NO314117B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av et konserveringsmiddel basert på propionsyre, samt anvendelse av konserveringsmiddelet for animalske ogvegetabilske produkter - Google Patents

Abstract

Foreliggende oppfinnelse angår et konserveringsmiddel basert på propionsyre, egnet for animalske og vegetabilske produkter samt fremstilling og anvendelse av samme.Konserveringsmiddelet oppnås ved fermentering av myse eller komponenter av myse.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av et konserveringsmiddel basert på propionsyre, samt anvendelse av konserveringsmiddelet for animalske og vegetabilske produkter. Konserveringsmiddelet oppnås ved fermentering av myse.

Den viktigste komponenten i foreliggende oppfinnelse er propionsyre. Propionsyre produseres i dag hovedsakelig fra olje. Dette er en kostbar fremstillingsmåte, som i tillegg belaster miljøet med utslipp av drivhusgasser. Det har derfor lenge vært et behov for å utvikle produksjonsprosesser for propionsyre som er mindere miljøbelastende enn den som benyttes i dag.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer nettopp en slik produksjonsmetode ved biologisk fremstilling av propionsyre ved fermentering av myse. Produksjonen finner sted på en bærekraftig måte slik at middelet også er egnet for økologisk landbruk. I det påfølgende vil oppfinnelsen bli beskrevet i relasjon til grassurfor, men den kan også bli benyttet i andre for og biprodukter fra næringsmiddel og férvareindustrien, samt animalske og vegetabilske næringsmidler.

Det forventes at produksjonen av celler og metabolitter fira avfallskomponenter i næringsmiddel- og forvareindustrien vil øke. Særlig melkesyrebakterier (MSB) kan komme til å spille en essensiell rolle via etablerte og nye fermenteringsprosesser. I de seneste årene har og en økende interesse i bruk av propionsyrebakterier funnet sted (2nd Int. Symp. on Propionibacteria, Cork, Ireland, 1998). Dokumenterte mikroorganismer som propionsyrebakterier og laktobasiller akseptert for slik bruk (GRAS, Generally Regarded as Safe) har en særlig preferanse til konservering av f.eks. gras.

I meieriindustrien er den største utfordringen å utnytte myse fra produksjonen av hvitost og kasein på en bærekraftig måte. Myse representerer både en høy forurensningsbelastning som organisk avfall og et interessant biprodukt. Myse inneholder ernæringsmessige verdifulle proteiner som kan utnyttes i foredlede produkter av ulik art. Dette gir imidlertid betydelige volum av mysepermeat bestående av laktose og salter. Mysepermeat kan benyttes som for til både gris og drøvtyggere, men vil ha en redusert forverdi som følge av at proteinene er fjernet. Foreliggende oppfinnelse bidrar til en bærekraftig bruk av et av landbrukets biprodukter til konservering av animalske og vegetabilske produkter med bibeholdelse av forverdien ved konservering av gras såkalt surfor. Både fremstillingsmetode, produktet og anvendelsen av ovennevnte oppfinnelse anser vi for å være bærekraftig, miljøvennlig og produktet har en god helse, miljø og sikkerhets (HMS) profil.

I det etterfølgende skiller vi ikke mellom mysebaserte produkter (slik som mysepermeat) og kaller alle aktuelle fraksjoner for enkelhets skyld for myse.

Oppfinnelsen angår fremstilling av et lagringsstabilt konserveringsmiddel inneholdende de naturlige fermenterings-produktene propionsyre og andre Ci_g monokarboksylsyrer, deres salter, di- og monosakkarider og levende bakterier produsert på en bærekraftig måte. Produktet vil derfor være særlig egnet for økologisk landbruk. Videre vil propionsyra ha en hemmende effekt mot enterobakterier, mugg og gjærsopp under selve ensileringen av graset, mens tilsats av spesifikke propionsyrebakterier og melkesyrebakterier med produksjon av bakteriosiner tidlig vil kunne hemme bl.a. klostridier i graset. Klostridier i melka er igjen kjent for å gi problemer i forbindelse med ysting av hvitost hvor klostridie sporer fra foret via melka kan gi store økonomiske tap ved ødeleggelse av hvitostkvaliteten.

Ved studier av metabolske interaksjoner mellom immobiliserte celler av proionsyrebakterier og laktobasiller i bioreaktorer ble det overraskende funnet at det biologiske sluttproduktet kunne være vel egnet som et vandig konserveirngsmiddel for animalske og vegetabilske produkter. Særlig egnet vil det være for konservering av gras med stort potensiale siden surfor i deler av verden utgjør hoveddelen av vinter dietten til drøvtyggere. I økologisk landbruk er det samtidig behov for egnede ensileringsmidler som kan godkjennes i henhold til gjeldende krav til økologiske driftsmidler.

Nord-Europa, Nord-Vest Europa, Nord Amerika og Syd og Øst Asia er regioner med betydelig konservering av surfor. Organiske syrer er i stor grad anvendt som additiver for konserveringsmidler for gras og andre vekster og for konservering av biprodukter fra næringsmiddel og forvareindustrien. Bakterier og enzymer er også i bruk som ensileringsmidler for gras og andre forvarer, mens bruken av myse baserte ensileringsmidler kun sporadisk er nevnt i litteraturen. De plantematerialene som konserveres ved ensilering i Norge har gjerne lavt tørrstoffinnhold og lavt innhold av vannløselige karbohydrater. Kombinert med vårt kalde klima gir dette vanskelige ensileringsforhold, derfor er det nødvendig å benytte ensileringsmiddel for å oppnå surfor av god kvalitet.

11992/1993 gjennomførte Pestalozzi og Mould et forsøk på Særheim forskningssatsjon i Norge hvor myse ble benyttet til ensilering av gras. De benyttet mysekonsentrat av ca. 15% TS inneholdende laktose, myseproteiner og salter. Høye doseringsmengder på 40-801 per tonn gras ble benyttet. Basert på de vanlig brukte kvalitetsmålene for silofor som pH, innhold av smørsyre og ammoniakk-N var resultatene ikke tilfredstillende. Foringsforsøkene ga likevel like godt resultat for surfor med myse tilsetning som for maursyresurfor. Myse inneholder mye vann og tilsetting av bare myse gir en usikker fermentering noe også resultatene til Pestalozzi og Mould viste med høye konsentrasjoner av eddiksyre. Vår oppfinnelse med fermentering av mysa inneholdende utvalgte bakterier vil gi ytterligere forbedret surforkvalitet.

Svensk patentsøknadnr. SE 8006718 angår fermentering av myse ved hjelp av melkesyretolerante bakteriekulturer før oppkonsentrering og tilsetning til gras. I patentbeskrivelsen er det ikke beskrevet hemming av uønskede mikroorganismer. Patentet sier heller ikke noe om effektiv produksjon av den muggsopphemmende komponenten propionsyre eller antimikrobielle komponenter såkalte bakteriosiner, produsert av propionsyrebakterier og/eller melkesyrebakterier. Foreliggende oppfinnelse er en klar forbedring i forhold til dette patentet ved at propionsyrebakterier benyttes til å fermentere videre metabolitten melkesyre fra melkesyrebakteriene som er beskrevet i patentet til Mjolkcentralen Arla. I vår oppfinnelse produseres propionsyre som har hemmende effekter mot uønskede mikroorganismer typisk forefinnende i surfor. Videre tilfører vi levende propionsyrebakterier til graset via ensileringsmiddelet både for å produsere propionsyre under selve ensileringen og for å hemme uønskede klostridier ved effektive antimikrobielle stoffer såkalte bakteriosiner.

Således angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av et konserveringsmiddel egnet for animalske og vegetabilske produkter, kjennetegnet ved at den består av følgende trinn: (i) dannelse av et substrat bestående av myse eller komponenter fra myse, middel for å unngå mikrobiell kontaminering og alkalisk buffer; (ii) behandle substratet oppnådd i (i) med alginatkuler; (iii) fermentering av substratet oppnådd i (ii) med levende celler av propionsyrebakterier og melkesyrebakterier under tilsetning av base;

og eventuelt trinnene:

(iv) oppkonsentrering av det således oppnådde fermenteringsproduktet og eventuelt tilsetting av ytterligere Cj.g monokarboksylsyrer; (v) tilsettning av levende celler av propionsyrebakterier og/eller melkesyrebakterier

med antimikrobiell aktivitet til det således oppnådde fermenteringsproduktet.

Oppfinnelsen angår også anvendelse av konserveringsmiddelet fremstilt ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for konservering av animalske og vegetabilske produkter.

Det vandige konserveringsmiddelet fremstilles ved en bærekraftig produksjonsprosess basert på biproduktet mysepermeat som råstoff. Utnyttelsesgraden for mysa vil være på > 99,5%.

Mysepermeat fra ultrafiltrering og/eller konsentrat fra nanofiltrering konsentreres videre med vakuuminndamping til et totalt tørrstoffinnhold på 15-25 vekt-% før fermentering. I en kontinuerlig rørt bioreaktor omdannes mysepermeat til metabolske produkter ved hjelp av frie og/eller immobiliserte bakterier. Forut for fermentering i bioreaktoren dyrkes bakteriecellene i en filterfermentor i henhold til norsk patentnr. 174589, mens den kontinuerlige bioinnkapslingen finner sted i en kulegenerator patentert i Norge med patentnr. 174588. TINE Norske Meierier BA er patenthaver til begge disse to patentene.

Biokatalysatorene holdes tilbake i bioreaktoren under konstant pH ved tilsats av base og konstant temperatur, mens fermenteringsproduktene og gjenværende substrat forlater bioreaktoren via utløpet. Som base har en oppslemming ("slurry") av Ca(OH)2 vist seg særlig godt egnet, både fordi den kan pumpes og ikke minst fordi tilførsel av Ca<2+> sikrer stabile alginatkuler. Kapasiteten av prosessen og likevektsforhold er mindre avhengige av den spesifikke veksthastigheten til involverte mikroorganismer sammenlignet med en konvensjonell kontinuerlig reaktor med frie celler, hvor likevekt oppnås når den spesifikke veksthastigheten er lik fortynningshastigheten. Systemet beskytter samtidig mot kontaminering av uønskede mikroorganismer. Derfor kan bioinnkapsling av aktuelle bakterier enten brukt i separate kuler eller blandet i en gel matriks, benyttes til slik fermentering av mysepermeat. Dette utelukker imidlertid ikke bruk av frie celler i en batch eller feed-batch reaktor.

Oppfinnelsens bruk av ko-immobilisering og sameksistens er særlig nyttig. Når propionsyrebakterier og laktobasiller anvendes sammen, kan interaksjonen mellom bakteriecellene karakteriseres som kommensalisme, hvor en type bakterie produserer et essensielt substrat for omsetning av den andre bakterien. Kjernen i oppfinnelsen er omdanning av laktose til melkesyre med laktobasiller og påfølgende produksjon av propionsyre, eddiksyre mm. fra propionsyrebakterier. Det er også mulig å produsere propionsyre direkte fra laktose (myse) uten å ha melkesyrebakterier tilstede.

Optimale forhold for biosyntese av organiske syrer fra mysepermeat har vi bestemt til pH 6.0 og 35°C med et forholdstall for cellemeassen mellom propionsyrebakterier og laktobasiller på mellom 2:1 og 1:1. Disse forholdene gir tilnærmet like mengder av melkesyre produsert og utnyttet og en spesifikk produktivitet for propionsyre på > 0.2 g (g tørrvekt celler)'<1> ■ Ir<1>. Den volumetriske produktiviteten kan typisk optimaliseres ved å øke den immobiliserte cellemassen. Frigivelse av celler fra gel matrixen ved kontinuerlig fermentering og også mindre vekst i substratet gir mer enn 8.00 logi q kolonidannende enheter (kde)/ml av henholdsvis Propionibacterium og Lactobacillus. Inokulantene og/eller øvrige tilsatte bakterieceller kan enten bli inkludert i det vandige konserveringsmiddelet eller bli tørket og lagret separat, og mikset med konserveringsmiddlet umiddelbart før bruk.

Overlevelsen av celler gjennom lengre tids lagring viste seg å kunne økes ved å tilsette osmoprotektanten glyserol og reperasjonskomponenten kasaminosyrer til konserveringsmiddelet. Mange tilsetningsstoffer (polyoler, aminosyrer, aminer, polymerer og særlig karbohydrater) har vist seg å beskytte propionsyrebakterier og laktobasiller ved lav aw, både ved å kontrollere cellulært vanninnhold og ved å beskytte cellemembranen mot lekkasje.

Masseoverførings begrensninger vel kjent for immobiliserte systemer førte til en blandet melkesyre og laktose omsetning hos propionsyrebakteriene. En propionsyre reaktor konsentrasjon på 25 mmole l"<1> ved pH 6.0 og 30°C reduserer typisk den spesifikke produktiviteten for propionsyre med 10-20% bestemt ved satsvis produksjon. Produsert propionsyre medfører typisk redusert aktivitet som følge av inhibering. Høy pH (dissosiert syre) grunnet tilsatt alkali, seleksjon og adapsjon av bakteriekulturer, samt kontinuerlig fermentering reduserer betydningen av dette.

I forsøk hvor vi tilsatte kalsiumkarbonat til mysepermeatet observerte vi at det molare forholdstallet mellom propionsyre og eddiksyre økte, samtidig som vi fikk mer stabile gel kuler f.eks. når Ca-alginat ble benyttet. Forholdet mellom propionsyre og eddiksyre varierte betydelig avhengig av stamme av Propionibacterium, aerobe/anaerobe forhold, karbonkilde og tilstedeværelse av aminosyrer og citrat. P. acidipropionici ga også høyere propionsyre utbytte enn P. freudenreichii.

En annen observasjon var at kalium sorbat og/eller natrium benzoat, typisk 0,1-0,5 g/l reduserte risikoen for kontaminering av uønskede mikroorganismer under fermenteringen av mysepermeatet i den kontinuerlige rørte bioreaktoren. Sorbat og benzoat er begge mer effektive mot mugg og gjærsopp enn mot bakterier. Økende andel udissosiert syre (lav pH) gir økt hemming.

Til slutt kan det fermenterte vandige konserveringsmiddelet med særlig hemmende effekt mot mugg, gjærsopp, enterokokker og klostridier konsentreres med membranfiltrering eller vakuuminndamping. Membranfiltrering finner sted i 2 trinn henholdsvis nanofiltrering og omvendt osmose. Oppfinnelsen ga tilnærmet 100% gjenvinning av de vannløselige karbohydratene, 95% gjenvinning av melkesyre og ca. 70% gjenvinning av propionsyre og eddiksyre.

Den konsentrerte tilsetningen for konservering av surfor består av propionsyre, melkesyre, eddiksyre og andre organiske syrer (Cj.g) med tilhørende salter. Typisk tørrstoff konsentrasjon er 400-600 g/l og pH ligger typisk mellom 4,5 og 5,5. Konsentrasjonen av organiske syrer er typisk 50-300 g/l, men også andre C^.g monokarboksylsyrer med tilhørende salter kan bli tilsatt. Syrene forefinnes både på dissosiert og udissosiert form avhengig av pH og respektive syrekonstanter. Ensileringsmiddelet inneholder også en blanding av fermenterbare karbohydrater (laktose, glukose og galaktose), 5-35 vekt-% tørr stoff basert på vekten av konserveringsmiddelet.

CaCC>3 tilsettes i mengder på 0,1-2,0 vekt-% tørrstoff basert på vekten av konserveringsmiddelet. Middelet inneholder også kaliumsorbat og/eller natriumbenzoat i mengder av 0,025-1,0 vekt-% tørrstoff basert på vekten av konserveringsmiddelet og levende celler av respektive inokulanter i mengder på 6.00 til 11.00 logjo kde/ml av både Propionibacterium og Lactobacillus basert på volumet av konserveringsmiddelet. Bakteriecellene kan enten bli inkludert i det vandige konserveringsmiddelet direkte eller dyrkes separat, tørket og lagret separat før blanding med middelet umiddelbart før bruk. En spesifikk stamme av propionsyrebakterier og/eller melkesyrebakterier som produserer antimikrobielle stoffer mot bl.a. klostridier og mugg inngår som fermenteringsorganisme i bioreaktoren eller blandes med middelet før bruk. Dette gir surfor uten mugg, smørsyrebakterier og smørsyre.

Figure 5 viser overlevelse av Propionibacterium og Lactobacillus i fermentert og konsentrert mysepermeat tilsatt 0,1 M glycerol. Middelet ble lagret ved 20°C og pH 5 i 1 år uten framvekst av uønskede mikroorganismer eller utfelling av salter. Overraskende fant vi at overlevelsen av celler viste seg å være god under lengre tids ugunstige lagringsforhold. Overlevelsen kan bedres ved lav temperatur og optimalisering av lagringsbetingelser samtidig som konsentrasjonen av celler kan økes ved tilsetning direkte før bruk. Konserveringsmiddelet er også karakterisert ved at det typisk inneholder 0,1-1,0 vektprosent av både glyserol og kasaminosyrer som henholdsvis virker som en osmoprotektant og en reperasjonskomponent ved bakterie stress som langtids lagring under ugunstige forhold.

Tilsetting av andre bakterier som f.eks. stammer av Propionibacterium, Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus, Micrococcus, Pediococcus og/eller Leuconostoc kan være aktuelt. Enzymer andre enn de som naturlig finnes i graset eller som produseres mikrobielt under grasfermenteringen kan også tilsettes til graset.

Ved bruk av fermentert myse permeat inneholdende kalsiumsaltene av propionsyre, melkesyre, eddiksyre, og sukker som laktose, glukose og galaktose, samt inokulanter

(levende propionsyrebakterier og melkesyrebakterier) har ensileringsmiddelet følgende effekter: 1. De levende bakteriene vil umiddelbart starte fermentering av sukker i det tilsatte ensileringsmiddelet og frigjort sukker fra graset under dannelse av propionsyre, melkesyre og noe eddiksyre. Denne syreproduksjonen er mer effektiv enn i gras uten tilsetning, og de kalsiumnøytraliserte syrene i ensileringsmiddelet vil ikke hemme utviklingen av melkesyrebakterier og propionsyrebakterier i starten. Denne raske pH senkingen vil først hemme coliforme (enterobakterier) som vist i figur 1 og stoppe proteinnedbrytning i graset. 2. Når pH i grasmassen kommer ned i området 3.7-4.2 vil syreproduksjonen og aktiviteten til inokulantene stoppe opp. Da vil en også ha kommet så langt ned i pH at smørsyrebakterier hemmes i sin utvikling. Propionsyre og melkesyre som både er tilsatt og produsert i graset vil nå bidra til å hemme uønskede bakterier, fordi syrene går over i udissosiert form ved lav pH. At disse syrene tilføres gjør at en kan oppnå god konservering også av gras som har for lite sukker til å gi sikker konservering basert på kun naturlig gjæring. I tillegg kan bruk av spesielle inokulanter med bakteriocin-virkning øke effekten mot bl.a. smørsyrebakterier og mugg. 3. Når det er anaerobe forhold i surforet vil også ganske små mengder propionsyre og eddiksyre ha hemmende virkning på gjærsopp. Ved åpning av siloen vil da antall gjærsopp være lavere enn uten tilsetning. Dette vil gjøre foret mer stabilt og det går lenger tid før det blir varmgang i surfdrmassen. Slik varmgang skjer når gjærsopp starter aerob forbrenning av lettløselig næring (melkesyre, sukker etc). 4. Samtidig vil et redusert svinn av silofor ved forbedret kvalitet og økt lagringsstabilitet (hemming av mugg, gjærsopp og sporedannere) finne sted. Anvendelsen av denne oppfinnelsen vil gi økt utnyttelse av lokale ressurser. 5. Propionsyrebakterier tilsatt via inokulanten vil gi propionsyre i tillegg til det som er tilsatt med ensileringsmiddelet, og en effekt mot mugg i surforet kan oppnås. 6. I tillegg til disse konserveringseffektene vil ensileringsmiddelet ha en netto energiverdi for drøvtyggere som eter surforet med påfølgende forbedret økonomisk resultat for produsenten (melkeytelse og tilvekst). 7. Økt féropptak på grunn av grasets økte kvalitet, smakelighet og fordøyelighet vil også finne sted.

Ensileringsmiddelet sprayes på plantematerialet under høsting i rundballer eller silo eller ved overføring av gras fra vogn til silo. En doseringsmengde på typisk 3-6 1 per tonn gras vil forbedre kvaliteten og den biologiske forverdien på surforet.

Organiske syrer og sure salter anvendt i en mengde på 2-6 kg/tonn gras har den effekten at pH reduseres og dermed reduseres også plantenes respirasjon og proteolyse samtidig som uønskede bakterier som klostridier inhiberes, men også melkesyrebakterier inhiberes. Likevel er det i de fleste tilfeller melkesyregjæringen som er den dominerende prosess. Maursyre, vanligvis 85% konsentrasjon er et hyppig anvendt silokonserveringsmiddel hovedsakelig grunnet dets effektive surgjøring og antimikrobielle effekt, i følge McDonald et al. 1991 "The Biochemistry of Silage", Second Ed. Chalcombe Publications, Lincoln

UK.

Det negative aspektet ved å bruke maursyre, spesielt når det anvendes konsentrerte løsninger, er at ved kontakt med hud eller øyne kan det oppstå alvorlige skader. Et annet problem som kan oppstå er korrosjon på høsteutstyr for graset. På dette området skiller vår oppfinnelse seg ut ved at korrosjons, helse, miljø og sikkerhets aspektene er svært gode.

Etter å ha utført innledende tester ble det konstatert at et konserveringsmiddel inneholdende de naturlige fermenteringsproduktene propionsyre og andre C].g monokarboksylsyrer, deres salter, di- og monosakkarider og levende bakterier kan produseres ved den beskrevne bærekraftige fremstillingsmåten.

Oppfinnelsen og dens effekter er videre belyst i følgende eksempler, figurer og tabeller. Konserveringsmiddelet har i påfølgende eksempler fått benevnelsen FLP.

Fig. 1 viser utviklingen i fortørket gras for koliforme bakterier med dosering av 3 1

maursyre 85% per tonn gras og 3 1FLP per tonn gras som 40 vekt-% i småskala siloer.

Fig. 2 viser pH utviklingen i fortørket gras i laboratorie siloer for kontroll,

maursyre og FLP.

Fig. 3 viser utviklingen i fortørket gras for koliforme bakterier, melkesyrebakterier,

anaerobe sporedannere og mugg & gjærsopp uten dosering av FLP i småskala siloer.

Fig. 4 viser utviklingen i fortørket gras for koliforme bakterier, melkesyrebakterier,

anaerobe sporedannere og mugg & gjærsopp ved dosering av 61 FLP per tonn gras som 40 vekt-% i småskala siloer.

Fig. 5 viser overlevelse av propionsyrebakterier og laktobasiller i fermentert og

oppkonsentrert mysepermeat tilsatt glyserol.

Eksempel 1

Dette eksempelet viser ensilering av direkte høstet, fortørket og sterkt fortørket gras i syltetøyglass. Resultatene er vist i den følgende tabellen. Prøveuttak fra laboratoiresiloer fant sted under lagring i lufttett emballasje. Glassene ble lagret i klimarom ved 20°C etter henholdsvis tilsetning av vann til kontroll (3 l/tonn gras) og kunstig lagd 40 vekt-% FLP uten bakterier. FLP besto av <3>A laktose og salter og Va organiske syrer (forholdet 5:1 mellom propionsyre og melkesyre). Kalsiumkarbonat ble tilsatt som buffer til pH 6.

Som man kan se fra tabell 1 hadde det ferdige surforet tilsatt FLP noe lavere proteinnedbrytning enn kontrollene, men begge er ansett som gode etter innhold av ammoniakk-N. Som vi ser er også kontrollene uten dosering av ensileringsmiddel av god kvalitet. Dette skyldes god graskvalitet, høyt innhold av melkesyrebakterier, gode høstingsforhold og godt utført arbeid. Graset hadde et normalt innhold av vannløselige karbohydrater og lav bufferkapasitet noe som tilsier at grasmaterialet var relativt lett ensilerbart. Alle prøver med og uten tilsatt FLP var uten påviselig mugg og smørsyre (0%).

Eksempel 2

Dette eksempelet viser ensilering av fortørket gras i rundballer. 12 rundballer med FLP og 12 uten tilsetning ble ensilert i poser. Resultatene er vist i den følgende tabellen. Samme dosering på 3 l/tonn gras av kunstig lagd 40 vekt-% FLP uten bakterier ble benyttet.

Som man kan se fra tabell 2 hadde det ferdige surforet tilsatt FLP tilnærmet samme grad av proteinnedbrytning som kontrollen, men som vi ser er også kontrollen uten dosering av ensileringsmiddel av god kvalitet. Dette skyldes igjen god graskvalitet og gode ensileringsforhold. Alle prøver med og uten tilsatt FLP var fri for smørsyre (0%). Rundballane uten tilsats av FLP hadde alle et tydelig lag med mugg i sjiktet mellom pressafta og graset i posen. Mugg kunne derimot ikke påvises i de 12 rundballene med tilsats av FLP.

Eksempel 3

Dette eksempelet viser ensilering av fortørket gras i en tårnsilo. Resultatene er vist i den følgende tabellen. Samme dosering på 3 l/tonn gras av kunstig lagd 40 vekt-% FLP uten bakterier ble benyttet. Ingen varmeutvikling ble observert i siloen i respirasjonsfasen. Som man kan se fra tabell 3 var det ferdige surforet tilsatt FLP brukbart med hensyn til grad av proteinnedbrytning. Grassurforet var også her uten smørsyre (0%).

Eksempel 4

Dette eksempelet viser ensilering av direkte høstet og fortørket gras i syltetøyglass. Resultatene er vist i den følgende tabellen. Glassene ble lagret i klimarom ved 20 grader C. For kontrollen uten ensileringsmiddel ble vann dosert tilsvarende volumet 15 vekt-% FLP med og uten bakterier. Tilsetning ble utført tilsvarende 6 l/tonn gras med 40 vekt-% FLP. FLP besto av 3A laktose og salter og Vi organiske syrer (forholdet 1:3 mellom propionsyre og melkesyre). Middelet med bakterier inneholdt 8 log jø kolonidannende enheter av melkesyrebakterier per ml FLP og < 8 log]o kde propionsyrebakterier per ml FLP.

Som man kan se fra tabell 1 hadde det ferdige surforet tilsatt FLP noe lavere nedbrytning av protein enn kontrollene. Etter vanlige kriterier for bedømmelse var surforet av god kvalitet, uten spor av smørsyre. Som vi ser er også kontrollene uten dosering av ensileringsmiddel av god kvalitet. Dette skyldes igjen god graskvalitet, høyt innhold av melkesyrebakterier, gode høstingsforhold og godt utført arbeid. Graset hadde et høyt innhold av vannløselige karbohydrater, men høy bufferkapasitet noe som tilsier at grasmaterialet var mindre lett ensilerbart. Alle prøver med og uten tilsatt FLP var uten påviselig mugg og smørsyre (0%).

FLP ga lavere pH og høyere konsentrasjon av melkesyre sammenlignet med maursyre og uten tilsetning (fig. 2). Det ble observert større pressaft mengde for maursyre enn ved tilsetning av FLP. Valg av og tilretteleggelse for optimale bakterier i graset som gir rask pH-senkning samtidig som pH i graset ikke blir for lav. pH < 3,7 gir redusert konsentrasjon av løselige karbohydrater, smaklighet og redusert foropptak. Fig. 2 viser at FLP fungerer etter hensikten ved å gi rask pH-senkning, men ikke for lav pH. Fig. 1 viser og at 3 1 FLP (40 %) med bakterier per tonn gras virker vel så effektivt mot koliforme bakterier som 3 1 maursyre 85 % per tonn gras.

Fig. 3 og 4 viser henholdsvis utviklingen for koliforme bakterier, melkesyrebakterier, anaerobe sporedannere og mugg & gjærsopp i gras uten tilsetning (kontroll) og i gras tilsatt FLP som beskrevet over. Utviklingen var lik med noe mere melkesyrebakterier og noe mindre koliforme bakterier, samt mugg & gjærsopp ved tilsats av FLP etter en ensileringsperiode på 60 døgn. Igjen var kvaliteten på graset benyttet i kontrollen svært god.

1 figur 5 er overlevelse som antall levende bakterieceller (kolonidannende enheter) av henholdsvis P. acidipropionici og Lb. plantarum, i ensileringsmiddelet for propionsyrebakterier og laktobasiller vist. Det oppkonsentrerte og fermenterte mysepermeatet ble tilsatt typisk 0,1-1,0 vekt-% glyserol ved pH 5. Lagringsstudiet over 1 år ble utført ved 20°C som er ugunstig med tanke på overlevelse av bakterier og vil ved

lavere temperatur åpenbart kunne gi økt overlevelse. Tilsats av aminosyrer (kasaminosyrer) har i andre studier også vist oss å gi økt overlevelse. Som man kan se avtar antallet kde med 2 log enheter i løpet av 1 år i FLP. Uten tilsats av glyserol var nedgangen på 2-3 log enheter allerede etter 100 døgn.

Etter å ha utført ovennevnte tester ble det konkludert at dette vandige konserveringsmiddelet inneholdende den konsereverende komponenten propionsyre er godt egnet til konservering av animalske og vegetabilske produkter. Produktet inneholder også fermenterbare vannløselige karbohydrater og levende celler av både propionsyrebakterier og melkesyrebakterier som også produserer antimikrobielle stoffer med effekter mot blant andre anaerobe sporedannere.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et konserveringsmiddel egnet for animalske og vegetabilske produkter, karakterisert ved at den består av følgende trinn: (i) dannelse av et substrat bestående av myse eller komponenter fra myse, middel for å unngå mikrobiell kontaminering og alkalisk buffer; (ii) behandle substratet oppnådd i (i) med alginatkuler; (iii) fermentering av substratet oppnådd i (ii) med levende celler av propionsyrebakterier og melkesyrebakterier under tilsetning av base; og eventuelt trinnene: (iv) oppkonsentrering av det således oppnådde fermenteringsproduktet og eventuelt tilsetting av ytterligere Ci_g monokarboksylsyrer; (v) tilsettning av levende celler av propionsyrebakterier og/eller melkesyrebakterier med antimikrobiell aktivitet til det således oppnådde fermenteringsproduktet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det i trinn (i) anvendes kalsiumkarbonat som alkalisk buffer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det i trinn (iii) anvendes en oppslemmet løsning av kalsiumhydroksyd (Ca(OH)2) som base.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det i trinn (i) anvendes benzosyre/benzoat og/eller sorbinsyre/sorbat for å unngå mikrobiell kontaminering.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de levende cellene av propionsyrebakterier og melkesyrebakterier i trinn (ii) har en foretrukken konsentrasjon på 6.00 til 11.00 logjo kde/ml konserveringsmiddel.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det oppnådde fermenteringsproduktet i trinn (iv) oppkonsentreres.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det oppnådde fermenteringsproduktet i trinn (iv) har en foretrukken pH på 4,5-5,5.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det oppnådde fermenteringsproduktet i trinn (iv) i tillegg tilsettes stoffer som bedrer overlevelsen av bakterier typisk glyserol og kasaminosyrer.

9. Anvendelse av konserveringsmiddelet fremstilt ifølge krav 1, for konservering av animalske og vegetabilske produkter.

10. Anvendelse ifølge krav 9, hvor konserveringen gjelder ensilering av gras.