بررسی مدل سینتیکی جذب آفلاتوکسین B1 توسط مخمر ساکارومایسس سرویزیه تیمار شده با اسید و اولتراسونیک در خمیر نان سنگک

نویسندگان
مهران صیادی 1
کیانا پورمحمدی 2
شهرزاد مالکی 3
الهه عابدی 2
1 استادیار بخش بهداشت و ایمنی مواد غذایی، دانشکده ی بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی فسا
2 دانشیار بخش مهندسی علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فسا
3 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فسا
10.52547/fsct.19.124.19
چکیده
از آنجایی که آلودگی غذاها با مایکوتوکسـین مشـکل جـدی محسـوب می‌شود، در این تحقیق توانایی اتصال آفلاتوکسین B1 به دیـواره سـلولی مخمـر ساکاروماسـیس سـرویزیه جهـت کاهش سمیت در خمیر نان سنگک مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور آفلاتوکسین B1 در غلظـت 10 میکروگرم بر کیلوگرم به خمیر حاوی 27/0 گرم مخمر زنده، مخمر تیمـار شـده

با اسید و مخمر تیمار شده با اولتراسونیک تلقیح گردید. سینتیک جذب سم در دماهای 24، 28 و 32 درجه‌ی سانتیگراد و زمان‌های 8، 16 و 24 ساعت بررسی شد. بیشترین میزان کاهش آفلاتوکسین مربوط به تیمار اولتراسونیک، سپس تیمار اسیدی و بعد از آن مخمـر زنده بود. با افزایش دما و زمان انکوباسیون، میزان جذب سم توسط مخمر در نمونه‌های تیمار شده با اسید و اولتراسونیک افزایش یافت، درحالیکه نمونه‌های زنده و فعال مخمر بیشترین میزان حذف سم را در دمای 28 درجه‌ی سانتیگراد از خود نشان دادند. نتایج نشان داد که سینتیک جذب توسط مخمر زنده و مخمر تیمار شده با اسید را می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان توسط مدل شبه درجه یک توصیف کرد، درصورتیکه برای مخمر تیمار شده با اولتراسونیک، داده‌ها دارای تطابق بهتری با مدل شبه درجه دو می‌باشند. همچنین، جذب سطحی و دیفیوژن درون ذره‌ای، در مراحل نرخ جذب مشارکت دارند. بنابراین مشخص شد که سلول‌های مخمر زنده یا غیر‌زنده، عوامل بیولوژیکی مناسبی جهت حذف آفلاتوکسـین در محـیط کشت آلوده هستند، هرچند از بین تیمار‌های انجام شده، تیمار اولتراسونیک کار‌‌‌آمد‌تر بود.
کلیدواژه‌ها
ساکارومایسس سرویزیه (Saccharomyces cerevisiae)
آفلاتوکسین B1
جذب سطحی
خمیر نان سنگک
مدل سینتیکی

موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of kinetic model of aflatoxin B1 adsorption by Saccharomyces cerevisiae treated with acid and ultrasonic in Sangak bread dough

نویسندگان English

Mehran Sayadi 1
kiana pourmohammadi 2
Shahrzad Maleki 3
Elahe Abedi 2
1 Department of Food Safety and Hygiene, Faculty of Health, Fasa University of Medical Sciences, Fasa, Iran
2 Associate professor
3 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Fasa University, Fasa, Iran
چکیده English

Because food contamination with mycotoxins is a serious problem, in this study, the ability of aflatoxin B1 to bind to the Saccharomyces cerevisiae cell wall was investigated to reduce Sangak bread dough toxicity. For this purpose, aflatoxin B1 at a concentration of 10 μg/kg inoculated to the dough containing 0.27 g of viable saccharomyces cerevisiae, acid treated saccharomyces cerevisiae, and ultrasonicated saccharomyces cerevisiae. Toxin adsorption kinetics were investigated at 24, 28 and 32 °C and 8, 16 and 24 h incubation. The trend for toxin adsorption was as follows: ultrasonicated yeast ˃ acidic yeast ˃ viable yeast. With increasing the incubation temperature and time, toxin adsorption increased in acid treated and ultrasonicated Saccharomyces cerevisiae, while active yeast samples showed the highest toxin removal at 28 °C. The results showed that the adsorption kinetics by active yeast and acid treated yeast could be explained by means of pseudo first order model, while for the ultrasonicated yeast, the data are more consistent with the pseudo second order model. Also, both surface adsorption and intra-particle diffusion contributed to the adsorption rate steps. Therefore, live or non-living yeast cells are suitable biological agents for aflatoxin removal in a contaminated culture medium, however, ultrasonic treatment is more effective.

کلیدواژه‌ها English

Saccharomyces cerevisiae
Aflatoxin B1
Adsorption
Bread dough
Kinetic model
[1] Pakfetrat, S., Amiri, S., Radi, M., Abedi, E., & Torri, L. (2019). Reduction of phytic acid, aflatoxins and other mycotoxins in wheat during germination. Journal of the Science of Food and Agriculture, 99(10), 4695–4701.
[2] Duarte, S. C., Pena, A., & Lino, C. M. (2010). A review on ochratoxin A occurrence and effects of processing of cereal and cereal derived food products. Food Microbiology, 27(2), 187–198.
[3] Shetty, P., Jespersen, L. (2006). Saccharomyces cerevisiae and lactic acid bacteria as potential mycotoxin decontaminating agents. Trends Food Sci. Technol. 17:48–55.
[4] Armando, M. R., Pizzolitto, R. P., Dogi, C. A., Cristofolini, A., Merkis, C., Poloni, V., Dalcero, A. M., & Cavaglieri, L. R. (2012). Adsorption of ochratoxin A and zearalenone by potential probiotic Saccharomyces cerevisiae strains and its relation with cell wall thickness. Journal of Applied Microbiology, 113(2), 256–264.
[5] Prado G, Madeira JE, Morais VA, et al (2011). Reduction of aflatoxin B1 in stored peanuts (Arachis hypogaea L.) using Saccharomyces cerevisiae. J Food Protect 2011; 74:1003-6.
[6] EL-Nezami, H., Kankaanpau, P. Salminen, S. And Ahokas, J. (1998a). Ability of dairy strains of lactic acid bacteria to bind a common food carcinogen, aflatoxin B1. Food and Chemical Toxicology. 36:321-326.
[7] Shetty, P.H., Hald, H., Jespersen, L. (2007). Surface binding of aflatoxin B1 by Saccharomyces cerevisiae strains with potential decontaminating abilities in indigenous fermented foods. International Journal of Food Microbiology. 113: 41–46.
[8] Ojha, K. S., Mason, T. J., O’Donnell, C. P., Kerry, J. P., & Tiwari, B. K. (2017). Ultrasound technology for food fermentation applications. Ultrasonics Sonochemistry, 34, 410–417.
[9] Majid, I., Nayik, G. A., & Nanda, V. (2015). Ultrasonication and food technology: A review. Cogent Food & Agriculture, 1(1), Article 1071022.
[10] Abedi, E., Pourmohammadi, K., Mousavi Fard, M., Sayadi, M. (2021). Comparison between surface hydrophobicity of heated and thermosonicated cells to detoxify aflatoxin B1 by co-culture Lactobacillus plantarum and Lactobacillus rhamnosus in sourdough: Modeling studies. LWT, (154), 112616.
[11] Karazhiyan, H., Mehraban Sangatash, M., Karazhyan, R., Mehrzad, A., & Haghighi, E. (2016). Ability of different treatments of Saccharomyces cerevisiae to surface bind aflatoxin M1 in yoghurt. Journal of Agricultural Science and Technology, 18(6), 1489-1498.
[12] Fazeli, M. R., Hajimohammadali, M., Moshkani, A., Samadi, N., Jamalifar, H., Khoshayand, M. R., Vaghari, E., & Pouragahi, S. (2009). Aflatoxin B1 binding capacity of autochthonous strains of lactic acid bacteria. Journal of Food Protection, 72(1), 189–192.
[13] Wang, J., & Guo, X. (2020). Adsorption kinetic models: Physical meanings, applications, and solving methods. Journal of Hazardous Materials, 390, 122156.
[14] Bueno, D. J., Casale, C. H., Pizzolitto, R. P., Salvano, M. A., & Oliver, G. (2007). Physical adsorption of aflatoxin B1 by lactic acid bacteria and Saccharomyces cerevisiae: A theoretical model. Journal of Food Protection, 70(9), 2148–2154.
[15] Rahaie, S., Razvi, S.H. and Jomeh, E.Z. (2010). The ability of Saccharomyces cerevisiae strain in aflatoxin reduction in pistachio nuts. Journal of Food Science and Technology, 7: 81-88. [In Persian].
[16] Davoodi Moghadam, H., Shahidi, F., Tabatabaee Yazdi, F., Sarabi, M., Eshaghi, Z. (13992021). Investigation of the effect of live and acid-treated Saccharomyces cerevisiae on citrinin and pigments of Monascus purpureus. Journal of Research and Innovation in Food Science and Industry, Volume 1, Number 9, Pages 522-562.