FLANDERS' FOOD RADAR

Het potentieel van functionele starterculturen verkend

Uit een recent doctoraatswerk blijkt dat bacteriële starterculturen goed gedijen in zout- en caloriegereduceerde levensmiddelen. Functionele starterculturen bieden hierbij kansen om het aroma, de textuur en microbiële veiligheid van dergelijke voedingsproducten te verhogen.

Functionele starterculturen

Verschillende levensmiddelen zijn afkomstig van fermentaties uitgevoerd door micro-organismen. Oorspronkelijk waren deze bedoeld om de houdbaarheid te verlengen, bijvoorbeeld via een verzuringseffect in het geval van melkzuurbacteriën.  Vandaag de dag kan men echter via functionele starterculturen additionele functionaliteiten zoals smaak, aroma, textuur, gezondheidsbevorderende eigenschappen  en voedselveiligheid toevoegen aan voedingsproducten.  In een doctoraatsonderzoek aan de Vrije Universiteit Brussel (Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie IMDO) onderzocht ir. Frédéric Ravyts de praktische toepasbaarheid van aan de onderzoeksgroep IMDO reeds intensief bestudeerde starterculturen van melkzuurbacteriën en coagulase-negatieve stafylokokken.  Bepaalde van deze stammen bleken duidelijke toegevoegde waarde te kunnen geven aan droge gefermenteerde worst, zuurdesem en yoghurt. 

Listeria inhiberen in droge gefermenteerde worst

In het  onderzoek werd de bacteriocineproducerende Lactobacillus sakei CTC 494 met succes in situ getest op inhibitie van Listeria monocytogenes in kunstmatig geïnoculeerde droge gefermenteerde worst.  Hierbij werd succes geboekt in zowel een Belgisch type gefermenteerde worst, een Italiaans type gefermenteerde worst als een Cacciatore salami, waarbij hogere Listeria-reductie werd bekomen dan in een controleworst met een niet-bacteriocineproducerende startercultuur. 

Daarmee presteerde Lactobacillus sakei CTC 494 beter dan twee commerciële, antilisteriële starterculturen die eveneens werden getest. 



Meer aroma in droge gefermenteerde worst

Een screening van coagulase-negatieve, vleesgeassocieerde stafylokokken toonde dat het commercieel toegepaste species Staphylococcus carnosus slechts een beperkt aromavormend potentieel heeft.  Daarentegen was de productie van 3-methyl-1-butanol, één van de merkers voor bacteriële aromavorming in gefermenteerde worst, hoger voor  Staphylococcus xylosus. Ook werd hogere aromaproductie waargenomen voor stammen van Staphylococcus succinus en Staphylococcus sciuri, die ongebruikelijk zijn in commerciële starterculturen. 

Deze aromatische stammen bleken goed te gedijen onder milde verzuringscondities die kenmerkend zijn voor Zuid-Europese types droge gefermenteerde worst.  Sterke verzuringscondities, zoals die zich voordoen in Noord-Europese types droge gefermenteerde worst, inhiberen echter de groei van aromatische stafylokokken.  Veranderingen in zout- en vethoeveelheiden hadden daarentegen geen invloed. 

Zuurdesembrood met fruitig aroma

Uitgaande van twaalf verschillende melkzuurbacteriën werden tarwezuurdesems bereid en werd de bacteriële populatiedynamica en verzuring opgevolgd.  Hierbij bleken Lactobacillus plantarum IMDO 130201 en Lactobacillus fermentum IMDO 130101 voor dieper verzuurde broden te zorgen.  Na een smaaktest van de twaalf zuurdesembroden  werden vijf stammen geselecteerd voor grondige analyse van hun aromaprofiel met chromatografie en massaspectrometrie.  Lactobacillus sakei IMDO CG1 en Lactobacillus crustorum LMG 23699 produceerden grote hoeveelheden 3-methyl-1-butanol dat verder werd omgezet tot 3-methylbutylacetaat waardoor zuurdesems met een fruitig aroma werden verkregen.  Verder zorgde Lactobacillus amylovorus DCE 471 door een verhoogde α-amylase-activiteit voor broden met een hoger volume.

 



Verlaagde synerese en verhoogde smeuïgheid van magere yoghurts

 Als laatste onderdeel van de studie werd de invloed onderzocht van verschillende exopolysacharide (EPS)-producerende melkzuurbacteriestammen op yoghurts met laag vetgehalte. Een lagere synerese en een verbeterde textuur en sensorische eigenschappen werden verkregen voor yoghurts geproduceerd met Streptococcus thermophilus LY03 en Streptococcus thermophilus 5077.  Met Streptococcus thermophilus ST 111 werd ook dergelijk effect waargenomen mits melkpoeder aan de melk werd toegevoegd.  De EPS doen, als extracellulair vrijgestelde suikerpolymeren, duidelijk dienst als natuurlijke textuurverbeteraars.  EPS-producerende melkzuurbacteriestammen zijn dan ook een waardig alternatief voor additieven, zoals verdikkingsmiddelen, en bieden mogelijkheden om verdikking, stabilisatie, emulsifiëring of gellering van yoghurts te optimaliseren.

 


Besluit

Deze studie droeg bij tot de evaluatie van functionele starterculturen, in het verleden effectief bevonden tijdens laboratoriumstudies, in eigenlijke levensmiddelenfermentaties. Het is duidelijk dat de functionaliteiten van starterculturen beïnvloed kunnen worden door de toegepaste ingrediënten en technologische parameters. Een beredeneerde selectie van starterculturen kan gemaakt worden door de procescondities af te stemmen op de kinetiek van de toegepaste micro-organismen.

Bronnen

  • Doctoraatsthesis ‘Impact of functional starter cultures on safety and quality of fermented foods’, Frédéric Ravyts, Vrije Universiteit Brussel, 23 september 2010.  
  • Ravyts F. et al., 2008, Competitiveness and antibacterial potential of bacteriocin-producing starter cultures in different types of fermented sausages, Journal of Food Protection, 71, 1817-1827. 
  • Ravyts F. et al., 2009, Kinetics of growth and 3-methyl-1-butanol production by meat-borne, coagulase-nagative staphylococci  in view of sausage fermentation, International Journal of Food Microbiology, 134, 89-95. 
  • Ravyts F. et al., 2010, The application of staphylococci with flavour-generating potential is affected by acidification in fermented dry sausages, Food Microbiology, 27, 945-954.

Nuttige links

  • VUB Onderzoeksgroep Industriële Microbiologie en Voedingsbiotechnologie (IMDO)
  • Contact Promotor: Prof. Dr. ir. Frédéric Leroy, Co-promotor: Prof. Dr. ir. Luc De Vuyst 
  • Een deel van dit onderzoek werd uitgevoerd in het kader van de Flanders’ FOOD projecten ‘Vetreductie en/of –vervanging’ en ‘Natriumreductie en/of vervanging’
  • Lopend Flanders’ FOOD project Innocereal 

Technologisch aanbod

  • Deze starterculturen kunnen op vraag geproduceerd worden voor commerciële toepassing. Hiertoe kan u contact opnemen met Eric De Mol (THT; eric.demol@tht.be; tel: 081 719920). 

Nuttige links