiger de siste tiårene.

I denne oppgaven ble mikrobiota, vekst og metabolisme analysert i 21 private og 10 kommersielle surdeiger, samlet inn fra Ås, Oslo, Vestby og Spydeberg. Surdeigene hadde store forskjeller i mikrobiell sammensetning og det ble identifisert 10 ulike melkesyrebakterieslekter og en eddiksyrebakterieslekt. Disse slektene omfatter Levilactobacillus, Pediococcus, Companilactobacillus, Lacticaseibacillus, Latilactobacillus, Lactiplantibacillus, Fructilactobacillus, Furfurilactobacillus, Secundilactobacillus, Loigolactobacillus og Acetobacter. Surdeigene hadde lav tilstedeværelse av noen av de mest identifiserte bakteriene i surdeig som Fructilactobacillus sanfranciscensis og Lactiplantibacillus plantarum. Levilactobacillus brevis var den mest identifiserte bakterien, men var i få tilfeller dominant i surdeigene den ble funnet. Surdeigene inneholdt fire ulike gjærslekter og en muggslekt. Slektene inkluderer Saccharomyces, Kazachstania, Wickerhamomyces, Torulaspora og Alternaria. Kazachstania var den dominerende gjæren i seks surdeiger, og i prøvene hvor Kazachstania ble funnet ble det identifisert svært liten andel andre slekter. Saccharomyces ble funnet i flest surdeiger, men ble funnet sammen med Alternaria og Wickerhamomyces i mange av surdeigene. Wickerhamomyces var dominerende i syv surdeiger, men ingen av disse var kommersielle.

Vekst- og metabolismeforsøkene viste også store forskjeller mellom surdeigene. Melkesyre- og eddiksyrekonsentrasjonen i surdeigene varierte fra henholdsvis 2750-32511 ppm og 0-5156 ppm. Surdeigene inneholdt ofte lavere konsentrasjon av glukose enn av maltose, og kan tyde på at glukose er foretrukket energikilde i flere surdeiger. Celletallene varierte fra <6-9,8 KDE/g på LBS-agar og fra 5,1-8,4 på YM-agar. pH-målingene viste at surdeigene hadde pH 4 ± 0,6. Fire utvalgte surdeiger som ble videre studert hadde stabil metabolisme over tre uker, med små variasjoner i pH, celletall og organiske syrer.

Dette studiet gir et innblikk i forskjeller og likheter mellom surdeiger med ulik historikk. Det ser ut som at surdeigenes ulike opphav har hatt stor påvirkning på den mikrobielle sammensetningen, som igjen har påvirket deres vekst og metabolisme.

A sourdough can be characterized by complex interactions between yeast, lactic acid bacteria, and acetic acid bacteria. In order to understand these interactions and how they affect sourdough, numerous studies on microbiota and metabolism in sourdough have been conducted in the recent decades. In this study, microbiota, growth, and metabolism were analyzed in 21 private and 10 commercial sourdoughs collected in Ås, Oslo, Vestby and Spydeberg. The sourdoughs had big differences in microbial composition, with the identification of 10 different genera of lactic acid bacteria and one genus of acetic acid bacteria. These genera include Levilactobacillus, Pediococcus, Companilactobacillus, Lacticaseibacillus, Latilactobacillus, Lactiplantibacillus, Fructilactobacillus, Furfurilactobacillus, Secundilactobacillus, Loigolactobacillus and Acetobacter. The sourdoughs had low presence of some of the most commonly identified bacteria in sourdough, such as Fructilactobacillus sanfranciscensis and Lactiplantibacillus plantarum. Levilactobacillus brevis was the most frequently identified bacterium, but was rarely dominant in the sourdoughs where it was found. The sourdoughs contained four different genera of yeast and one genus of mold. These genera include Saccharomyces, Kazachstania, Wickerhamomyces, Torulaspora and Alternaria. Kazachstania was the dominant yeast in six sourdoughs, and in samples where Kazachstania was identified, there was a very small proportion of other genera. Saccharomyces was found in most sourdoughs, often alongside with Alternaria and Wickerhamomyces. Wickerhamomyces was dominant in seven sourdoughs, but none of these were commercial. The growth and metabolism studies also showed differences between the sourdoughs. The concentrations of lactic acid and acetic acid in the sourdoughs varied from 2750 to 32511 ppm and 0 to 5156 ppm, respectively. The sourdoughs often contained lower concentrations of glucose than maltose, suggesting that glucose is a preferred energy source in several sourdoughs. Cell counts varied from <6-9.8 log CFU/g on LBS-agar and from 5.1-8.4 on YM agar. pH measurements showed that the sourdoughs had a pH of 4 ± 0.6. Four selected sourdoughs that were further studied exhibited stable metabolism over three weeks, with small variations in pH, cell counts, and organic acids. This study provides insight into the differences and similarities between sourdoughs with different origins. It appears that the various origins of the sourdoughs had a big impact on their microbial composition, which in turn has influenced their growth and metabolism.