پوشش دهی باکتری پروبیوتیک لاکتوباسیلوس رئوتری با استفاده از ایزوله پروتئین سویا و آب پنیر و اینولین و بررسی زنده مانی آن طی دوره نگهداری و شرایط شبیه سازی شده دستگاه گوارش

نویسندگان
عبدالعظیم سلطانی لک
محمدحسین مرحمتی زاده
دانشگاه آزاد اسلامی واحد کازرون
چکیده
با توجه به حساس بودن باکتری­های پروبیوتیک به شرایط نگهداری و همچنین شرایط خاص دستگاه گوارش حفاظت از باکتری­ها در برابر این شرایط لازم به نظر می­رسد. هدف از این پژوهش بررسی اثر ترکیبات انکپسوله کننده ایزوله پروتئین سویا، ایزوله پروتئین آب پنیر و اینولین بر زنده مانی باکتری لاکتوباسیلوس رئوتری در دستگاه گوارش و طی دوره نگهداری است. همان گونه که از نتایج بر می­آید نمونه­ های ریزپوشانی شده با ایزوله پروتئین سویا رطوبت بالاتری نسبت به نمونه ­های ریز پوشانی شده با پروتئین آب پنیر داشتند، همچنین اضافه شدن اینولین باعث کاهش محتوای رطوبت نمونه ­ها شده بود. نتایج میزان فعالیت آبی نیز هم راستا با نتایج محتوای رطوبتی بود. ساختار میکروسکوپی نشان می­دهد نمونه­ های حاوی پروتئین آب پنیر از یکنواختی بیشتری برخوردار هستند. زنده مانی در سیستم شبیه سازی شده معده نشان داد با گذشت زمان تعداد باکتری در سیستم شبیه سازی شده معده کاهش می­یابد و بیشترین کاهش در نمونه کنترل اتفاق افتاده است. از بین نمونه­ های ریزپوشانی شده نمونه­ی ریزپوشانی شده با پروتئین آب پنیر و حاوی اینولین بیشترین زنده مانی (3/86 درصد) را داشته است. همچنین زنده مانی در سیستم شبیه سازی شده روده نشان می­دهد با گذشت زمان تعداد باکتری در سیستم شبیه سازی شده روده کاهش می­یابد و بیشترین کاهش در نمونه کنترل یعنی نمونه ریزپوشانی نشده اتفاق افتاده است. از بین نمونه­ های ریزپوشانی شده، نمونه­ی ریزپوشانی شده با پروتئین آب پنیر و حاوی اینولین بیشتربن زنده مانی را داشته است. همان گونه که از زنده مانی باکتری پروبیوتیک طی دوره نگهداری بر می­آید با گذشت زمان تعداد باکتری کاهش می­ یابد و بیشترین کاهش در نمونه ریزپوشانی شده با ایزوله پروتین سویا (8/85 درصد) اتفاق افتاده است. از بین نمونه­ها، نمونه­ی ریزپوشانی شده با پروتئین آب پنیر و حاوی اینولین بیشترین زنده مانی (75/88 درصد) را داشته است.
کلیدواژه‌ها
پوشش دهی
لاکتوباسیلوس رئوتری
ایزوله پروتئین سویا
آب پنیر و اینولین

موضوعات

عنوان مقاله English

Encapsulation of Lactobacillus reuteri probiotic bacteria using soy protein isolate and whey protein isolate and inulin and Evaluation of its viability during storage and simulated gastrointestinal conditions

نویسندگان English

abdolazim soltani lak
Mohammad hossein Marhamati Zade
Islamic Azad University, Kazeroon Branch
چکیده English

Because of the sensitivity of probiotic bacteria to storage conditions as well as to the specific digestive system, protection of the bacteria against these conditions seems necessary. The aim of this study was to investigate the effect of encapsulation by soy protein isolate, whey protein isolate and inulin on the viability of Lactobacillus reuteri in gastrointestinal condition and during storage. As can be seen from the results, the soy protein isolate-coated samples had higher moisture content than the whey protein-coated samples, and the addition of inulin reduced the moisture content of the samples. The results of water activity were also similar with the results of moisture content. The microscopic structure results show that the samples containing whey protein are more uniform. Survival results in the simulated gastric system indicate that the number of bacteria in the simulated gastric system decreases over time and the largest decrease occurred in the control sample. Between the microencapsulated samples, whey protein-encapsulated had the highest viability (86.3 %). Also, survival results in the simulated intestinal system show that the number of bacteria in the simulated intestinal system decreases during storage and the largest decrease occurred in the control sample, (un-coated sample). Among the encapsulated samples, the sample containing whey protein and inulin had the highest viability (88.75 %). As can be seen from the viability of the probiotic bacteria during the shelf life, the bacterial count decreased over time and the highest decrease occurred in the soybean protein isolate sample. Among the samples, the whey protein-coated sample with inulin had the highest viability.

کلیدواژه‌ها English

Encapsulation
Lactobacillus reuteri
Soy protein isolate
Whey protein isolate and inulin
[1] Sadiq, F. A., Yan, B., Tian, F., Zhao, J., Zhang, H., & Chen, W. 2019. Lactic Acid Bacteria as Antifungal and Anti‐Mycotoxigenic Agents: A Comprehensive Review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 18, 1403-1436.
[2] Rivera_Espinoza, Y., & Gallardo_Navarro, Y. 2010. Non-dairy probiotic products. Food Microbiology, 27, 1–11.
[3] Nedovic, V., Kalusevic, A., Manojlovic, V., Levic, S., & Bugarski, B. 2011. An overview of encapsulation technologies for food applications. Procedia in Food Science, 1, 1806–1815.
[4] Vidhyalakshmi, R., Bhakyaraj, R., & Subhasree, R. S. 2009. Encapsulation “The future of probiotics”-A review. Advances Biological Research, 3(3-4), 96–103.
[5] Ahmed, W., & Rashid, S. 2019. Functional and therapeutic potential of inulin: A comprehensive review. Critical reviews in food science and nutrition, 59, 1-13.
[6] Le Bastard, Q., Chapelet, G., Javaudin, F., Lepelletier, D., Batard, E., & Montassier, E. 2020. The effects of inulin on gut microbial composition: a systematic review of evidence from human studies. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases, 39, 403-413.
[7] Birmani, M., Nawab, A., Ghani, M., Li, G., Xiao, M., & An, L. 2019. A Review: role of inulin in animal nutrition. Journal of Food Technology Research, 6, 18-27.
[8] Gomez-Mascaraque, L. G., R. C., Murfin, R., Perez-Masia, G., Sanchez, A., Lopez-Rubio. 2016. Optimization of electrospraying conditions for the microencapsulation of probiotics and evaluation of their resistance during storage and in vitrodigestion. LWT, 23, 23-34.
[9] Sunny-Roberts, E. O., Knorr,, D. 2009. The protective effect of monosodium glutamate on survival of Lactobacillus rhamnosus GG and Lactobacillus rhamnosus E-97800 (E800) strains during spray-drying and storage in trehalose-containing powders. International Dairy Journal. 19: 209–214.
[10] Ying, D., Sun, J., Sanguansri, L., Weerakkody, R., & Augustin, M.A. 2012. Enhanced survival of spraydried microencapsulated Lactobacillus rhamnosus GG in the presence of glucose. J Food Eng. 109, 597-602.
[11] AOAC. 2012. Official methods of analysis (19th ed). Washington: Association of Official Analytical Chemists.
[12] Muhammad, Z., Ramzan, R., Huo, G.-C., Tian, H., & Bian, X. 2017. Integration of polysaccharide-thermoprotectant formulations for microencapsulation of Lactobacillus plantarum, appraisal of survivability and physico-biochemical properties during storage of spray dried powders. Food Hydrocolloids. 66, 286-295.
[13] Lima da Silva, P. D., de Fátima Bezerra, M., Olbrich dos Santos, K. M., Pinto Correia, R. T. 2015. Potentially probiotic ice cream from goat’s milk: Characterization and cell viability during processing, storage and simulated gastrointestinal conditions. LWT. 62: 452-457.
[14] Chávez, B., & Ledeboer, A. 2007. Drying of probiotics: optimization of formulation and process to enhance storage survival. Drying Technology, 25(7-8), 1193-1201.
[15] Costa, S. S., Machado, B. A. S., Martin, A. R., Bagnara, F., Ragadalli, S. A., & Alves, A. R. C. 2015. Drying by spray drying in the food industry: Micro-encapsulation, process parameters and main carriers used. African Journal of Food Science, 9(9), 462-470.
[16] Ha, H.-K., Rankin, S. A., Lee, M.-R., & Lee, W.-J. 2019. Development and characterization of whey protein-based nano-delivery systems: A review. Molecules, 24, 3254.
[17] Nualkaekul, S., Lenton, D., Cook, M. T., Khutoryanskiy, V. V., & Charalampopoulos, D. 2012. Chitosan coated alginate beads for the survival of microencapsulated Lactobacillus plantarum in pomegranate juice. Carbohydrate polymers. 90(3), 1281-1287.
[18] Rezvankhah, A., Emam-Djomeh, Z., & Askari, G. 2020. Encapsulation and delivery of bioactive compounds using spray and freeze-drying techniques: A review. Drying Technology, 38(1-2), 235-258.
[19] Jafari, S. M., Assadpoor, E., Bhandari, B., & He, Y. 2008. Nano-particle encapsulation of fish oil by spray drying. Food Research International. 41(2), 172-183.
[20] Crittenden, R., & Playne, M. J. 1996. Production, properties and applications of food-grade oligosaccharides. Trends in Food Science and Technology. 7(11), 353-361.
[21] Perez-gago, M., & Krochta, J. 2001. Denaturation time and temperature effects on solubility, tensile properties, and oxygen permeability of whey protein edible films. Journal of Food Science. 66(5), 705-710.
[22] Coghetto, C. C., Brinques, G. B., Siqueira, N. M., Pletsch, J., Soares, R. M. D., & Ayub, M. A. Z. 2016. Electrospraying microencapsulation of Lactobacillus plantarum enhances cell viability under refrigeration storage and simulated gastric and intestinal fluids. Journal of Functional Foods, 24, 316-326.
[23] Santivarangkna, C., Kulozik, U., & Foerst, P. 2008. Inactivation mechanisms of lactic acid starter cultures preserved by drying processes. Journal of Applied Microbiology. 105(1), 1-13.
[24] Librán, C., Castro, S., & Lagaron, J. 2017. Encapsulation by electrospray coating atomization of probiotic strains. Innovative in Food Science and Emerging Technology. 39, 216-222.
[25] Hoobin, P., Burgar, I., Zhu, S., Ying, D., Sanguansri, L., & Augustin, M. A. 2013. Water sorption properties, molecular mobility and probiotic survival in freeze dried protein-carbohydrate matrices. Food & Function, 4(9), 1376-1386.
[26] López-Rubio, A., Sanchez, E., Wilkanowicz, S., Sanz, Y., & Lagaron, J. M. 2012. Electrospinning as a useful technique for the encapsulation of living bifidobacteria in food hydrocolloids. Food Hydrocolloids. 28, 159–167.