Original title:
Příprava a stabilita piva s přídavkem probiotických bakterií
Translated title:
Preparation and stability of beer enriched by probiotics
Authors:
Kočnar, Michal ; Mikulíková, Renata (referee) ; Márová, Ivana (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2019
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a sledováním biologické stability piva obohaceného probiotiky. V práci byly použity kmeny probiotických bakterií Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium breve a Bifidobacterium bifidum. Teoretická část je rozdělena do dvou sekcí. V první sekci jsou obecně charakterizována probiotika, jejich role v rámci střevní mikroflóry a mikrobiologie konkrétních probiotických mikroorganismů se zaměřením na bakteriální rody Lactobacillus a Bifidobacterium. Dále jsou zmíněny některé faktory ovlivňující viabilitu a růst probiotik. V této části jsou také popsány biologické účinky probiotik na lidský organismus a jejich potenciální klinické aplikace. Druhá sekce teoretické části se věnuje technologii přípravy piva, jeho chemickému složení a jednotlivým pivním stylům. V experimentální části byla nejprve provedena optimalizace metod stanovení koncentrace a viability buněk probiotických bakterií. Pro stanovení těchto parametrů bylo vybráno několik technik, konkrétně metoda kultivační, metoda průtokové cytometrie a metoda spektrofotometrického měření zákalu. Následně byly spektrofotometricky naměřeny růstové křivky použitých kmenů probiotik v MRS médiu. Probiotické bakterie byly kultivovány v modelových vzorcích piva, tj. v MRS médiích s několika různými koncentracemi ethanolu. Lze konstatovat, že ethanol neměl podstatný vliv na růst probiotik. Následně byly provedeny experimentální kultivace jednotlivých probiotických bakterií i jejich směsí v devíti reálných vzorcích piva. Ve sledovaných vzorcích nedocházelo u žádného kmene k nárůstu koncentrace viabilních buněk. Naopak bylo zaznamenáno snížení koncentrací, přičemž větší pokles nastal u samostatných kmenů a menší pokles u směsí. Určité hodnoty koncentrací živých buněk však byly po uplynulé době kultivace stanoveny ve všech případech. Bylo připraveno světlé, svrchně kvašené pivo s přídavkem probiotik, u kterého byla sledována koncentrace viabilních buněk probiotických bakterií v průběhu 37 dní kvašení. Téměř u všech vzorků došlo ve výsledku k poklesu koncentrace o dva řády CFU/ml. Živé buňky probiotických bakterií byly ovšem na konci kvašení zjištěny u všech vzorků připraveného piva. Nejvyšší dosažená koncentrace viabilních buněk probiotik v připraveném pivu, stanovená kultivační metodou, byla rovna (3,80 ± 0,14)10^5 CFU/ml. Ve vybraných vzorcích byly na základě HPLC-RI analýzy kvantifikovány pro pivo běžné koncentrace ethanolu, kyselina mléčná nebyla detekována. U vybraných vzorků byla také provedena senzorická analýza. Na základě výsledků experimentální části a s využitím literatury je v práci diskutována optimální technologie přípravy piva obohaceného probiotiky.
The presented diploma thesis is focused on the preparation and the monitoring of the biological stability of beer enriched with probiotics. Probiotic bacterial strains of Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium breve and Bifidobacterium bifidum were used in this study. The theoretical part is divided into two sections. In the first section, probiotics are generally characterized, and their role within a gut microbiota is described. Next, the microbiology of particular probiotic microorganisms including the genera of Lactobacillus and Bifidobacterium is described. Then, some factors influencing the viability and the growth of probiotics are stated. In this section, biological effects of probiotics on the human organism and their potential clinical applications are described. The second section of the theoretical part deals with the technology of brewing, the chemical composition of beer and particular beer styles. In the experimental part, the methods of probiotic bacterial cell concentration and viability determination were optimized. Several techniques for determination of these parameters were selected, particularly the cultivation method, flow cytometry and the spectrophotometric measurement of turbidity. Then, the growth curves of the probiotic strains were measured in MRS medium. Probiotic bacteria were cultivated in model beer samples, i.e. in MRS media with several different concentrations of ethanol. It is possible to say that ethanol did not have significant effect on probiotics growth. Next, experimental cultivations of individual probiotic bacteria and their mixtures in nine real beer samples were conducted. No increase of viable cells concentrations was detected in the samples. On the contrary, a decrease of the concentrations was observed, mainly in the samples with individual bacterial strains. However, certain values of viable cells concentrations were determined at the end of the cultivations in all cases. A pale, top-fermented beer was brewed and supplemented with probiotics, and the concentrations of viable probiotic cells were monitored during 37 days of fermentation. A decrease of concentrations by two orders of magnitude of CFU/ml was observed in almost all samples. Yet, viable cells of probiotic bacteria were detected in all samples of beer at the end of the fermentation. Maximal concentration of viable probiotic cells in the brewed beer was determined with the cultivation method at (3,80 ± 0,14)10^5 CFU/ml. Chosen samples were analyzed with HPLC-RI method that quantified the common beer concentrations of ethanol in all chosen samples, lactic acid was not detected. Sensory analysis was conducted as well. Based on the results of the experimental part and the bibliography, an optimal technology of the preparation of beer enriched with probiotics is discussed in this study.
Keywords:
Bifidobacterium bifidum; Bifidobacterium breve; flow cytometry; Lactobacillus acidophilus; probiotic beer; probiotics; sour ale; Bifidobacterium bifidum; Bifidobacterium breve; kyseláče; Lactobacillus acidophilus; probiotické pivo; probiotika; průtoková cytometrie
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/177461
guest ::
