פרוטוקול זה מפרט את השלבים הכרוכים בייצור ואפיון פיסיקוכימי של מוצר פרוביוטי מיובש בהתזה.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מפרט את השלבים הכרוכים בייצור ואפיון פיסיקוכימי של מוצר פרוביוטי מיובש בהתזה.
פרוביוטיקה ופרה-ביוטיקה מעניינות מאוד את תעשיות המזון והתרופות בשל היתרונות הבריאותיים שלהן. חיידקים פרוביוטיים הם חיידקים חיים שיכולים להעניק השפעות מועילות על רווחת האדם ובעלי החיים, ואילו פרה-ביוטיקה היא סוג של חומרים מזינים שמזינים את חיידקי המעי המועילים. אבקת פרוביוטיקה צברה פופולריות בשל הקלות והמעשיות של בליעתם ושילובם בתזונה כתוסף מזון. עם זאת, תהליך הייבוש מפריע ליכולת הקיום של התא, שכן טמפרטורות גבוהות משביתות חיידקים פרוביוטיים. במסגרת זו, מחקר זה ביקש להציג את כל השלבים הכרוכים בייצור ואפיון פיסיקוכימי של פרוביוטיקה מיובשת בהתזה ולהעריך את השפעת חומרי ההגנה (חלב רזה מדומה ואינולין:קשר מלטודקסטרין) וטמפרטורות הייבוש בהגדלת תפוקת האבקה וכדאיות התא. התוצאות הראו כי חלב רזה מדומה קידם כדאיות פרוביוטית גבוהה יותר ב 80 מעלות צלזיוס. עם הגנה זו, הכדאיות הפרוביוטית, תכולת הלחות ופעילות המים (Aw) פוחתים כל עוד טמפרטורת הכניסה עולה. יכולת הקיום של הפרוביוטיקה פוחתת לעומת זאת עם טמפרטורת הייבוש. בטמפרטורות קרובות ל-120°C, הפרוביוטיקה המיובשת הראתה חיוניות סביב 90%, תכולת לחות של 4.6% w/w, ו-Aw של 0.26; ערכים נאותים כדי להבטיח את יציבות המוצר. בהקשר זה, נדרשות טמפרטורות ייבוש בהתזה מעל 120 מעלות צלזיוס כדי להבטיח את יכולת הקיום של התאים המיקרוביאליים ואת חיי המדף שלהם בהכנת האבקה והישרדותם במהלך עיבוד המזון ואחסונו.
כדי להיות מוגדרים כפרוביוטיקה, מיקרואורגניזמים שנוספו למזונות (או תוספים) צריכים להיות נצרכים, להיות מסוגלים לשרוד במהלך המעבר במערכת העיכול של המארח, ולהגיע לאתר הפעולה בכמויות נאותות כדי להפעיל השפעות מועילות 1,2,7.
העניין הגובר בפרוביוטיקה נובע ממספר יתרונות לבריאות האדם שהם מעניקים, כגון גירוי מערכת החיסון, הפחתת רמות הכולסטרול בסרום ושיפור תפקוד מחסום המעי על ידי פעולה נגד חיידקים מזיקים, כמו גם ההשפעות המיטיבות שלהם בטיפול בתסמונת המעי הרגיז. בין היתר 2,3. בנוסף, מספר מחקרים הוכיחו כי פרוביוטיקה יכולה להשפיע באופן חיובי על חלקים אחרים בגוף האדם שבהם קהילות חיידקים לא מאוזנות יכולות לגרום למחלות זיהומיות 3,4,5.
כדי שפרוביוטיקה תהיה יעילה מבחינה טיפולית, המוצר צריך להכיל בין 10 6-107 CFU/g של חיידקים בזמן הצריכה6. מצד שני, משרד הבריאות האיטלקי וקנדה קבעו כי הרמה המינימלית של פרוביוטיקה במזון צריכה להיות 109 CFU/g של תאים קיימא ליום או למנה, בהתאמה7. בהתחשב בכך שיש צורך בעומסים גבוהים של חיידקים פרוביוטיים כדי להבטיח שיהיו להם השפעות מועילות, חיוני להבטיח את הישרדותם במהלך העיבוד, אחסון המדף והמעבר במערכת העיכול (GI). מספר מחקרים הוכיחו כי מיקרואנקפסולציה היא שיטה יעילה לשיפור הכדאיות הכוללת של פרוביוטיקה 8,9,10,11.
בהקשר זה, פותחו מספר שיטות למיקרואנקפסולציה של פרוביוטיקה, כגון ייבוש בהתזה, ייבוש בהקפאה, קירור בהתזה, תחליב, שחול, קואצרבציה, ולאחרונה, מיטות נוזליות 11,12,13,14. מיקרואנקפסולציה על ידי ייבוש בהתזה (SD) נמצאת בשימוש נרחב בתעשיית המזון מכיוון שהיא תהליך פשוט, מהיר וניתן לשחזור. קל להגדיל אותו, ויש לו תפוקת ייצור גבוהה בדרישות אנרגיה נמוכות11,12,13,14. עם זאת, החשיפה לטמפרטורות גבוהות ותכולת לחות נמוכה יכולה להשפיע על הישרדותם ועל יכולת הקיום של התאים הפרוביוטיים15. ניתן לשפר את שני הפרמטרים עבור זן נתון על ידי קביעת ההשפעות של גיל התרבית והתנאים כדי להתאים מראש את התרבית ולייעל את תנאי הייבוש בריסוס (טמפרטורות כניסה ויציאה, תהליך אטומיזציה) ואת הרכב המעטפת 8,14,16,17,18.
הרכב התמיסה העוטפת הוא גם גורם חשוב במהלך SD מכיוון שהוא יכול להגדיר את רמת ההגנה מפני תנאים סביבתיים קשים. אינולין, גומי ערבי, מלטודקסטרין וחלב רזה נמצאים בשימוש נרחב כחומרים עוטפים לייבוש פרוביוטי 5,17,18,19. אינולין הוא פרוקטואוליגוסכריד המציג פעילות פרה-ביוטית חזקה ומקדם את בריאות המעי19. חלב דל שומן יעיל מאוד בשמירה על הכדאיות של תאי חיידקים מיובשים ומייצר אבקה עם תכונות reconstitution טוב17.
Lactiplantibacillus paraplantarum FT-259 הוא חיידק חומצה לקטית המייצר בקטריוצין ומציג פעילות אנטיליסטריאלית, מלבד תכונות פרוביוטיות20,21. זהו חיידק גראם-חיובי בצורת מוט הטרופרמנטטיבי פקולטטיבי הגדל מ 15 ° C ל 37 ° C20 והוא תואם לטמפרטורת הגוף ההומיאוסטטי. מחקר זה נועד להציג את כל השלבים הכרוכים בייצור ואפיון פיסיקוכימי של פרוביוטיקה מיובשת בריסוס (L. paraplantarum FT-259) ולהעריך את השפעת חומרי ההגנה וטמפרטורות הייבוש.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. ייצור התאים הפרוביוטיים
2. להפריד את החיידקים מן התרבות
3. הוספת עזרי ייבוש
| עזרי ייבוש | אינולין ומלטודקסטרין | חלב רזה מדומה |
| מלטודקסטרין | 5% | - |
| חלבון מי גבינה | - | 3.60% |
| לקטוז | - | 3% |
| אינולין | 5% | 3% |
| SiOקולואידי 2 | - | 0.40% |
טבלה 1: הרכב עזרי הייבוש.
4. ייבוש בהתזה
5. אפיון אבקה
6. כדאיות פרוביוטית
7. ניתוח נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
במחקר זה, L. paraplantarum היה עטוף על ידי SD באמצעות חומרים עוטפים באיכות מזון (inulin:maltodextrin ואבקת חלב מדומה), מה שהראה איכות מוצר גבוהה ויעילות בשימור יכולת הקיום של תאי החיידק17,19.
תוצאות SD של פרוביוטיקה בטמפרטורה של 80°C הראו כי מערכות ההגנה השונות (אינולין:מלטודקסטרין וחלב רזה מדומה) קידמו הגנה יעילה על התאים הפרוביוטיים, עם כדאיות של 95.1% ו-97.0%, בהתאמה. תפוקת המוצר הייתה קרוב ל-50% w/w עבור שתי מערכות ההגנה ו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ל. פרפלנטרום FT-259 הוא חיידק גראם-חיובי, בצורת מוט, הוא יצרן של בקטריוצינים בעלי פעילות אנטי-ליסטריאלית, ובעל פוטנציאל פרוביוטי גבוה20. Son et al.24 הדגימו בעבר את היכולת החיסונית ונוגדת החמצון של זני L. paraplantarum. חוץ מזה, יש להם פוטנציאל פרוביוטי גדול, עם תכונות כגון יציבות בתנאי קיבה ומרה מלאכותיים, רגישות לאנטיביוטיקה, וקשירה לתאי מעיים. בנוסף, הם אינם מייצרים מטבוליטים שיכולים להשפיע לרעה על מערכת העיכול. חוץ מזה, צ'וי וצ'אנג25<...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר.
מחקר זה מומן בחלקו על ידי Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Finance Code 001. מחקר זה נתמך בחלקו גם על ידי FAPESP - קרן המחקר של סאו פאולו. E.C.P.D.M. אסירת תודה על מלגת חוקר מטעם המועצה הלאומית לפיתוח מדעי וטכנולוגי (CNPq) 306330/2019-9.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Aqua Lab 4TEV | Decagon | Devices-מד | פעילות מים |
| צנטריפוגה (mod. 5430 R) | אפנדורף-צנטריפוגה | ||
| קולואידית SiO2 (Aerosil 200) | Evokik | 7631-86-9 | עזר ייבוש |
| פרוקטו-אוליגוסכרידים מעולש | Sigma-Aldrich | 9005-80-5 | עזר ייבוש |
| GraphPad Prism (גרסה 8.0) תוכנה | GraphPad תוכנה | - | סן דייגו, קליפורניה, ארה"ב |
| קארל פישר 870 טיטרינו פלוס | Metrohm-תכולת | לחות | |
| לקטוז | Milkaut | 63-42-3 | עזר ייבוש |
| מלטודקסטרין | Ingredion | 9050-36-6 | עזר ייבוש |
| Milli-Q | Merk-Ultrapure | מערכת מים | |
| MRS אגר | מדיום תרבית | אוקסואיד | |
| MRS מרק | מדיום תרבית | אוקסואיד | |
| OriginPro (גרסה 9.0) תוכנה | OriginLab-נורת'המפטון | , מסצ'וסטס, ארה"ב | |
| מייבש ספריי SD-05 | Lab-Plant | Ltd-מייבש | ספריי |
| חלבון מי גבינה | Arla Foods Ingredients S.A. | 91082-88-1 | עזר ייבוש |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה