Prozessentwicklung für die Sprühtrocknung von probiotischen Bakterien und Bewertung der Produktqualität

Summary

Dieses Protokoll beschreibt die Schritte zur Herstellung und physikalisch-chemischen Charakterisierung eines sprühgetrockneten probiotischen Produkts.

Abstract

Probiotika und Präbiotika sind aufgrund ihrer gesundheitlichen Vorteile für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie von großem Interesse. Probiotika sind lebende Bakterien, die sich positiv auf das Wohlbefinden von Mensch und Tier auswirken können, während Präbiotika Arten von Nährstoffen sind, die die nützlichen Darmbakterien ernähren. Probiotika in Pulverform haben aufgrund der Leichtigkeit und Praktikabilität ihrer Einnahme und Integration in die Ernährung als Nahrungsergänzungsmittel an Popularität gewonnen. Der Trocknungsprozess beeinträchtigt jedoch die Lebensfähigkeit der Zellen, da hohe Temperaturen probiotische Bakterien inaktivieren. In diesem Zusammenhang zielte diese Studie darauf ab, alle Schritte bei der Herstellung und physikalisch-chemischen Charakterisierung eines sprühgetrockneten Probiotikums darzustellen und den Einfluss der Schutzmittel (simulierte Magermilch und Inulin:Maltodextrin-Assoziation) und der Trocknungstemperaturen auf die Erhöhung der Pulverausbeute und Zellviabilität zu bewerten. Die Ergebnisse zeigten, dass die simulierte Magermilch eine höhere probiotische Lebensfähigkeit bei 80 °C förderte. Mit diesem Schutzmittel verringern sich die Lebensfähigkeit von Probiotika, der Feuchtigkeitsgehalt und die Wasseraktivität (Aw), solange die Eintrittstemperatur steigt. Die Lebensfähigkeit der Probiotika nimmt umgekehrt mit der Trocknungstemperatur ab. Bei Temperaturen nahe 120 °C zeigte das getrocknete Probiotikum eine Lebensfähigkeit von etwa 90 %, einen Feuchtigkeitsgehalt von 4,6 Gew.-% und einen Aw von 0,26; Werte, die ausreichen, um die Produktstabilität zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang sind Sprühtrocknungstemperaturen über 120 °C erforderlich, um die Lebensfähigkeit und Haltbarkeit der mikrobiellen Zellen in der pulverförmigen Zubereitung und das Überleben während der Lebensmittelverarbeitung und -lagerung zu gewährleisten.

Introduction

Um als Probiotika definiert zu werden, müssen Mikroorganismen, die Lebensmitteln (oder Nahrungsergänzungsmitteln) zugesetzt werden, lebend verzehrt werden, in der Lage sein, während der Passage im Magen-Darm-Trakt des Wirts zu überleben und den Wirkort in ausreichender Menge zu erreichen, um positive Wirkungen auszuüben ^1,2,7.

Das wachsende Interesse an Probiotika ist auf die verschiedenen Vorteile für die menschliche Gesundheit zurückzuführen, die sie mit sich bringen, wie z. B. die Stimulierung des Immunsystems, die Senkung des Serumcholesterinsp....

Protocol

1. Produktion der probiotischen Zellen

1. Bereiten Sie die Brühe von De Man Rogosa und Sharpe (MRS) zu.
2. Reaktivieren Sie 1% (v/v) der interessierenden Kultur in der MRS-Bouillon (hier wurde Lactiplantibacillus paraplantarum FT-259 verwendet).
3. 24 h bei angemessener Temperatur inkubieren (wir haben 37 °C verwendet).

2. Trennen Sie die Bakterien von der Kultur

1. Zentrifugieren Sie die Bakterienkultur bei 7.197 x g für 5 min bei 4 °C mit konischen 50-ml-Röhrchen. Es ist wichtig, dass das Gewicht der Röhrchen vor dem Eingriff ausgeglichen wird.

Results

In dieser Studie wurde L. paraplantarum mittels SD unter Verwendung von Verkapselungsmitteln in Lebensmittelqualität (Inulin:Maltodextrin und simuliertes Milchpulver) verkapselt, was eine hohe Produktqualität und Wirksamkeit bei der Erhaltung der Lebensfähigkeit der Bakterienzellen zeigte^17,19.

Die Ergebnisse der SD von Probiotika bei 80 °C zeigten, dass die unterschiedlichen Schutzsysteme (Inulin:Maltodextrin und simulierte M.......

Discussion

L. paraplantarum FT-259 ist ein grampositives, stäbchenförmiges Bakterium, produziert Bakteriozine mit antilisterieller Wirkung und hat ein hohes probiotisches Potenzial²⁰. Son et ^al.24 haben bereits die immunstimulierende und antioxidative Wirkung von L. paraplantarum-Stämmen nachgewiesen. Außerdem haben sie ein großes probiotisches Potenzial mit Eigenschaften wie Stabilität unter künstlichen Magen- und Gallenbedingungen, Anfälligkeit für Antibiotika und .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aqua Lab 4TEV	Decagon		Devices-Wasseraktivitätsmesser
Zentrifuge (Mod. 5430 R )
Kolloidal SiO2 (Aerosil 200)	Evokik	7631-86-9	Trocknungshilfe
Fructooligosaccharide aus Chicorée	Sigma-Aldrich	9005-80-5	Trocknungshilfe
GraphPad Prism (Version 8.0) Software	GraphPad	Software-San	Diego, California, USA
Karl Fischer 870 Titrino Plus	Metrohm-Moisture
content Lactose	Milkaut	63-42-3	Hilfe zum Trocknen
Maltodextrin	Ingredion	9050-36-6	Trocknungshilfe
Milli-Q			Merk-Reinstwassersystem
MRS Agar	Oxoid-Kulturmedium
MRS Bouillon	Oxoid-Kulturmedium
OriginPro (Version 9.0) Software OriginLab-Northampton			, Massachusetts, USA
Sprühtrockner SD-05	Lab-Plant		Ltd-Sprühtrockner
Molkenprotein	Arla Foods Ingredients S.A.	91082-88-1	Trocknungshilfe