Δρ. Αναστάσιος Ακτύπης Εργαστήριο Γαλακτοκομίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Πανελλήνια Διοργάνωση «ΦΕΤΑ 2018» Σεπ 2018, Ελασσόνα

Transcript

1 Η μικροχλωρίδα των ελληνικών τυριών και η συλλογή μικροοργανισμών ACA-DC Α. Ακτύπης Ε., Μανωλοπούλου, Γ. Ζουμποπούλου, Μ. Γεωργαλάκη, Ρ. Αναστασίου, Μ. Κάζου, Β. Αλεξανδράκη & Ε. Τσακαλίδου Δρ. Αναστάσιος Ακτύπης Εργαστήριο Γαλακτοκομίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Πανελλήνια Διοργάνωση «ΦΕΤΑ 2018» Σεπ 2018, Ελασσόνα

2 Agricultural University of Athens Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής Ζωϊκής Παραγωγής & Υδατοκαλλιεργειών Αξιοποίησης Φυσικών Πόρων & Γεωργικής Παραγωγής Βιοτεχνολογίας Επιστήμη Τροφίμων και Διατροφής του Ανθρώπου Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης Εργαστήριο Γαλακτοκομίας 2

3 Η ποικιλότητα και εξέλιξη της μικροβιακής χλωρίδας κατά την τυροκομική διαδικασία Περιβαλλοντική χλωρίδα Ενδογενής χλωρίδα Ζύμες-Μύκητες, NSLAB Χρήση του Γαλακτικού, Πρωτεολύσεις, Λυπολύσεις Ωριμο Τυρί Πίεση Συναίρεση Πήξη Αλάτιση Οξίνηση ΩΡΙΜΑΝΣΗ Παστερίωση Εναρκτήρια LAB Παραγωγή γαλακτικού Πρωτεόλυση, λιπόλυση Αρωματικές ενώσεις Νωπό Γάλα Actinobacteria, Firmicutes, NSLAB, Proteobacteria

4 Η μικροχλωρίδα των τυριών Εναρκτήρια οξυγαλακτικά βακτήρια (SLAB) Οξύνιση του τυροπήγματος Δευτερεύουσα χλωρίδα (ΝSLAB) Ωρίμανση των τυριών

5 Χρήση εμπορικών Εναρκτήριων Οξυγαλακτικών Καλ/γειών Bασικό εργαλείο στην σύγχρονη τυροκομική πρακτική (Παστερίωση) DVS Εναρκτήριες (SLAB) (Μεικτές / Πολυστελεχιακές) Συμπληρωματικές ή Λειτουργικές (NSLAB) (Μονοστελεχιακές)

6 Λειτουργικές Ιδιότητες των NSLAB Τεχνολογικές : Συμβάλλουν στη δομή και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του τελικού προϊόντος Προστατευτικές : Αύξηση του χρόνου ζωής και της ασφάλειας Προβιοτικές: Βελτιώνουν την υγεία και ποιότητα της ζωής των καταναλωτών

7 Οι Καλλιέργειες παρέχουν ένα ευρύ σύνολο Λειτουργικών ιδιοτήτων ΟΞΥΝΙΣΗ Παραγωγή CO2 Βιοπροστασία Υφή-Δομή Διατροφή Επιλογή Καλλιεργειών Αλλαγές στο χρώμα Αναγωγική ισχύ Επιφανειακή Επικάλυψη Γεύση Άρωμα Ο συνδυασμός περισσότέρων μας παρέχει μεγαλύτερο εύρος ιδιοτήτων

8 Συλλογή μικροοργανισμών Εργαστηρίου Γαλακτοκομίας (ACA-DC) Διευθυντής Εργαστηρίου : καθ. E.Tσακαλιδου Iδρυτής: καθ. Γιώργος Καλαντζόπουλος, 1987 Καταγραφή Μελέτη Βιοποικιλότητα Διατήρηση Αξιοποίηση Υπεύθυνη : καθ. Ε. Τσακαλίδου

9 ACA-DC WFCC World Federation for Culture Collections CABRI Common Access to Biological Resources and Information ECCO European Culture Collections' Organisation

10 Καλλιέργειες - Από τη δοκιμή στην εφαρμογή Βήμα 1: Βήμα 2 : Βήμα 3 : Βήμα 4: Απομόνωση καλλιεργειών Μελέτη ιδιοτήτων Επιλογή Παραγωγή εμβολίου Ζυμώσεις προσομείωσης συνθηκών παρασκευής τροφίμων Αξιολόγηση τελικών προϊόντων

11 ph Micrococci (cfu/ml) Χρήση του βακτηριοσινογόνου στελέχους Str. thermophilus ACA- DC 0040 ως «προστατευτικού» στην παρασκευή Φέτας. Anastasios Aktypis, Eirini Anastasaki, Eugenia Manolopoulou Streptococcus thermophilus ACA-DC 0040 ως Προστατευτική καλλιέργεια : Thermophilin : Clostridium sp., Listeria sp. Variable Bacteriocin (AU/ml) Cheese Experimental Conrol Days of ripening ph Experimental Control Proteolysis (A340nm) Dry matter Fat (%) Salt (%) Experimental Control Experimental Control Experimental Control Experimental Control Cheese Color (0-15) Structure (0-30) Taste-Aroma (0-55) Total (0-100) Experimental Control Εξέλιξη του ph της φέτας κατά την ωρίμανση 6 5,8 5,6 5,4 5,2 5 4,8 4,6 4,4 4, ημέρες ωρίμανσης 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 1,0E+02 1,0E Ripening time (Days) Experimental Control

12 Inhibition Of Clostridium sporogenes By Streptococcus thermophilus ACA-DC 0040 Under Conditions Simulating Gruyere Cheese Production And Ripening Anastasios Aktypis 1, Stellina Baklagi 2, Marina Georgalaki 1 and Eugenia Manolopoulou 1

13 Επίδραση ζυμωμένου προσγάλακτος από το βακτηριοσινογόνο στέλεχος Streptococcus thermophilus ACA-DC 0040 στην μικροχλωρίδα της μυζήθρας. Ακτύπης Α., Κορωνιός Γ., Καμιναρίδης Μασούρας Θεόφιλος. ThermophilinT (in situ παραγωγή σε ζυμωθέν Πρόβειο γάλα (πρόσγαλα). Παρασκεή Μυζήθρας με την προσθήκη του προσγάλακτος (10%) Ανιχνεύσιμη ενεργότητα Thermophilin σε όλη την διαρκεια συντήρησης (15 ημέρες) Έντονη παρεμποδιστική δράση έναντι των κολοβακτηριοειδών σε αντίθεση με το μάρτυρα της παραδοσιακής παρασκευής όπου είχαμε αύξηση κατά 2 λογαριθμικούς κύκλους. Μείωση των Μικροκόκκων κατά 1log Δεν επηρεάσθηκαν οι ζύμες

14 The performance of Streptococcus macedonicus ACA-DC 198 as adjunct culture in Kasseri cheese production Rania Anastasiou, M. Georgalaki, E. Manolopoulou, I. Kandarakis, Luc De Vuyst, E. Tsakalidou Streptococcus macedonicus ACA-DC 198 Χρήση Συμπληρωματικής καλλιέργειας ως «Προστατευτικής» Macedocin (lantibiotic) Τυρί με καλά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά Διατήρηση της ενεργότητας της βακτηριοσίνης καθ όλη την διάρκεια ωρίμανσης

15 S. macedonicus ACA-DC 198 as protective culture in cheese production - 1 Pilot-scale Kasseri cheese production Kasseri A: commercial starter culture only Kasseri B: commercial starter culture and S. macedonicus ACA-DC 198 Kasseri C: S. macedonicus ACA-DC 198 only (Mi: Milk; B: Baski; K: Kasseri) 9 B1 B2 K0 K o C A K15 K30 K60 K90 7 log cfu/gr 6 5 B 4 3 Mpi B1 B2 K0 K7 K15 K30 K60 K90 Sample Enumeration of S. macedonicus, on M17 agar, supplemented with streptomycin Macedocin detection in Kasseri C. (A) Cheese samples heated (80 ο C, 10 min) (B) 15 cheese extracts

16 S. macedonicus ACA-DC 198 as protective culture in cheese production 2 Rania Anastasiou, Anastasios Aktypis, Marina Georgalaki, Marina Papadelli, Luc De Vuyst & Effie Tsakalidou Fermentations mimicking Kasseri cheese production Fermentation A: Clostridium spores only Fermentation B: Clostridium spores and S. macedonicus ACA-DC198 Fermentation C: Clostridium spores and commercial starter culture (Mi: Milk; B: Baski; K: Kasseri) 4 3 Log MPN/ml 2 1 A C Mi B1 B2 K0 K10 B 0-1 Mi B1 B2 K0 K10 K30 K60 K90 K120 K30 K60 K90 K120 Sample Macedocin detection in Fermentation B Inhibition of Clostridium spores 16

17 Εφαρμογή του Lactobacillus rennini ACA-DC 565 ως πρόσθετης καλλιέργειας στην παρασκευή Φέτας» Ακτύπης Α., Τσουμπρή Α., Τσακαλίδου Ε. Το στέλεχος Lb. rennini ACA-DC 565 απομονώθηκε από τυρί κοπανιστή και «Μανα» κοπανιστής. οι κύριοι μεταβολίτες: καρβονυλικές ενώσεις (π.χ. 3-μεθυλοβουτανάλη, 3-μεθυλο-βουτανόλη, 2-μεθυλο-βουτανόλη και βενζαλδεΰδη), οι οποίες αποτελούν προϊόντα αποικοδόμησης των ελεύθερων αμινοξέων και θεωρούνται ότι συμβάλουν σε σημαντικό βαθμό στη διαμόρφωση του αρώματος των τυριών. Αποτελεσματα Διατήρηση του φορτίου των Θeρμόφιλων γαλακτοβακίλλων σε υψηλό επίπεδο 8 log έναντι 5 log σε όλη τη διάρκεια ωρίμανσης Υψηλότερη πρωτεόλυση εκφραζόμενη σε 12%TCA WSN (υδατοδιαλυτό Ν) Προίόν με υψηλή αποδοχή Υψηλή επιβιωσιμότητα του Lb. rennini μετά από 60 ημέρες (7 log).

18 Lactobacillus fermentum ACA-DC 179 Προβιοτική ικανότητα «in vitro» και Προστατευτική έναντι TNBS προκαλούμενης κολίτιδας και Salmonella infection σε μοντέλα ποντικιών Zoumpopoulou G 1, Foligne B, Christodoulou K, Grangette C, Pot B, Tsakalidou E. 18

19 Lactobacillus fermentum ACA-DC 179 παρεμπόδιση in vitro παθογόνων streptococci Target strain L. fermentum ACA-DC 179 Inhibition (diameter, mm SD) S. macedonicus ACA-DC 198 S. agalactiae LMG 14694T S. anginosus LMG 14502T S. bovis LMG 8518T S. equinus LMG 14897T S. gordonii LMG 14518T S. mutans LMG 14558T - - S. oralis LMG 14532T S. pneumoniae LMG 14545T S. pyogenes LMG 21599T S. salivarius LMG 11489T S. sobrinus LMG 14641T - - S. thermophilus LMG 6896T S. thermophilus ACA-DC S. thermophilus ACA-DC S. thermophilus ACA-DC 1502a

20 log cfu/ml SL1344 Lactobacillus fermentum ACA-DC 179 παρεμποδίζει in vitro Salmonella typhimurium SL ,5 9,0 8,5 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 SL1344 PBS, ph X MRS, ph 6.5 ACA-DC 179 ACA-DC 287 ACA-DC Χρόνος επώασης, h 20

21 Lactobacillus fermentum ACA-DC 179 επάγει την έκκριση of αντι-φλεγμονωδών κυτοκινών σε ανθρώπινα PBMCs Strain pg ml -1 SEM IL-10 IL-12 TNF-α IFN-γ IL-10/IL-12 Unstimulated control L. fermentum ACA-DC L. plantarum ACA-DC S. macedonicus ACA-DC

22 Individual Wallace Score Lactobacillus fermentum ACA-DC 179 protects against TNBS induced colitis in a murine model Dead mice scored as Day 1-5 Intragastric administration of - L. fermentum ACA-DC S. macedonicus ACA-DC 198 once daily (10 8 cfu/animal) Day 5 Intrarectal administration of TNBS = Acute colitis 3 2 Day 7 Mice sacrificed Wallace scale inflammation scores 1 0 Control ACA-DC 198 ACA-DC cm

23 Survival (%) Lactobacillus fermentum ACA-DC 179 protects against Salmonella infection in a murine model Time (days) Day 1-5 Day 5 Week 3 Intragastric administration of - L. fermentum ACA-DC 179 ( ) - L. plantarum ACA-DC 287 ( ) once daily (10 8 cfu/animal) Intragastric gavage of S. typhimurium C5 (once, cfu per mouse) Mortality recorded Animals not treated with lactobacilli ( ) 23

24 Συμπηρωματική διατροφή με Lactobacillus plantarum PCA 236 ρυθμίζει την μικροβιακή χλωρίδα του εντέρου και την σύσταση των λιπαρών οξέων του γάλακτος Σε αίγες γαλακτοπαραγωγής 24

25 Animal feeding trial Dairy goat farm - Nicosia, Cyprus, May to June 24 female goats - Damascus breed Animals within their lactation period Control (n=12) & Probiotic (n=12) groups housed and milked separately Standard nutritional scheme during the morning and evening milking L. plantarum PCA 236 (isolated from Kasseri cheese) as lyophilised powder 4 g daily (12 log CFU/goat) during the morning and evening milking time Analysis on Day 0, 7, 14, 21 and 35 Microbiological analysis of faeces Follow up of L. plantarum PCA 236 in faeces Milk composition analysis Milk fatty acid content Milk antioxidant capacity Goat blood antioxidant capacity Immunoglobulins IgA, IgM and IgG in goat blood plasma 25

26 Effects L. plantarum PCA 236 ανάκτησή του από τα κόπρανα όλων των ποντικιών της ομάδας μελέτης Δεν παρατηρήθηκαν παρενέργειες σε όλα τον πληθυσμό που έλαβαν το L. plantarum PCA 236 Καλύτερη αφομοίωση της τροφής στην ομάδα μελέτης Δεν παρατηρήθηκαν διαφορές - αντιοξειδωτική ικανότητα του γάλακτος - αντιοξειδωτική ικανότητα του αίματος των αιγών και - Ανοσογλοβουλίνες IgA, IgM and IgG στο πλάσμα αίματος 26

27 Lactobacillus plantarum PCA 236 Ρυθμίζει την εντερική μικροχλωρίδα των αιγών γαλακτοπαραγωγής Total aerobic flora Clostridia Streptococci LAB and L. plantarum PCA236 ( ) ( ) Control ( ) Συμπλήρωμα διατροφής με L. plantarum PCA236 27

28 Lactobacillus plantarum PCA 236 ρυθμίζει την σύσταση των λιπαρών οξέων στο γάλα των αιγών Polyunsaturated vaccenic acid C18:1 t11 Rumenic acid (C18:2 c9-t11) linolenic (C18:3 n3) linoleic acid (C18:2 n6) White bars: Control treatment Grey bars: Feed supplementation with L. plantarum PCA236 28

29 Πανελλήνια Γιορτή ΦΕΤΑΣ στην Ελασσόνα Ευχαριστώ πολύ