فرمولاسیون نوشیدنی ورزشی سین بیوتیک فراسودمند بر پایۀ پرمیت آب پنیر هیدرولیزشده

نویسندگان
مریم سلطانی 1
وحید مفید 2
محمد ربانی 3
محمد مرتضویان 4
1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.
2 استادیار، موسسه ملی تحقیقات تغذیه و فناوری غذایی و دانشکده دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
3 گروه شیمی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
4 گروه علوم و صنایع غذایی، پژوهشکده تغذیه و صنایع غذایی کشور، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران
10.22034/FSCT.21.153.65
چکیده
نوشیدنی ایزوتونیک مبتنی بر پرمیت آب پنیر با محتوای بالاتر الکترولیت‌ها و کربوهیدرات‌ها، به عنوان یک منبع هیدراتاسیون جایگزین برای نوشیدنی‌های ورزشی معمولی مطرح است. در این مطالعه، نوشیدنی فراسودمند بر پایه پرمیت آب پنیر هیدرولیزشده و تلقیح‌شده با لاکتوباسیلوس پلانتاروم و لاکتوباسیلوس کازئی به غلظت CFU.ml-1 108×3/1 تهیه شد. لاکتوز موجود در پرمیت آب پنیر با استفاده از آنزیم β-گالاکتوزیداز هیدرولیز گردید.

در این راستا، تأثیر پری‌بیوتیک‌های افزوده شده (اینولین و الیگوفروکتوز) و هیدرولیز لاکتوز بر روی فاکتورهای فیزیکوشیمیایی و میکروبی در طول نگهداری در دمای یخچال بررسی شد. محصول به‌دست‌آمده زنده‌ماندنی خوبی را برای کشت استارتر با مقدار CFU.ml-1 108 پس از 4 هفته نگهداری در شرایط یخچال نشان داد. افزوده شدن پری‌بیوتیک‌ها به نوشیدنی موجب افزایش قابل توجهی در محتوای فنلی و خاصیت آنتی اکسیدانی محصول شد )p < 0/05(. الیگوفروکتوز و اینولین امتیازات حسی را بهبود بخشیدند. تیمار حاوی هر دو پروبیوتیک و پری‌بیوتیک‌ها بالاترین امتیازات حسی را در طول مدت نگهداری نشان دادند )p < 0/05(. هیدرولیز لاکتوز به همراه بهبود پذیرش نوشیدنی ورزشی، می‌تواند برای افرادی که دچار عدم تحمل لاکتوز هستند، گزینه مناسبی باشد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، این نوشیدنی می‌تواند جایگزین خوبی برای نوشیدنی‌های ورزشی و مواد آلرژی‌زای حاوی لاکتوز باشد.
کلیدواژه‌ها
آب پنیر
پری بیوتیک
پروبیوتیک
لاکتوز
ترکیبات فنولیک

موضوعات

عنوان مقاله English

Formulation of Health Beneficial Synbiotic Sports Drink based on Hydrolyzed Whey Permeate

نویسندگان English

maryam soltani 1
Vahid Mofid 2
mohhamad rabani 3
mohhamad mortazavian 4
1 Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran.
2 Assistant Professor, National Nutrition & Food Technology Research Institute& Faculty SBM University
3 Department of Chemistry, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Department of Food Science and Technology, National Nutrition and Food Technology Research Institute, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده English

An isotonic beverage based on whey permeate with higher levels of electrolytes and carbohydrates is presented as an alternative hydration source to conventional sports drinks. In this study, a functional beverage was prepared from hydrolyzed whey permeate inoculated with Lactobacillus plantarum and Lactobacillus casei at a concentration of 1 × 108 CFU/ml. The lactose present in whey permeate was hydrolyzed using the enzyme β-galactosidase.

In this context, the effects of added prebiotics (inulin and oligofructose) and lactose hydrolysis on physicochemical and microbiological factors during storage in refrigeration were examined. The resulting product exhibited good viability for the starter culture, maintaining a concentration of 1 × 108 CFU/ml after 4 weeks of refrigeration. The addition of prebiotics significantly increased the phenolic content and antioxidant properties of the beverage (p < 0.05). Oligofructose and inulin improved the sensory attributes. The treatment containing both probiotics and prebiotics showed the highest sensory scores throughout the storage period (p < 0.05). Lactose hydrolysis, along with improved acceptability of the sports beverage, may provide a suitable option for individuals with lactose intolerance. Based on the results obtained, this beverage can be a good alternative to sports drinks and allergenic products containing lactose.

کلیدواژه‌ها English

Whey permeate
Prebiotic
Probiotic
Hydrolysis
phenolic compounds
[1] Berry, C. W., Murray, B., & Kenney, W. L. (2022). Scientific basis for a milk permeate-based sports drink–A critical review. International Dairy Journal, 127, 105296.
[2] Gamage, S. M., Mihirani, M. K. S., Perera, O. D. A. N., & Weerahewa, H. L. (2016). Development of synbiotic beverage from beetroot juice using beneficial probiotic Lactobacillus Casei 431. Ruhuna Journal of Science, 7(2 December).
[3] Ejaz, A., Afzaal, M., Saeed, F., Waliat, S., Shah, Y. A., Imran, A., Akram, N., Asghar, A., Ateeq, H., Alomar, S.Y., & Nawaz, A. (2023). Development and characterization of symbiotic microcapsules to enhance the viability of probiotic under stressed conditions. International Journal of Food Properties, 26(2), 2838-2853.
[4] Rivas, J. C., Cabral, L. M. C., & Rocha-Leão, M. H. M. D. (2021). Microencapsulation of guava pulp using prebiotic wall material. Brazilian Journal of Food Technology, 24, e2020213.
[5] Guimarães, J. T., Silva, E. K., Alvarenga, V. O., Costa, A. L. R., Cunha, R. L., Sant'Ana, A. S., ... & Cruz, A. G. (2018). Physicochemical changes and microbial inactivation after high-intensity ultrasound processing of prebiotic whey beverage applying different ultrasonic power levels. Ultrasonics sonochemistry, 44, 251-260.
[6] Beucler, J., Drake, M., & Foegeding, E. A. (2005). Design of a beverage from whey permeate. Journal of food science, 70(4), S277-S285.
[7] Jeon, I. J., Galitzer, S. J., & Hennessy, K. J. (1984). Rapid determination of lactose and its hydrolyzates in whey and whey permeate by high performance liquid chromatography. Journal of Dairy Science, 67(4), 884-887.
[8] Institute of Standards and Industrial Research of Iran (1393). standard 5272-2.
[9] Becker, A. F., Rebelatto, E., Sabadin, K., Becker, J., Steffens, J., Bagatini, L., ... & Rigo, E. (2021). Evaluation of whey permeate obtained through nanofiltration for the formulation sports drinks. Brazilian Journal of Development, 7(2), 18753-18769.
[10] Gad, A. S., Emam, W. H., Mohamed, G. F., & Sayd, A. F. (2013). Utilization whey in production of functional healthy beverage whey-mango beverages. American Journal of Food Technology, 8(3), 133-148.
[11] AbdulAlim, T. S., Zayan, A. F., Campelo, P. H., & Bakry, A. M. (2018). Development of new functional fermented product: Mulberry-whey beverage. J Nutr Food Technol, 1(3), 64-69.
[12] Stokes, C. N., O’Sullivan, M. G., Kerry, J. P. (2017). Hedonic and descriptive sensory evaluation of instant and fresh coffee products. European Food Research and Technology, 243, 331-340.
[13] Martins, A. R., Monteiro, R. L., Burkert, J. F. D. M., & Burkert, C. A. V. (2012). Simultaneous enzymatic hydrolysis and lactic fermentation to obtain a yogurt with low lactose content. Ciência e Agrotecnologia, 36, 551-559.
[14] Garro, M.S., de Valdez, G.F., Oliver, G. and de Giori, G.S., 1998. Growth characteristics and fermentation products of Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus casei and L. fermentum in soymilk. Zeitschrift für Lebensmitteluntersuchung und-Forschung A, 206(1), pp.72-75.
[15] Pan, X.D., Chen, F.Q., Wu, T.X., Tang, H.G. and Zhao, Z.Y., 2009. Prebiotic oligosaccharides change the concentrations of short-chain fatty acids and the microbial population of mouse bowels. Journal of Zhejiang University SCIENCE B, 10(4), pp.258-263.
[16] Shah, N., 2001. Functional foods from probiotics and prebiotics. Food Technology.55.46-53.
[17] Jayamanne, V.S. and Adams, M.R., 2009. Modelling the effects of pH, storage temperature and redox potential (Eh) on the survival of bifidobacteria in fermented milk. International journal of food science & technology, 44(6), pp.1131-1138.
[18] Khalil, R., El-Halafawy, K., Mahrous, H., Kamaly, K., Frank, J. and El Soda, M., 2007. Evaluation of the probiotic potential of lactic acid bacteria isolated from faeces of breast-fed infants in Egypt. African Journal of Biotechnology, 6(7).
[19] Kumar, A. and Kumar, D., 2016. Development of antioxidant rich fruit supplemented probiotic yogurts using free and microencapsulated Lactobacillus rhamnosus culture. Journal of food science and technology, 53(1), pp.667-675.
[20] Pereira ALF, Maciel TC, Rodrigues S. Probiotic beverage from cashew apple juice fermented with Lactobacillus casei. Food Res Int 2011; 44: 1276– 1283.
[21] Pan, X.D., Chen, F.Q., Wu, T.X., Tang, H.G. and Zhao, Z.Y., 2009. Prebiotic oligosaccharides change the concentrations of short-chain fatty acids and the microbial population of mouse bowels. Journal of Zhejiang University SCIENCE B, 10(4), pp.258-263.
[22] Quirós-Sauceda, A.E., Ayala-Zavala, J.F., Sáyago-Ayerdi, S.G., Vélez-de La Rocha, R., Sañudo-Barajas, A. and González-Aguilar, G.A., 2014. Added dietary fiber reduces the antioxidant capacity of phenolic compounds extracted from tropical fruit. Journal of Applied Botany and Food Quality, 87.
[23] Jayamanne, V.S. and Adams, M.R., 2009. Modelling the effects of pH, storage temperature and redox potential (Eh) on the survival of bifidobacteria in fermented milk. International journal of food science & technology, 44(6), pp.1131-1138.
[24] Tewari, S., Dubey, K.K. and Singhal, R.S., 2018. Evaluation and application of prebiotic and probiotic ingredients for development of ready to drink tea beverage. Journal of food science and technology, 55(4), pp.1525-1534.
[25] Towo, E., Matuschek, E. and Svanberg, U., 2006. Fermentation and enzyme treatment of tannin sorghum gruels: effects on phenolic compounds, phytate and in vitro accessible iron. Food Chemistry, 94(3), pp.369-376.
[26] Wu, S.C., Su, Y.S. and Cheng, H.Y., 2011. Antioxidant properties of Lactobacillus-fermented and non-fermented Graptopetalum paraguayense E. Walther at different stages of maturity. Food Chemistry, 129(3), pp.804-809.
[27] Noori, N., Hamedi, H., Kargozari, M. and Shotorbani, P.M., 2017. Investigation of potential prebiotic activity of rye sprout extract. Food bioscience, 19, pp.