aalto1 untyped-item.component.html
Exploring the antifungal activity of sourdough & baker’s yeast in extending bread shelf life
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Chemical Engineering |
Master's thesis
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
64
Series
Abstract
Bread is prone to mould spoilage, and while chemical preservatives are commonly used to inhibit mould growth, biopreservation has recently gained more interest in extending food’s shelf life. It utilises food’s natural or other beneficial microbes for preservation. This thesis explored the potential of baker’s yeast and sourdough (SD) as producers of biopreservative agents against three common bread spoilage moulds: Aspergillus ochraceus, Penicillium expansum and Rhizopus stolonifer.
The mould inhibition properties of baker’s yeast and SD culture supernatants against the spoilage moulds were determined using Bioscreen C growth analyser. It was additionally measured whether co-cultivations of the baker’s yeast or SD with the spoilage moulds, or cultivating SD in the presence of linoleic acid-rich oils (sunflower or wheat germ), enhance the possible inhibition properties of the culture supernatants. Furthermore, the use of the culture supernatants as antifungal sprays on bread to inhibit the growth of the spoil-age moulds was visually assessed.
Culture supernatants of baker’s yeast or SD co-cultures with R. stolonifer appeared to exhibit stronger antifungal activity than supernatants of the baker’s yeast or SD cultures. Despite the increase in antifungal activity, the most effective mould inhibition was achieved using supernatant from the original SD sample. When utilised as a spray on bread, an extension of several days in the bread’s mould-free shelf life was achieved. In contrast, SD fermentations in the presence of linoleic acid-rich oils did not increase the antifungal activity of the SD culture supernatants against the three moulds.
This thesis showed that microbial culture supernatants can be used as antifungal sprays on bread, inhibiting mould growth. This application shows promise in extending the mould-free shelf life, thereby helping to reduce food waste and consumer exposure to harmful mycotoxins. Furthermore, the use of microbial supernatants to partly or fully replace chemical preservatives aligns with growing consumer demand for their reduced use. The findings of this study provide a good starting point for future development, involving optimisation of the culture conditions and supernatant properties, and assessing the suitability for an industrial setting. Additionally, sensory evaluations should be performed on the supernatant-treated breads.
Leipä on altis homehtumiselle, ja vaikka kemiallisia säilöntäaineita käytetään yleisesti, biopreservointi on viime aikoina herättänyt kasvavaa kiinnostusta. Biopreservoinnilla tarkoitetaan elintarvikkeen luonnollisesti sisältävän tai lisätyn mikrobiston hyödyntämistä säilyvyyden edistämiseksi. Tämä opinnäytetyö tutki leivinhiivan ja hapanjuuren potentiaalista käyttöä leivän biopreservoinnissa kolmea yleistä leivän pilaajahometta, Aspergillus ochraceus, Penicillium expansum ja Rhizopus stolonifer, vastaan.
Leivinhiivan ja hapanjuuren kasvatusliuosten supernatanttien antifungaalisia vaikutuksia pilaajahomeita vastaan mitattiin Bioscreen C -laitteen avulla. Lisäksi mitattiin, voisiko tätä mahdollista vaikutusta tehostaa leivinhiivan tai hapanjuuren mikrobiston yhteiskasvatuksilla pilaajahomeiden kanssa, tai lisäämällä linolihappopitoisia öljyjä (auringonkukka- tai vehnänalkioöljy) hapanjuurikasvatuksiin. Lisäksi supernatanttien mahdollista tehoa leivän pinnalle suihkutettavana homeiden kasvua hidastavana aineena tarkasteltiin silmämääräisesti.
Leivinhiivan tai hapanjuuren ja R. stolonifer -homeen yhteiskasvatusten supernatantit vaikuttivat osoittavan korkeampaa antifungaalista aktiivisuutta, kuin pelkän leivinhiivan tai hapanjuuren supernatantit. Vaikka antifungaalinen aktiivisuus lisääntyi, voimakkain homeenkasvua hidastava vaikutus saavutettiin käyttämällä alkuperäisestä hapanjuurinäytteestä suoraan erotettua supernatanttia. Suihkutettuna leivän pinnalle, sillä saavutettiin usean päivän pidennys leivän homeettomaan säilyvyysikään. Sen sijaan linolihappopitoisten öljyjen käyttö hapanjuurikasvatuksissa ei nostanut supernatanttien antifungaalista vaikutusta pilaajahomeita vastaan.
Tämä opinnäytetyö osoitti, että mikrobiviljelmien supernatantteja voidaan hyödyntää leivän pinnalle suihkutettuna homehtumista hidastavana aineena. Tulokset olivat lupaavia, sillä leivän homeeton säilyvyysaika piteni, mikä auttaisi vähentämään ruokahävikkiä ja kuluttajien altistumista homeiden haitallisille mykotoksiineille. Lisäksi näiden supernatanttien käyttö, joilla voitaisiin osittain tai kokonaan korvata kemialliset säilöntäaineet, vastaa kuluttajien kasvavaa kysyntää säilöntäaineiden vähentämiseksi. Tulokset tarjoavat hyvän lähtökohdan jatkokehitykselle viljelyolosuhteiden ja supernatantin ominaisuuksien optimointiin, sekä menetelmän soveltuvuuden arviointiin teollisessa mittakaavassa. Lisäksi suihkutetuille leiville tulisi suorittaa aistinvaraisia arviointeja.
Description
Supervisor
Jouhten, PaulaThesis advisor
Sibakov, JuhaniLoponen, Jussi