"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF6715
ETF6715 (ETF6715) "Piimatööstuse juuretiste selektsiooni strateegiad (1.01.2006−31.12.2009)", Kaarel Adamberg, Tallinna Tehnikaülikool, Keemia ja materjalitehnoloogia teaduskond.
ETF6715
Piimatööstuse juuretiste selektsiooni strateegiad
Selection strategies for dairy starter cultures
1.01.2006
31.12.2009
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.16. Biotehnoloogia (loodusteadused ja tehnika) 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).34,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.12. Bio- ja keskkonnateadustega seotud uuringud, näiteks biotehnoloogia, molekulaarbioloogia, rakubioloogia, biofüüsika, majandus- ja tehnoloogiauuringud 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)33,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.3. Geneetika 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)33,0
PerioodSumma
01.01.2006−31.12.2006257 280,00 EEK (16 443,19 EUR)
01.01.2007−31.12.2007257 280,00 EEK (16 443,19 EUR)
01.01.2008−31.12.2008259 320,00 EEK (16 573,57 EUR)
01.01.2009−31.12.2009248 947,00 EEK (15 910,61 EUR)
65 370,56 EUR

Aastasadu valmistati hapupiimatooteid spontaanse kääritamise teel, kuid tänapäeva kõrgete hügieeninõuete juures, kus nii protsessid kui ka tooted peavad olema kontrollitavad ja suunatavad ja standardiseeritavad, ei ole defineerimata juuretised rakendatavad. Eriti mõjutab selline protsess juustu valmimist, kus igas regioonis on väljakujunenud oma mikrofloora, kes määrab ära juustu organoleptilise omapära. Lisaks sellele on hakatud üha rohkem tähelepanu pöörama toodete lisaväärtuse tõstmisele probiootiliste juuretiste näol. Teades, et probiootilised bakterid omavad potentsiaali tõstmaks inimeste elukvaliteeti, ei ole põhjalikult uuritud bakterite kasvufaasi (eksponentsiaalne kasv, lag- või statsionaarse faasi kultuur jne.) mõju nende probiootilistele omadustele (happe- ja sapitaluvus, adhesioonivõime epiteelirakkudele jne). Me püstitame hüpoteesi, et eksponentsiaalse faasi kultuur on orienteeritud kasvule ja seega vähem kohanenud stressiseisunditega. Kiiretes protsessides (nt jogurti tootmine) on probiootilised bakterid on oluliselt aeglasema kasvuga kui jogurtibakterid ja nad ei suuda kohaneda kiiresti saabuvale stressiolukorrale. Statsionaarse faasi ja termo- või pH-šoki läbinud kultuuril (nt juustutootmisel) on aktiveeritud stressivalkude süntees ning seetõttu võiksid säilida nende eluvõime rasketes seedetrakti tingimustes ja ka nende probiootiline omadused. Käesoleva töö eesmärgiks on 1) selgitada välja bakterite füsioloogilise seisundi mõju probiootilistele omadustele, 2) analüüsida tehnoloogiliselt tähtsate keskkonnatingimuste mõju proaktiivsete bakterite metabolismile ja 3) selekteerida tehnoloogiliselt ja probiootiliselt funktsionaalseid mesofiilsete laktobatsillide tüvesid juustu sekundaarse mikrofloora ja inimese mikrofloora kollektsioonidest. Laktobatsillide selekteerimiseks ja kasvukarakteristikute määramiseks kasutame originaalset auksoakselerostaattehnoloogiat ja ühefermenterilist seedetrakti simulatsioonisüsteemi.
Hundreds of years dairy products were made with spontaneous fermentation. Nowadays high hygienic standards do not allow to use undefined starters in modern technologies where controlled and standardized processes are needed. Especially it failures cheese manufacturing as local microflora gives the characteristic taste and texture to cheeses of specific regions. Nowadays trends require the healthy functional products. One way is addition of probiotic bacteria to dairy products that seems to be the best carrier for these pro-active microorganisms. It has been shown that some bacteria have health-supporting effect to human stabilizing gut microflora, inhibiting the growth of pathogenic bacteria, having immunostimulatoral effects etc. However, the effects of growth stages of bacteria (exponential growth, lag or stationary phases)on the probiotic properties of bacteria (acid and bile tolerance, adhesion to epithelial cells etc.) are not thoroughly studied. We made hypothesis that exponential phase culture is orientated to growth and is not able to quickly adapt stress conditions. It might be crucial in processes where probiotic cultures cannot grow up before stress conditions as other starter bacteria have several times faster growth rate (ex. yoghurt production). Stationary phase culture or heat shock culture might give advantages as in these stages stress protein expressions are activated and probably these bacteria are better to adapt in gut conditions remaining probiotic activites. The aim of this project is 1) to determine the effect of physiological state of bacteria on the probiotic properties, 2) to study the effect of technologically important environmental conditions on the metabolism of bacteria and 3) to select strains suitable for use as adjunct starters, which have probiotic potential. To determine the growth characteristics and select pro-active bacteria we use original accelerostat cultivation technologies and single fermenter gastrointestinal tract simulator.