بررسی میزان بقاء لاکتوباسیلوس پلانتاروم A7ریزپوشینه دارشده در ماست و در شرایط شبیه سازی شده گوارشی

STUDENT

DEGREE

YEAR

Functional foods containing viable probiotic bacteria are being increasingly produced for their health benefits. Many studies have shown that the viability of probiotic bacteria in dairy products and in human’s gastrointestinal tract condition (GTC) is low. Microencapsulation of probiotic bacteria with sodium alginate and improving the microcapsule’s properties by special treatments such as coating with other polymers could increase the viability of probiotics in food products and in GTC. In this study, the native probiotic, Lactobacillus plantarum A7, was encapsulated into uncoated calcium alginate beads (ALG) and the same beads were coated with whey proteins (ALCW) and sodium alginate (ALCA). Average size and morphological characteristics of the microcapsules were evaluated by light reflection microscope and Scanning Electron Microscope (SEM). The survival of free, uncoated- and coated-microencapsulated cells of Lactobacillus plantarum A7 was tested in saline solution and yoghurt during 50 days of storage at 4 ° C. Moreover, pH changes were monitored during storage time and the sensory properties of yoghurts were investigated by panelists. Viability of free, uncoated- and coated-microencapsulated cells were tested in simulated gastric juice (SGJ) and simulated intestinal juice (SIJ), (before inoculation in yoghurt and at the end of storage period). Average size of ALG, ALCA and ALCW was 77.24 ± 14.88, 79.20 ± 19.50 and 80.70 ± 16.97 µm, respectively. Results showed that all microcapsules had a spherical shape and smooth surface. Cross-sections of ALCW beads revealed the random distribution of bacteria throughout the alginate network. Decrease of pH in yoghurt samples containing coated- and uncoated-microcapsules during fermentation was slower than that in the control yoghurt sample (yoghurt without probiotic bacteria) and yoghurt containing free or normal cells. Moreover, the results also showed that the post acidification of yoghurts containing coated- and uncoated-microcapsules was slower than that in the control yoghurt sample and yoghurt containing free cells. Sensory evaluation revealed that the free and microencapsulated cells of probiotics did not affect the sensory properties of yoghurts during storage period. Under refrigerated storage viability of microencapsulated cells in saline solution and in yoghurts were greatly enhanced compared to that in the free cells, and the treatments showing the lowest loss of viability were those of ALCW and ALCA. The population of microencapsulated cells in ALG, ALCA and ALCW in the yoghurt was consistent with a minimum acceptable amount of cell population in dairy products (minimum 10 7 – 10 9 CFU per gram or milliliter product) at the end of storage period. Viability of Lactobacillus plantarum A7 in saline solution and in yoghurt revealed that loss of free and immobilized cells in yoghurt was

تولید غذاهای فراسودمند حاوی باکتری های زنده پروبیوتیک، به دلیل اثرات مفید سلامتی بخش آنها، رو به افزایش است. تحقیقات متعدد نشان داده است که میزان بقاء باکتری های پروبیوتیک در فراورده های لبنی و سیستم گوارشی انسان پایین است. فناوری ریزپوشانی با آلژینات سدیم و بهبود خصوصیات ریزپوشینه ها توسط تیمارهای ویژه ای مانند پوشش دهی با پلیمرهای دیگر، باعث افزایش میزان بقاء پروبیوتیک ها در شرایط گوارشی و فراورده های غذایی می شود. در تحقیق حاضر، سلول های میکروبی سویه بومی لاکتوباسیلوس پلانتاروم A7، در ذرات آلژینات کلسیم(ALG)، ذرات آلژینات کلسیم پوشیده شده با پروتئین های آب پنیر(ALCW) و ذرات آلژینات کلسیم پوشیده شده با آلژینات سدیم(ALCA) ریزپوشینه دار شدند. ارزیابی میانگین اندازه ریزپوشینه ها و بررسی خصوصیات مورفولوژیکی آنها توسط میکروسکوپ نوری انعکاسی و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) انجام شد. میزان بقاء سلول های پروبیوتیک معمولی، ریزپوشینه دار شده بدون پوشش و ریزپوشینه دار شده پوشش دار، در بسترهای سرم فیزیولوژی و ماست طی 50 روز نگهداری در دمای 4 درجه سانتیگراد ارزیابی شد. علاوه بر این میزان تغییرات pH ماست طی انبارمانی اندازه گیری و خصوصیات حسی ماست ها توسط آزمایش گر ها ارزیابی شد. پایداری سلول های پروبیوتیک معمولی، ریزپوشینه دار شده بدون پوشش و ریزپوشینه دار شده پوشش دار در محیط شبیه سازی شده گوارشی(قبل از تلقیح به ماست و پس از پایان انبارمانی ماست)، بررسی شد. میانگین اندازه ریزپوشینه های آلژینات کلسیم، ریزپوشینه های آلژیناتی پوشیده شده با آلژینات سدیم و ریزپوشینه های آلژیناتی پوشیده شده با پروتئین های آب پنیر به ترتیب برابر 88/14 ± 24/77 ،50/19 ± 20/79 و 97/16 ± 70/80 میکرومتر بود. نتایج نشان داد که کلیه ریزپوشینه ها به شکل کروی بوده و سطحی صاف داشتند. تصاویر برش عرضی ریزپوشینه های آلژیناتی پوشیده شده با پروتئین های آب پنیر مشخص کرد که باکتری ها به صورت تصادفی در شبکه آلژینات توزیع شده اند. کاهش pH در نمونه های ماست حاوی ریزپوشینه های پوشش دار و بدون پوشش در مرحله تخمیر کند تر از ماست های حاوی سلول های ریزپوشینه دار نشده و نمونه کنترل(ماست بدون باکتری پروبیوتیک) صورت گرفت. علاوه بر این نتایج حاصل از اندازه گیری pH نمونه های ماست طی انبارمانی نشان داد که تولید اسید در ماست حاوی باکتری های پروبیوتیک ریزپوشینه دار شده کندتر از نمونه ماست کنترل و ماست حاوی سلول های معمولی بود. نتایج ارزیابی حسی نمونه های ماست نشان داد که استفاده از سلول های معمولی و ریزپوشینه دار شده باکتری پروبیوتیک تأثیر معنی داری بر خصوصیات حسی نمونه های ماست طی دوره نگهداری نداشت(05/0 p). میزان بقاء سلول های ریزپوشینه دار شده در سرم فیزیولوژی و ماست به طور چشمگیری در مقایسه با سلول های معمولی افزایش یافت، و تیمارهای پوشش دهی با پروتئین های آب پنیر و پوشش دهی با آلژینات سدیم کمترین میزان کاهش جمعیت سلولی را نشان دادند. بر اساس نتایج این تحقیق، جمعیت سلول های ریزپوشینه دار شده در آلژینات کلسیم، ریزپوشینه های آلژیناتی پوشیده شده با آلژینات سدیم و ریزپوشینه های آلژیناتی پوشیده شده با پروتئین های آب پنیر در ماست، پس از پایان دوره نگهداری 50 روزه با حداقل میزان جمعیت سلولی قابل قبول در فراوده های لبنی(حداقل CFU 10 9 - 10 7 سلول پروبیوتیک در گرم یا میلی لیتر فراورده) مطابقت داشت. میزان بقاء سلول های لاکتوباسیلوس پلانتاروم A7 در بسترهای سرم فیزیولوژی و ماست، نشان داد کاهش پایداری سلول های معمولی و ریزپوشینه دار