اثرات پری بیوتیکی ریز جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس (Spirulina platensis) بر روی زنده مانی باکتری های پروبیوتیکی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس (Lactobasilus acidophilus) و لاکتوباسیلوس کازیی (Lactobacilus casei) در فرایند کپسوله کردن در آب آلبالو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و صنایع غذایی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه علوم و فنون دریایی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 انستیتو تحقیقات تغذیه و صنایع غذایی کشور، دانشکده علوم تغذیه و صنایع غذایی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران

10.22034/AEJ.2021.320538.2710

چکیده

این مطالعه با هدف بررسی اثرات پری بیوتیـکی جلبـک اسپیرولیـنا بر روی زنده مانـی دو گـونه باکتـری پرو بیوتیکی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و لاکتوباسیلوس کازئی در فرایند کپسوله کردن در آب آلبالو انجام شد. به همین منظور استوک دو گونه پروبیوتیک تهیه گردید. فرایندکپسوله کردن با استفاده از روش اسپری درایینگ و تولید کپسول آلژیناتی کراس لینک شده با کلسیم انجام گردید. زنده مانی پرو بیوتیک ها در حالت های کپسوله شده با و بدون اسپیرولینا در نگهداری 28 روزه در دمای 4 درجه سانتیگراد سنجش شدند. همچنین میزان زنده مانی در دماهای 60، 70 و 80 درجه سانتی گراد در زمانهای 0، 1، 5/2، 5 و 10 دقیقه سنجش شد. علاوه بر این شرایط شبیه سازی محیط شیره معده و روده برای دو گونه باکتریایی در حالت های مختلف کپسولاسیون انجام شد. نتایج نشان داد که باکتری های کپسوله شده با اسپیرولینا بیشترین زنده مانی و مقاومت در مقابل دما را داشتند. همچنین بیشترین میزان بازدهی پروبیوتیک های کپسوله شده در حضور اسپیرولینا به میزان 9/81 و 83 درصد برای ل.اسیدوفیلوس و ل.کازئی به ترتیب ارزیابی گردید. علاوه بر این باکتری های پروبیوتیکی کپسوله شده با اسپیرولینا مقاومت بیشتری را نسبت به سایر فرم های باکتریایی در شرایط شیره معده و روده نشان دادند. به طور خلاصه نتایج این تحقیق نشان داد که کپسول حاوی اسپیرولینا و باکتری لاکتوباسیلوس کازیی دارای زنده مانی و مقاومت بالاتر در برابر حرارت نسبت به کپسول حاوی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و اسپیرولینا را نشان داد، همچنین نتایج تست مقاومت باکتریایی در شرایط شبیه سازی شیره معده و روده مشخص گردید که باکتری های کپسوله شده در حضور اسپیرولینا در مقایسه با فرم آزاد مقاومت بیشتری را نشان دادند که نهایتا باعث افزایش کارایی و سلامت بیشتر محصولات غذایی و انسان می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Prebiotic effects of Spirulina platensis on the survival of probiotic bacteria Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus casei in the encapsulation process in sour cherry juice

نویسندگان [English]

  • Samira Belyani 1
  • Mozhgan Emtyazjoo 2
  • Leila Mirmoghtadaie 1 3
  • Seyede Marzieh Hosseini 1 3
1 Department of Food and science technology, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Marine science and technology, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 National Nutrition and Food Technology Research Institute, Faculty of Nutrition Sciences and Food Technology, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
چکیده [English]

The aim of this study was to investigate the prebiotic effects of Spirulina platensis on the survival of two species of probiotic bacteria Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus casei in the process of encapsulation in sour cherry juice. For this purpose, two types of probiotics were prepared in stock. The encapsulation process was performed using spray drying method and production of calcium-linked cross-linked alginate capsules. The viability of the probiotics was measured in encapsulated with and without Spirulina at 28-day storage at 4 °C. Survival rates were also measured at 60, 70 and 80 °C at 0, 1, 2.5, 5 and 10 minutes. In addition, simulations of gastric and intestinal juice environment were performed for two bacterial species in different states of encapsulation. The results showed that bacteria encapsulated with Spirulina had the highest survival and temperature resistance. Also, the highest efficiency of encapsulated probiotics in the presence of Spirulina was 81.9 and 83% for L. acidophilus and L. casei, respectively. In addition, Spirulina-encapsulated probiotic bacteria showed greater resistance than other bacterial forms in gastric and intestinal juice conditions. In summary, the results of this study showed that capsules containing Spirulina and Lactobacillus casei had higher survival and heat resistance than capsules containing Lactobacillus acidophilus and Spirulina. Also, the results of bacterial resistance test in the conditions of simulating gastric and intestinal juice showed that encapsulated bacteria showed more resistance in the presence of Spirulina compared to the free form, which ultimately increases the efficiency and health of food products and humans.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Encapsulation
  • Probiotics
  • Synbiotic capsule
  • Calcium alginate
  • Spirulina platensis
  1. Frakolaki, , Giannou, V., Kekos, D. and Tzia, C., 2021. A review of the microencapsulation techniques for the incorporation of probiotic bacteria in functional foods. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 61: 1515-1536. https://doi.org/ 10.1080/10408398. 2020.1761773.
  2. Vojdani, R. and Zali, M.R., 2003. Probiotics and their mechanism of action in the prevention and treatment of human diseases. Research in Medicine. 27(4) :313-318. (In persian)
  3. Bodera, P. and Chcialowski, A., 2009. Immunomodulatory Effect of Probiotic Bacteria. Recent Inflamm. Allergy Drug Discov. 3: 58-64. https://doi.org/10.2174/ 187221309787158461.
  4. Eslami Moshkenani, , Vajihe, F., Khosravi-Darani, K. and Mazinani, S., 2015. The effect of powdered Spirulina platensis biomass on some physicochemical and sensory properties of probiotic doogh containing powdered mint. Innovative Food Technologies. 2(2): 59-70. (In persian)
  5. Ozkan, G., Franco, P., De Marco, I., Xiao, J. and Capanoglu, E., 2019. A review of microencapsulation methods for food antioxidants: Principles, advantages, drawbacks and applications. Food Chem. 272: 494-506. https://doi.org/10.1016/j.foodchem. 2018.07.205
  6. Oyetayo, V.O., Adetuyi, F.C. and Akinyosoye, F.A., 2003. Safety and protective effect of Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus casei used as probiotic agent in vivo. African J. Biotechnol. 2: 491-498. https://doi.org/10.5897/ ajb2003.000-1090.
  7. Parsaeimehr, M., Misaghi, A., Afshin Akhondzade, A., Zahraei Salehi, T., Modaresi, M.H., Gandomi, H., Firuzbakht, F., Karkudi, S. and Assadollah nezhad, R., 2011. Effect of Lactobacillus casei and Lactobacillus acidophilus on growth and enterotoxin production of Staphylococcus aureus. Journal of food science and technology. 1(8): 91-97. (In persian)
  8. Ghorbani, A. and Bazooyar, B., 2010. Behçet disease. Arch. Iran. Med. 13: 365-366. https://doi.org/010134/ AIM.0020.
  9. Soltan Dallal, M.M., Mojarrad, M., Salehipour, Z., Atapour Mashhad, H., Raoofian, R. and Rajabi, Z., 2012. Effects of probiotic lactobacillus acidophilus and lactobacillus casei on the behaviour of colorectal tumor cells. Tehran University Medical Journal. 70(4): 220-227. (In persian)
  10. Ghaeni, M., Roomiani, L. and Masomizadeh, Z., 2015. Comparison of Coliform in Powder and Fresh Spirulina, Arthrospira platensis. Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology). 1(1): 85-93. (In persian)
  11. Darjani, P., Hosseini Nezhad, M., Kadkhodaee, R. and Milani, E., 2016. Influence of prebiotic and coating materials on morphology and survival of a probiotic strain of Lactobacillus casei exposed to simulated gastrointestinal conditions. LWT - Food Sci. Technol. 73: 162-167. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.05.032.
  12. El-Bahr, S., Shousha, S., Shehab, A., Khattab, W., Ahmed-Farid, O., Sabike, I., El-Garhy, O., Albokhadaim, I. and Albosadah, K., 2020. Effect of dietary microalgae on growth performance, profiles of amino and fatty acids, antioxidant status, and meat quality of broiler chickens. Animals. 10: 1-14. https://doi.org/10.3390/
  13. Vejdani Nia, M., Emtyazjoo, M. and Chamani,M., 2020. Algae usage in producing functional food: A case study on Spirulina platensis for enrichment quail egg, Research in Marine Sciences. 5(4): 806-814.
  14. Ghazavi, N., Moshtaghi, E. and Boniadian, A., 2016. Production of probiotic juice by use of two varieties of Red and Yellow apple. Journal of Food Microbiology. 3(2): 1-10. (In persian)
  15. Chaikham, P., 2015. Stability of probiotics encapsulated with Thai herbal extracts in fruit juices and yoghurt during refrigerated storage, Food Bioscience. 2: 1-18.
  16. Zomorodi, Sh., Khosrowshahi Asl, A., Razavi Rohani, S.M. and Miraghaei, S., 2011. Survival of Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum and Bifidobacterium bifidum in free and microencapsulated forms on Iranian white cheese produced by ultrafiltration. International Journal of Dairy Technology. 64: 84-91.
  17. Koushki, V., Babaei, A., Mehraban Sangatash, M. and Safari, O., 2021. The Efficacy of Co-encapsulation with Herbal Extracts on Viability of Probiotic Bacteria During Storage in Fruit Juices. Journal of Innovation in Food Science and Technology. 13(2): 1-13. (In persian)
  18. Homayouni, A., 2008. Healthy Characteristics of Functional Foods, Probiotic Prebiotic, Synbiotic. Medical Science and curing university of Tabriz publisher. Tabriz Iran. (In persian)
  19. Mandal, S., Puniya, K. and Singh, K., 2006. Effect of alginate concentrations on survival of microencapsulated Lactobacillus casei NCDC-298. International Dairy Journal. 126(2-3): 249-284.
  20. Rajaie Azarkhavarani, P., Ziaee, E. and Hosseini, S.M.H., 2018. Effect of encapsulation on the stability and survivability of Enterococcus faecium in a non-dairy probiotic beverage. Food Science and Technology International. 0(0): 1-10. DOI: 10.1177/1082013218813823.
  21. Kazemi, P., Peydayesh, M., Bandegi, A., Mohammadi, T. Bakhtiari, O., 214. Stability and extraction study of phenolic wastewater treatment by supported liquid membrane using tributyl phosphate and sesame oil as liquid membrane Chem. Eng. Res. Des. 92: 375-383.
  22. Khosravi, A.D., Parhizgari, N., Abbasi Montazeri, E., Mozaffari, A. and Abbasi, F., 2013. The Prevalence of Bacteria Isolated from Endotracheal Tubes of Patients in Golestan Hospital, Ahvaz, Iran, and Determination of Their Antibiotic Susceptibility Patterns. Jundishapur J Microbiol. 6(1): 67-71. DOI: 10.5812/jjm.4583.
  23. Sahebkhani, M., Shahab Lavasani, A. and Movahed, S., 2020. The production of probiotic fruit yoghurt containing strawberry form sheep milk. Journal of Animal Environmental. 11(4): 419-428. (In persian)
  24. Kafshdouzan, K., Rouzbehan, B. and Moslemy, M., 2013. Reviewing the role of probiotics used in poultry feeding on health promotion of chicken meet. Iranian J Nutr Sci Food Technol. 7(5): 821-828. (In persian)
  25. Maddaly, R., 2010. The beneficial effects of spirulina focusing on its immunomodulatory and antioxidant properties. Nutr. Diet. Suppl. 73. https://doi.org/10.2147/nds.s9838
  26. Ak, B., Avşaroğlu, E., Işık, O., Özyurt, G., Kafkas, E., Etyemez, M. and Uslu, L., 2016. Nutritional and Physicochemical Characteristics of Bread Enriched with Microalgae Spirulina platensis. Int. J. Eng. Res. Appl. www.ijera.com. 6: 30-38.
  27. Ghaeni, M., Matinfar, M., Roomiani, L. and Choobkar, N., 2010. Chemical composition of Spirulina powder. Journal of Animal Environmental. 2(1): 55-60. (In persian)
  28. Joya, M., Ashayerizadeh, O. and Dastar, B., 2020. Effect of microalgae Spirulina and Bacillus subtilis on carcass characteristics, intestinal morphology and blood parameters of broiler chickens. Journal of Animal Environmental. 12(1): 87-94. (In persian)
  29. Sayadi, M. and Tajik, H., 2018. Assessing the efficiency of probiotic bacteria Lactobacillus acidophilus in detoxification of aflatoxin b1 based on a simulated model of digestive system secretions. The Journal of Urmia University of Medical Sciences. 29(4): 270-281. (In persian)
  30. Milani, E., Naeemi, H., Mortazavi, S.A. and Koocheki, A., 2012. Influence of simulated gastrointestinal conditions on survivability of microencapsulated probiotic Lactobacillus casei in symbiotic frozen yogurt.  Iranian Food Science and Technology Research Journal. 8(2): 190-199.