Odpady przemysłu ziemniaczanego jako podłoże do hodowli bakterii mlekowych

• Autorzy: Sip A. , Le Thanh-Blicharz J. , Siergiej K. , Lesiecki M. , Lewandowicz G.

Warianty tytułu

EN

Potato starch industry wastes as media for the cultivation of lactic acid bacteria

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wycierka ziemniaczana oraz woda sokowa są produktami odpadowymi przemysłu skrobiowego, aktualnie zagospodarowywanymi głównie na cele paszowe. W odniesieniu do wycierki, dane literaturowe wskazują również na możliwość jej zastosowania do produkcji bioetanolu. Niestety część tego surowca nie nadaje się do przerobu tą metodą, ponieważ jest zbudowana z monomerów niepodatnych na fermentację etanolową. Dlatego też w niniejszej pracy podjęto próbę wykorzystania odpadów przemysłu ziemniaczanego, tj. wycierki ziemniaczanej oraz wody sokowej, jako podłoży do hodowli probiotycznych bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum KBiMŻ LAB15. Szczególny nacisk położono na możliwość zagospodarowania nieprzydatnych do wytwarzania bioetanolu produktów hydrolizy wycierki, tj. frakcji ciekłej powstałej w wyniku działania pektynaz na wycierkę oraz frakcji stałej powstałej po działaniu kompleksem enzymów (pektynaz, amylaz i celulaz). Stwierdzono, że zarówno świeża wycierka ziemniaczana, jak i produkty jej hydrolizy mogą być komponentami podłoży do hodowli probiotycznych bakterii L. plantarum. Szczególnie efektywnie badane mikroorganizmy rosły w wycierce wzbogacanej sokiem z ziemniaka lub jego hydrolizatem. Maksymalna liczebność ich komórek w podłożach na bazie tych składników była porównywalna do uzyskiwanej w podłożu MRS rekomendowanym do hodowli bakterii mlekowych. Ustalono jednocześnie, że frakcja ciekła powstała w wyniku hydrolizy wycierki pektynazą gwarantowała lepszy wzrost L. plantarum niż świeża wycierka. Mimo wysokiej efektywności wzrostu aktywność metaboliczna L. plantarum w podłożach zawierających wycierkę ziemniaczaną oraz produkty jej przetwarzania była znacznie niższa niż w podłożu MRS.

EN

Potato pulp and juice are the waste products of the potato starch industry usually used as fertilizers. With respect to potato pulp , there are literature recommendations for its use as a raw material for bioethanol production . However, a part of potato fibre is not appropriate for that purpose, because is formed with not fermentable monomers. The aim of the study was to examine the usefulness of potato pulp and juice for the cultivation of probiotic bacteria Lactobacillus plantarum. Special attention was paid to the possibility of use of products of enzymatic hydrolysis of potato pulp which are unsuitable for ethanol fermentation. It was found that both fresh potato pulp, as well products of its enzymatic hydrolysis are useful as cultivation medium for probiotic L. plantarum bacteria. Especially effective was potato pulp enriched with fresh or hydrolysed juice. Their number was even higher than in the MRS medium recommended for the cultivation of lactic acid bacteria. Liquid fraction resulting for pectynolysis of the pulp was more effective as cultivation medium than the fresh pulp. Despite the high efficiency of the growth, the metabolic activity of L. Plantarum cultivated in media containing potato pulp and its processing products is significantly lower than in the MRS medium.

Słowa kluczowe

PL

przemysl ziemniaczany; odpady przemyslowe organiczne; bakterie kwasu mlekowego; hodowla mikroorganizmow; podloza hodowlane; wycierka ziemniaczana; hydroliza enzymatyczna

• Wydawca: -
• Czasopismo: Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego
• Rocznik: 2016
• Tom: 71
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.65-80,rys.,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Sip A.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań

autor

Le Thanh-Blicharz J.

• Zakład Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych w Poznaniu, Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im.prof.Wacława Dąbrowskiego, ul.Starołęcka 40, 61-361 Poznań

autor

Siergiej K.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań

autor

Lesiecki M.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań

autor

Lewandowicz G.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 48, 60-627 Poznań

Bibliografia

• 1. Bardowski J. (2006). Żywią i bronią. Academia, 4 (8), 34-35
• 2. Białas W., Lesiecki M., Leja K., Lewandowicz G. (2010). Produkcja bioetanolu z wycierki ziemniacznej. Ocena przydatności obróbki hydrotermicznej do wstępnego przetwórstwa. Zesz. Nauk. Post. Nauk Rol., 557, 467-477
• 3. Celka K. (2011). Hydroliza enzymatyczna soku ziemniaczanego w recyrkulacyjnym reaktorze membranowym wyposażonym w ceramiczną jednostkę separacyjną. Praca magisterska, UP w Poznaniu
• 4. Dallagnol A. M., Pescuma M., De Valdez G. F., Rollán G. (2013). Fermentation of quinoa and wheat slurries by Lactobacillus plantarum CRL 778: proteolytic activity. Appl. Microbiol. Biotechnol., 97(7), 3129-3140
• 5. Gołubowska, Lisińska. (2005). Zmiany tekstury i zawartości związków pektynowych w ziemniakach podczas produkcji frytek. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 1 (42), 63-70
• 6. Gomes A. M. P., Malcata F. X. (1999). Bifidobacterium spp. and Lactobacillus acidophilus: biological, biochemical, technological and therapeutical properties relevant for use as probiotics. Trends Food Sci. Tech., 10, 139-157
• 7. Hansen M. A. T., Hidayat B. J., Mogensen K. K., Jeppesen M. D., Jørgensen B., Johansen K. S., Thygesen L. G. (2013). Enzyme affinity to cell types in wheat straw (Triticum aestivum L.) before and after hydrothermal pretreatment. Biotechnol. Biofuels., 6, 54
• 8. Khalid N. M., Marth E. H. (1990). Proteolytic Activity by Strains of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus casei. J. Dairy Sci., 73 (11), 3068-3076
• 9. Lesiecki M., Białas W., Lewandowicz G. (2012). Enzymatic hydrolysis of potato pulp. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment., 11 (1), 53-59
• 10. Lewandowicz G., Kowalczewski P., Białas W., Olejnik A., Rychlik J. (2012). Rozdział frakcji soku ziemniaczanego różniących się masą cząsteczkową i charakterystyka ich aktywności biologicznej. Biuletyn IHAR, 266, 331-344
• 11. Libudzisz Z., Kowal K., Żakowska Z. (2008). Mikrobiologia techniczna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
• 12. Mayer F., Hillebrandt J. O. (1997). Potato pulp: microbiological characterization, physical modification and application of this agriculture waste product. Appl. Microbiol. Biot., 48, 435-440
• 13. Miedzianka J., Pęksa A., Smolarczyk E. (2010). Zastosowanie przemysłowego soku ziemniaczanego do otrzymywania preparatów białka arylowanego. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 557, 261-273
• 14. Oda Y., Saito K. Yamauchi H., Mori M. (2002). Lactic Acid Fermentation of Potato Pulp by the Fungus Rhizopus oryzae. Curr. Microbiol., 45, 1-4
• 15. Pastuszewska B., Taciak M., Tuśnio A. (2007). Koncentrat białka ziemniaczanego w żywieniu zwierząt monogastrycznych. Post. Nauk Rol., 5, 91-106
• 16. Pei H. Y., Hu W. R., Liu Q. H. (2010). Effect of protease and cellulase on the characteristic of activated sludge. J. Hazard. Mater., 178 (1-3), 397-403
• 17. PN-75/A-04018:1975/Az3:2002. Produkty rolniczo-żywieniowe. Oznaczanie azotu metodą Kjeldahla i przeliczenie na białko
• 18. Rytel E. (2010). Wybrane substancje odżywcze i antyżywieniowe ziemniaka i zmiany ich zawartości podczas przetwarzania na produkty spożywcze. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 557, 43-61
• 19. Saito K., Noda T., Tsuda S., Mori M., Hasa Y. Kito H., Oda Y. (2006). Effect of the dates of extraction on the quality of potato pulp. Bioresource Technol., 97, 2470-2473
• 20. Sip A., Olejnik-Schmidt A., Sawicka E., Kubiak M., Lewandowicz G. (2010). Charakterystyka autochtonicznej mikroflory wycierki ziemniaczanej. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 557, 455-466
• 21. Sip A., Grajek W. (2010). Probiotics and Prebiotics. W: Functional food product development. Red. Smith J., Charter E., Wiley-Blackwell Ltd., Publication, United Kingdom, 8, 146-177
• 22. Szymanowska D., Drożdżyńska A., Lewandowicz G. (2011). Wycierka ziemniaczana jako surowiec do produkcji bioetanolu. Zesz. Nauk. UE w Poznaniu, 206, 234-242
• 23. Tajner-Czopek A., Kita A., Rytel E., Gołubowska G. (2003). Zawartość polisacharydów nieskrobiowych i ligniny w bulwach ziemniaka o różnej długości okresu wegetacyjnego. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 489, 291-299
• 24. Tardioli P. W., Pedroche J., Raquel L. C., Giordano R. L. C., Fernández-Lafuente R., Guisán J. M. (2003). Hydrolysis of Proteins by Immobilized-Stabilized Alcalase-Glyoxyl Agarose. Biotechnol Progr, 19, 352-360
• 25. Turquois T., Rinaudob M., Taravel F. R., Heyraud A. (1999). Extraction of highly gelling pectic substances from sugar beet pulp and potato pulp: influence of extrinsic parameters on their gelling properties. Food Hydrocolloid., 13, 255-262
• 26. Tuśnio A., Pastuszewska B., Swiech E., Taciak M. (2011). Response of young pigs to feeding potato protein and potato fibre – nutritional, physiological and biochemical parameters. J. Anim. Feed Sci., 20 (3), 361-378
• 27. Yunoki K., Musa R., Kinoshita M., Tazaki H., Oda Y., Ohnishi M. (2004). Presence of higher alcohols as ferulates in potato pulp and its radical-scavenging activity. Biosci. Biotech. Biochem., 68 (12), 2619-2622