Stabilizing oat residue by fermentation with Lactic Acid Bacteria
(2022) KMBM05 20221Applied Microbiology
- Abstract
- The production of plant-based food is a growing industry, and to be able to make the industry more sustainable, the handling of the large amounts of by-products needs to be improved. When Oatly produces oat products, a fibre-rich oat residue is formed. Today, the oat residue is unstable, and difficult to use for further applications. This project aimed to stabilize the oat residue by fermentation. A method of fermentation was evaluated, and different starter cultures of Lactic Acid Bacteria, with or without added enzymes (ß‐glucanase with high xylanase and cellulase activity), were screened for fermentation on oat residue. Stability testing was made by investigating the development of bad smell, the growth of mesophilic aerobic bacteria,... (More)
- The production of plant-based food is a growing industry, and to be able to make the industry more sustainable, the handling of the large amounts of by-products needs to be improved. When Oatly produces oat products, a fibre-rich oat residue is formed. Today, the oat residue is unstable, and difficult to use for further applications. This project aimed to stabilize the oat residue by fermentation. A method of fermentation was evaluated, and different starter cultures of Lactic Acid Bacteria, with or without added enzymes (ß‐glucanase with high xylanase and cellulase activity), were screened for fermentation on oat residue. Stability testing was made by investigating the development of bad smell, the growth of mesophilic aerobic bacteria, growth of yeast and mould, and the production of ethanol and acetic acid. Additionally, different temperatures of the fermentation were evaluated and the production of ferulic acid was investigated. The results showed that LABs could ferment oat residue, and different starter cultures were more suitable. No growth of mesophilic aerobic bacteria was found in the fermented oat residue, compared to the untreated residue that had a growth of $10^9$ CFU/ml after 3 days of storing, however, yeast was growing in several of the fermented samples. The development of a strong smell was inhibited in the fermented samples, compared to the untreated oat residue. There were several benefits of using enzymation in the fermentation, the fermentation was faster, and the enzymes seem to make ferulic acid more bioavailable. The oat residue seemed to be stabilized by fermentation, compared to the untreated oat residue, however the stability testing was not reproduced. The fermentation of oat residue has the potential to be used on a larger scale at Oatly, however, further investigations would be needed. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Produktion av växtbaserade livsmedel resulterar idag i stora mängder restprodukter, och för att göra industrin mer miljövänlig behöver man hitta nya tillämpningar för att ta till vara på restprodukterna – som ofta har ett högt näringsvärde. När Oatly tillverkar sina havre-produkter bildas en fiberrik restprodukt med potentiellt högt näringsvärde. I dagsläget används restprodukten till djurfoder eller biogas, dock är den instabil och börjar lukta dåligt efter bara några dagar. Om restprodukten skulle kunna stabiliseras skulle den potentiellt kunna användas som djurfoder med en längre hållbarhet, eller kunna användas till andra tillämpningar. Eftersom restprodukten har ett högt fiberinnehåll och potentiellt högt näringsinnehåll, kan det... (More)
- Produktion av växtbaserade livsmedel resulterar idag i stora mängder restprodukter, och för att göra industrin mer miljövänlig behöver man hitta nya tillämpningar för att ta till vara på restprodukterna – som ofta har ett högt näringsvärde. När Oatly tillverkar sina havre-produkter bildas en fiberrik restprodukt med potentiellt högt näringsvärde. I dagsläget används restprodukten till djurfoder eller biogas, dock är den instabil och börjar lukta dåligt efter bara några dagar. Om restprodukten skulle kunna stabiliseras skulle den potentiellt kunna användas som djurfoder med en längre hållbarhet, eller kunna användas till andra tillämpningar. Eftersom restprodukten har ett högt fiberinnehåll och potentiellt högt näringsinnehåll, kan det finnas mer värdefulla tillämpningar än biogas.
Syftet med detta projekt var att försöka stabilisera restprodukten med hjälp av fermentering av mjölksyrabakterier, vilket är en gammal, säker och miljövänlig metod för stabilisering av livsmedel. Enzymer som hjälpte till att bryta ner cellväggarna i restprodukten tillsattes för att påskynda fermenteringen. För att undersöka om restprodukten var mer stabil efter fermentering jämfördes den med den obehandlade restprodukten. Resultaten visade att tillväxten av bakterier hämmades i den fermenterade restprodukten, dock växte det jäst i vissa prover, men ingen mögeltillväxt hittades. Den obehandlade restprodukten luktade mycket dåligt efter bara några dagar, medan den fermenterande restprodukten inte luktade dåligt. Det visade sig att det var fördelaktigt att använda enzymer vid fermentering, då enzymerna gjorde så att fermenteringen gick fortare. Dessutom verkade det som att enzymerna bidrog till att frisläppa antioxidanten ferulinsyra, vilket är ett ämne som dels bidrar till att göra restprodukten mer stabil, men också bidrar till att göra den nyttigare. Den fermenterade restprodukten verkade vara mer stabil i jämförelse med den obehandlade restprodukten, vilket framförallt visade sig i reduceringen av bakterietillväxten och utvecklingen av dålig lukt. Stabilitetstesterna upprepades inte, och mer efterforskning behövs för att kunna vara säker på om restprodukten var stabiliserad och hur länge den håller sig stabiliserad. Detta projekt undersökte endast fermentering av 250-500 g restprodukt. Fermentering av restprodukten har potential att användas i större skala, mer fler undersökningar behöver göras. En vanlig process där mjölksyrabakterier används för att fermentera spannmål är ensileringsprocesser. Det är vanligt att man sprayar på mjölksyrabakterierna i silaget, för att sprida ut bakterierna. En liknande tillämpning av fermentering av havre-restprodukten hade varit intressant att undersöka vidare, för att tillämpa fermenteringen i större skala. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9085360
- author
- Wallman, Lovisa LU
- supervisor
- organization
- course
- KMBM05 20221
- year
- 2022
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- lactic acid bacteria, fermentation, oat residue, by-product, stabilization, applied microbiology
- language
- English
- id
- 9085360
- date added to LUP
- 2022-06-08 14:27:15
- date last changed
- 2022-06-08 14:27:15
@misc{9085360,
abstract = {{The production of plant-based food is a growing industry, and to be able to make the industry more sustainable, the handling of the large amounts of by-products needs to be improved. When Oatly produces oat products, a fibre-rich oat residue is formed. Today, the oat residue is unstable, and difficult to use for further applications. This project aimed to stabilize the oat residue by fermentation. A method of fermentation was evaluated, and different starter cultures of Lactic Acid Bacteria, with or without added enzymes (ß‐glucanase with high xylanase and cellulase activity), were screened for fermentation on oat residue. Stability testing was made by investigating the development of bad smell, the growth of mesophilic aerobic bacteria, growth of yeast and mould, and the production of ethanol and acetic acid. Additionally, different temperatures of the fermentation were evaluated and the production of ferulic acid was investigated. The results showed that LABs could ferment oat residue, and different starter cultures were more suitable. No growth of mesophilic aerobic bacteria was found in the fermented oat residue, compared to the untreated residue that had a growth of $10^9$ CFU/ml after 3 days of storing, however, yeast was growing in several of the fermented samples. The development of a strong smell was inhibited in the fermented samples, compared to the untreated oat residue. There were several benefits of using enzymation in the fermentation, the fermentation was faster, and the enzymes seem to make ferulic acid more bioavailable. The oat residue seemed to be stabilized by fermentation, compared to the untreated oat residue, however the stability testing was not reproduced. The fermentation of oat residue has the potential to be used on a larger scale at Oatly, however, further investigations would be needed.}},
author = {{Wallman, Lovisa}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Stabilizing oat residue by fermentation with Lactic Acid Bacteria}},
year = {{2022}},
}