تولید پودر تخمیری و پروبیوتیک غیرلبنی برپایه جنین‌گندم با به‌کارگیری باکتری‌های لاکتیکی اسیدوفیلوس و پلانتاروم

نوآوری در علوم و فناوری غذایی

دوره 14، 4(زمستان) - شماره پیاپی 54، دی 1401، صفحه 69-81   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jfst.2021.684159

نویسندگان

احسان دیوان خسروشاهی¹؛ سید هادی رضوی^{* 2}؛ حسین کیانی³؛ علی آقاخانی³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

²استاد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران ، تهران، ایران.

³استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران ، تهران، ایران

چکیده

تقاضای روزافزون برای محصولات پروبیوتیکی به دلیل تغییر سبک زندگی و افزایش آگاهی عمومی درباره اثرات مفید پروبیوتیک‌ها بر سلامت انسان، بسیاری از محققین را ترغیب به تولید محصولات جدید پروبیوتیکی کرده ‌است. در این پژوهش، از جنین‌گندم به عنوان ترکیبی با ارزش تغذیه‌ای بالا که از محصولات جانبی صنایع آردسازی می‌باشد و به دلیل محتوای روغنی زیاد و حضور آنزیم‌های لیپاز و لیپوکسیژناز دارای ماهیت ناپایداری است، در جهت تولید پودری پروبیوتیک استفاده شده است. در مرحله اول، به منظور افزایش عمرماندگاری جنین‌گندم، تأثیر تخمیر توسط لاکتوباسیلوس پلانتاروم و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس بر فعالیت لیپاز و لیپوکسیژناز جنین گندم در غلظت‌های مختلف (10، 15 و 20 درصد) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد، تخمیر باعث کاهش معنی‌داری در فعالیت لیپاز و لیپوکسیژناز می‌شود و بیشترین میزان کاهش فعالیت هردو آنزیم، مربوط به نمونه تخمیرشده توسط لاکتوباسیلوس پلانتاروم در سطح غلظت 20 درصد جنین‌گندم می‌باشد (43/71 درصد برای لیپاز و 65 درصد برای لیپوکسیژناز) که برای مراحل بعدی آزمایش مورد استفاده قرارگرفت. تعداد اولیه باکتری‌ها، قبل از فرایند خشک‌کردن Log CFU/g 03/0 ± 38/13 بود و بلافاصله پس از فرآیند خشک‌کردن انجمادی Log CFU/g 1/1 کاهش یافت. سپس در طول دوره نگهداری در دمای 25 درجه‌ سلسیوس ، در هفته اول و دوم، کاهش معنی‌داری در تعداد باکتری‌ها مشاهده نشد. در نهایت پس از 10 هفته، تعداد باکتری‌ها در پودر تولیدی بهLog CFU/g 16/0 ± 68/6 کاهش یافت که همچنان بیش از میزان پیشنهادی برای تأمین اثرات سلامتی‌بخش پروبیوتیک‌ها) > CFU 106 (می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

پروبیوتیک؛ جنین‌گندم؛ تخمیر لاکتیکی؛ لیپاز؛ لیپوکسیژناز

مراجع

1. Amine, K. M. et al. 2014. Effect of palmitoylated alginate microencapsulation on viability of Bifidobacterium longum during freeze-drying, LWT - Food Science and Technology, Elsevier Ltd, 56(1):111–117.
2. Boukid, F. et al. 2018. A compendium of wheat germ : Separation , stabilization and food applications. Trends in Food Science & Technology, Elsevier, 78(June):120–133.
3. Bultosa, G. 2015. Dietary Fibers, Prebiotics, Probiotics, and Synbiotics. 2nd edn, Encyclopedia of Food Grains' Functional Foods, Second Edition. 2nd edn. Elsevier Ltd.
4. Carolinne Odebrecht Dias, J., Dos, S. and de, A. 2018. Development and physico-chemical characterization of microencapsulated bifidobacteria in passion fruit juice: A functional non-dairy product for probiotic delivery’, Food Bioscienceo, Elsevier Ltd, 92(23): 26–36.
5. Chavan, M. et al. 2018. Development of non-dairy fermented probiotic drink based on germinated and ungerminated cereals and legume. LWT - Food Science and Technology. Elsevier, 91(February):339–344.
6. Dianawati, D. and Shah, N. P. 2011. Survival, Acid and Bile Tolerance, and Surface Hydrophobicity of Microencapsulated B. animalis ssp. lactis Bb12 during Storage at Room Temperature. Journal of Food Science, 76(9):592–599.
7. FAO, 2018. Crop prospects and food situation . Food and Agriculture Organization of the United Nations Quarterly Global Report (available online at: www.fao.org/giews).
8. Gupta, M. and Bajaj, B. K. 2017. Development of fermented oat flour beverage as a potential probiotic vehicle. Food Bioscience. Elsevier Ltd, 20(August):104–109.
9. Gupta, S. and Abu-Ghannam, N. 2012. Probiotic fermentation of plant based products: Possibilities and opportunities’, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 52(2): 183–199.
10. José, M. et al. 2015. Microencapsulation of bacteria : A review of different technologies and their impact on the probiotic effects. LWT - Food Science and Technology.27, pp. 15–25.
11. Kohajdová, Z. 2017. Fermented Cereal Products, Current Developments in Biotechnology and Bioengineering. Elsevier B.V.
12. Kumar, Pankaj. et al 2013. Lipase Inactivation in Wheat germ by gamma irradiation. Radiation Physics and Chemistry, vol. 86, Elsevier, pp. 136–39,
13. Kuck, L. S. and Noreña, C. P. Z. 2016. Microencapsulation of grape (Vitis labrusca var. Bordo) skin phenolic extract using gum Arabic, polydextrose, and partially hydrolyzed guar gum as encapsulating agents. Food Chemistry. Elsevier Ltd, 194:569–576.
14. Librán, C. M., Castro, S. and Lagaron, J. M. 2017. Encapsulation by electrospray

 

 coating atomization of probiotic strains. Innovative Food Science and Emerging Technologies. Elsevier Ltd, 39, pp. 216–222.

15. Liu, F. et al. 2017. Effect of fermentation on the peptide content, phenolics and antioxidant activity of defatted wheat germ. Food Bioscience. Elsevier Ltd, 20(October): 141–148.
16. Moayyedi, M. et al. 2018. E ff ect of drying methods ( electrospraying , freeze drying and spray drying ) on survival and viability of microencapsulated Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469. Journal of Functional Foods. Elsevier, 40(July 2017): 391–399.
17. Moumita, S. et al. 2017. Evaluation of the viability of free and encapsulated lactic acid bacteria using in-vitro gastro intestinal model and survivability studies of synbiotic microcapsules in dry food matrix during storage’, LWT - Food Science and Technology. Elsevier Ltd, 77: 460–467.
18. Mridula, D. and Sharma, M. 2015. Development of non-dairy probiotic drink utilizing sprouted cereals, legume and soymilk. LWT - Food Science and Technology. Elsevier Ltd, 62(1): 482–487.
19. Rajam, R. et al. 2012. Effect of whey protein - alginate wall systems on survival of microencapsulated Lactobacillus plantarum in simulated gastrointestinal conditions. Journal of Functional Foods. Elsevier Ltd, 4(4):. 891–898.
20. Rao, K., Sudhindra, et al 1991. Structural Stability of Lipase from Wheat Germ in Alkaline PH. Journal of Protein Chemistry. 1. Vol. 10, no. 3.
21. Rezende, Y. R. R. S., Nogueira, J. P. and Narain, N. 2018. Microencapsulation of extracts of bioactive compounds obtained from acerola (Malpighia emarginata DC) pulp and residue by spray and freeze drying: Chemical, morphological and chemometric characterization. Food Chemistry. Elsevier, 254(February):281–291.
22. Rizzello, R., Giuseppe, Carlo., Nionelli, Luana., Coda, Rossana., De Angelis, Maria., et al 2010. Effect of Sourdough Fermentation on Stabilisation , and Chemical and Nutritional Characteristics of Wheat Germ. Food Chemistry, 119(3): 1079–89,
23. Saikia, S., Mahnot, N. K. and Mahanta, C. L. 2015. Optimisation of phenolic extraction from Averrhoa carambola pomace by response surface methodology and its microencapsulation by spray and freeze drying. Food Chemistry. Elsevier Ltd, 171: 144–152.
24. Sharma, M., Mridula, D. and Gupta, R. K. 2014. Development of sprouted wheat based probiotic beverage., 51(12):3926–3933.
25. Tolouie, Haniye. et al 2018. The Impact of Atmospheric Cold Plasma Treatment on Inactivation of Lipase and Lipoxygenase of Wheat Germs. Innovative Food Science & Emerging Technologies, vol. 47:. 346–52.
26. Xu, B. et al. 2013. Study on the stabilization effect of continuous microwave on wheat germ. journal of food engineering. Elsevier Ltd, 117:1–7.
27. Xu, B. I. N. et al. 2015. Termal versus microwave inactivation kinetics of lipase and lipoxygenase from wheat germ  Journal of Food processing engineering, 247–255.
28. Zaeim, D. et al. 2018. Electrospray-assisted drying of live probiotics in acacia gum microparticles matrix. Carbohydrate Polymers. Elsevier, 183(July 2017:183–191.