Name: תהליך פיתוח לייבוש בהתזה של חיידקים פרוביוטיים והערכת איכות המוצר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-07T14:45:00.000+00:00
Duration: 5 min 45 s
Description: למדו את תהליך הייבוש בהתזה ליצירת חיידקים פרוביוטיים ממוקפלים. השיטה משפרת שרידות החיידקים במזון ובמערכת העיכול ומסייעת בפיתוח מוצרי מזון פונקציונליים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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.

1. ייצור התאים הפרוביוטיים
<ol><li>הכינו מרק דה מאן רוגוסה ושארפ (MRS).</li>
	<li>הפעל מחדש 1% (v/v) של תרבות העניין במרק MRS (כאן, Lactiplantibacillus paraplantarum FT-259 שימש).</li>
	<li>לדגור במשך 24 שעות בטמפרטורה מספקת (השתמשנו 37 ° C).</li>
</ol>2. להפריד את החיידקים מן התרבות
<ol><li>צנטריפוגה את תרבית החיידקים ב 7,197 x גרם במשך 5 דקות ב 4 ° C באמצעות צינורות חרוטי 50 מ"ל. חשוב כי משקל הצינורות מאוזן לפני ההליך.</li>
	<li>בעזרת פיפטה, מוציאים את הסופרנטנט ומשליכים אותו למיכל מתאים. לשטוף את הכדוריות עם חיץ פוספט (pH 7), הומוגניזציה של התמיסה.</li>
	<li>חזור על תהליך הצנטריפוגה כאמור.</li>
	<li>כדי לקבל את הכדור, השתמש פיפטה כדי להסיר ולהשליך את supernatant במיכל מתאים.</li>
</ol>3. הוספת עזרי ייבוש
<ol><li>בחר את השילוב של שני הרכבי עזר לייבוש (מגנים): אינולין:תערובת מלטודקסטרין וחלב רזה מדומה (טבלה 1)22,23.</li>
	<li>לשקול 5 גרם של אינולין ו 5 גרם של maltodextrin כדי להשיג את השילוב הראשון של מגינים.</li>
	<li>שקול 3 גרם של אינולין, 3 גרם של לקטוז, 0.4 גרם של SiO קולואידי2, ו 3.6 גרם של חלבון מי גבינה כדי להשיג את השילוב השני של מגינים.</li>
	<li>מוסיפים כל אחד מעזרי הייבוש למים אולטרה-טהורים (1:10), ומעבירים לערבוב מגנטי עד למסיסות.</li>
	<li>ודאו שהמגנים והמים הומוגניים, הוסיפו את כדורי הפרוביוטיקה לתערובת, וערבבו במתינות במשך 20 דקות.</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>עזרי ייבוש</td>
			<td>אינולין ומלטודקסטרין</td>
			<td>חלב רזה מדומה</td>
		</tr><tr><td>מלטודקסטרין</td>
			<td>5%</td>
			<td>-</td>
		</tr><tr><td>חלבון מי גבינה</td>
			<td>-</td>
			<td>3.60%</td>
		</tr><tr><td>לקטוז</td>
			<td>-</td>
			<td>3%</td>
		</tr><tr><td>אינולין</td>
			<td>5%</td>
			<td>3%</td>
		</tr><tr><td>SiOקולואידי 2</td>
			<td>-</td>
			<td>0.40%</td>
		</tr></tbody></table>טבלה 1: הרכב עזרי הייבוש.
4. ייבוש בהתזה
<ol><li>הפעל את מייבש הריסוס (SD), והגדר את קצב זרימת גז הייבוש, טמפרטורת הייבוש בכניסה ואת קצב זרימת גז האטומיזר ולחץ באופן הבא: טמפרטורת כניסה: 80 °C זרימת אוויר: 60 מ"ק/שעה קצב הזנה: 4 גרם/דקה זרימת אטומיזציה: 17 ליטר/דקה לחץ אטומיזציה: 1.5 kgf/cm² קוטר פיית האטומיזר: 1 מ"מ</li>
	<li>מכינים את הרכב המגנים ומוסיפים את הכדוריות הפרוביוטיות המרוכזות.</li>
	<li>התחל להזין את ההרכב הפרוביוטי (תאים בתוספת מגנים) באמצעות משאבה פריסטלטית.</li>
	<li>הפעל את הטיימר, ומקם את כלי איסוף המוצר כאשר התמיסה נכנסת לאטומיזר.</li>
	<li>רשום את טמפרטורת היציאה כל 5 דקות כדי לעקוב אחר אי יציבות טמפרטורה אפשרית.</li>
	<li>עצור את הטיימר כאשר כל ההרכב הפרוביוטי הוזן ל- SD.</li>
	<li>שקלו את כלי איסוף המוצר כדי לקבוע את כמות ההרכב המוזן למערכת ואת כמות המוצר היבש שנאסף, כדי לחשב את תפוקת הייבוש (המוצר שהוחזר) באמצעות מאזן מסה במייבש.</li>
	<li>השתמשו בחלב רזה מדומה כדי להעריך את השפעת הטמפרטורה על הכדאיות של התאים הפרוביוטיים, על ידי הגדרת חמש טמפרטורות שונות לייבוש בהתזה (80°C, 100°C, 120°C, 140°C ו-160°C לעומת טמפרטורות מוצא של 59°C, 70°C, 83°C, 96°C ו-108°C).</li>
</ol>5. אפיון אבקה
<ol><li>תכולת לחות המוצר<ol><li>שוקלים במדויק 100 מ"ג של המוצר המיובש, ומניחים אותו בכלי הטיטרציה של ציוד קרל-פישר.</li>
		<li>לחץ על לחצן האתחול כדי להתחיל את הטיטרציה הדו-אמפרומטרית של המים הקיימים בדגימה.</li>
	</ol></li>
	<li>פעילות מים<ol><li>שוקלים 0.6 גרם של המוצר המיובש בתא הדגימה של מד הלחות ב 25 מעלות צלזיוס.</li>
		<li>סגור את מכסה הציוד. הערה: הבדיקה תתחיל באופן אוטומטי ותפסיק כאשר הדגימה תגיע ללחץ אדי שיווי המשקל בתוך תא הדגימה.</li>
	</ol></li>
</ol>6. כדאיות פרוביוטית
<ol><li>לדלל את התרחיפים החיידקיים שהוכנו בעבר ב 9 מ"ל של מי פפטון (0.1%, v/v).</li>
	<li>מערבולת עד לפיזור מוחלט.</li>
	<li>בצע דילול עשרוני סדרתי (1:10) ב-9 מ"ל של תמיסת מלח (0.9% NaCl).</li>
	<li>זרעו את הדילול על צלחות אגר MRS, ודגרו ב 37 מעלות צלזיוס במשך 24-48 שעות.</li>
	<li>ספרו את היחידות יוצרות המושבה (CFU/g) באמצעות מונה מושבה עם עדשה מגדלת.</li>
	<li>חישוב הכדאיות הפרוביוטית במוצר המיובש על פי המשוואה הבאה: EE (%) = (N∕No) × 100 כאשר, N הוא מספר התאים בני קיימא לאחר ייבוש בהתזה, ו-No הוא מספר תאי החיידקים לפני ייבוש בהתזה.</li>
	<li>בטא את מספר התאים בני קיימא ב- CFU/g של פיזור המוצר.</li>
</ol>7. ניתוח נתונים
<ol><li>טבלה את הנתונים המתקבלים בתוכנה סטטיסטית, ולבצע את הניתוח באמצעות מבחן השוואה מרובה (ANOVA).</li>
</ol>

אופטימיזציה של איכות המוצר הפרוביוטי המיובש בהתזה באמצעות פיתוח תהליכים

<ol><li>Food and Agricultural Organization of the United Nations and World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probiotics+in+food%3A+Health+and+nutritional+properties+and+guidelines+for+evaluation.+FAO+Food+and+Nutrition+Paper+85%5BTitle%5D)+AND+%22Food+and+Agricultural+Organization%22%5BJournal%5D)">Probiotics in food: Health and nutritional properties and guidelines for evaluation. FAO Food and Nutrition Paper 85.</a> Food and Agricultural Organization. , Rome, Italy. At https://www.fao.org/3/a0512e/a0512e.pdf (2006).</li>
<li>Sharma, R., Rashidinejad, A., Jafari, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+spray+dried+encapsulated+probiotics+in+functional+food+formulations%5BTitle%5D)+AND+%22Food+and+Bioprocess+Technology%22%5BJournal%5D)">Application of spray dried encapsulated probiotics in functional food formulations.</a> Food and Bioprocess Technology. 15, 2135-2154 (2022).</li>
<li>Reid, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probiotic+use+in+an+infectious+disease+setting%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Review+of+Anti-Infective+Therapy%22%5BJournal%5D)">Probiotic use in an infectious disease setting.</a> Expert Review of Anti-Infective Therapy. 15 (5), 449-455 (2017).</li>
<li>Alvarez-Olmos, M. I., Oberhelman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probiotic+agents+and+infectious+diseases%3A+a+modern+perspective+on+a+traditional+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Infectious+Diseases%22%5BJournal%5D)">Probiotic agents and infectious diseases: a modern perspective on a traditional therapy.</a> Clinical Infectious Diseases. 32 (11), 1567-1576 (2001).</li>
<li>He, X., Zhao, S., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Faecalibacterium+prausnitzii%3A+A+next-generation+probiotic+in+gut+disease+improvement%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Infectious+Diseases+and+Medical+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Faecalibacterium prausnitzii: A next-generation probiotic in gut disease improvement.</a> Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology. 2021, 6666114(2021).</li>
<li>Corona-Hernandez, R. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+stability+and+viability+of+microencapsulated+probiotic+bacteria%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Comprehensive+Reviews+in+Food+Science+and+Food+Safety%22%5BJournal%5D)">Structural stability and viability of microencapsulated probiotic bacteria: A review.</a> Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 12 (6), 614-628 (2013).</li>
<li>Hill, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+International+Scientific+Association+for+Probiotics+and+Prebiotics+consensus+statement+on+the+scope+and+appropriate+use+of+the+term+probiotic%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Gastroenterology+%26+Hepatology%22%5BJournal%5D)">The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic.</a> Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 11 (8), 506-514 (2014).</li>
<li>Chávez, B. E., Ledeboer, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drying+of+probiotics%3A+Optimization+of+formulation+and+process+to+enhance+storage+survival%5BTitle%5D)+AND+%22Drying+Technology%22%5BJournal%5D)">Drying of probiotics: Optimization of formulation and process to enhance storage survival.</a> Drying Technology. 25 (7-8), 1193-1201 (2007).</li>
<li>Wang, G., Chen, Y., Xia, Y., Song, X., Ai, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+of+probiotic+preparations+and+their+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Foods%22%5BJournal%5D)">Characteristics of probiotic preparations and their applications.</a> Foods. 11 (16), 2472(2022).</li>
<li>Baral, K. C., Bajracharya, R., Lee, S. H., Han, H. -K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancements+in+the+pharmaceutical+applications+of+probiotics%3A+Dosage+forms+and+formulation+technology%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Advancements in the pharmaceutical applications of probiotics: Dosage forms and formulation technology.</a> International Journal of Nanomedicine. 16, 7535(2021).</li>
<li>Bustamante, M., Oomah, B. D., Rubilar, M., Shene, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effective+Lactobacillus+plantarum+and+Bifidobacterium+infantis+encapsulation+with+chia+seed+%28Salvia+hispanica+L.%29+and+flaxseed+%28Linum+usitatissimum+L.%29+mucilage+and+soluble+protein+by+spray+drying%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Effective Lactobacillus plantarum and Bifidobacterium infantis encapsulation with chia seed (Salvia hispanica L.) and flaxseed (Linum usitatissimum L.) mucilage and soluble protein by spray drying.</a> Food Chemistry. 216, 97-105 (2017).</li>
<li>Tran, T. T. A., Nguyen, H. V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+spray-drying+temperatures+and+carriers+on+physical+and+antioxidant+properties+of+lemongrass+leaf+extract+powder%5BTitle%5D)+AND+%22Beverages%22%5BJournal%5D)">Effects of spray-drying temperatures and carriers on physical and antioxidant properties of lemongrass leaf extract powder.</a> Beverages. 4 (4), 84(2018).</li>
<li>Oliveira, W. P. Standardisation of herbal extracts by drying technologies. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOliveira%2C+WP+%22Phytotechnology%3AA+Sustainable+Platform+for+the+Development+of+Herbal+Products%22">Phytotechnology:A Sustainable Platform for the Development of Herbal Products</a>. Oliveira, W. P. , CRC Press. Boca Raton, FL. 105-140 (2021).</li>
<li>Burgain, J., Gaiani, C., Linder, M., Scher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+of+probiotic+living+cells%3A+From+laboratory+scale+to+industrial+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Food+Engineering%22%5BJournal%5D)">Encapsulation of probiotic living cells: From laboratory scale to industrial applications.</a> Journal of Food Engineering. 104 (4), 467-483 (2011).</li>
<li>Boza, Y., Barbin, D., Scamparini, A. R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Survival+of+Beijerinckia+sp.+microencapsulated+in+carbohydrates+by+spray-drying%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Microencapsulation%22%5BJournal%5D)">Survival of Beijerinckia sp. microencapsulated in carbohydrates by spray-drying.</a> Journal of Microencapsulation. 21 (1), 15-24 (2004).</li>
<li>De Castro-Cislaghi, F. P., dos Reis e Silva, C., Fritzen-Freir, C. B., Lorenz, J. G., Sant’Anna, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bifidobacterium+Bb-12+micro+encapsulated+by+spray+drying+with+whey%3A+survival+under+simulated+gastrointestinal+conditions%2C+tolerance+to+NaCl%2C+and+viability+during+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Food+Engineering%22%5BJournal%5D)">Bifidobacterium Bb-12 micro encapsulated by spray drying with whey: survival under simulated gastrointestinal conditions, tolerance to NaCl, and viability during storage.</a> Journal of Food Engineering. 113 (2), 186-193 (2012).</li>
<li>Fu, N., Huang, S., Xiao, J., Chen, X. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Producing+powders+containing+active+dry+probiotics+with+the+aid+of+spray+drying%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Food+and+Nutrition+Research%22%5BJournal%5D)">Producing powders containing active dry probiotics with the aid of spray drying.</a> Advances in Food and Nutrition Research. 85, 211-262 (2018).</li>
<li>Barbosa, J., Teixeira, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+probiotic+fruit+juice+powders+by+spray-drying%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Reviews+International%22%5BJournal%5D)">Development of probiotic fruit juice powders by spray-drying: A review.</a> Food Reviews International. 33 (4), 335-358 (2017).</li>
<li>Waterhouse, G. I. N., Sun-Waterhouse, D., Su, G., Zhao, H., Zhao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spray-drying+of+antioxidant-rich+blueberry+waste+extracts%3B+Interplay+between+waste+pretreatments+and+spray-drying+process%5BTitle%5D)+AND+%22Food+and+Bioprocess+Technology%22%5BJournal%5D)">Spray-drying of antioxidant-rich blueberry waste extracts; Interplay between waste pretreatments and spray-drying process.</a> Food and Bioprocess Technology. 10 (6), 1074-1092 (2017).</li>
<li>Tulini, F. L., Winkelströter, L. K., De Martinis, E. C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+and+evaluation+of+the+probiotic+potential+of+Lactobacillus+paraplantarum+FT259%2C+a+bacteriocinogenic+strain+isolated+from+Brazilian+semi-hard+artisanal+cheese%5BTitle%5D)+AND+%22Anaerobe%22%5BJournal%5D)">Identification and evaluation of the probiotic potential of Lactobacillus paraplantarum FT259, a bacteriocinogenic strain isolated from Brazilian semi-hard artisanal cheese.</a> Anaerobe. 22, 57-63 (2013).</li>
<li>Ribeiro, L. L. S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+encapsulated+lactic+acid+bacteria+as+bioprotective+cultures+in+fresh+Brazilian+cheese%5BTitle%5D)+AND+%22Brazilian+Journal+of+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Use of encapsulated lactic acid bacteria as bioprotective cultures in fresh Brazilian cheese.</a> Brazilian Journal of Microbiology. 52 (4), 2247-2256 (2021).</li>
<li>Písecký, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aP%C3%ADseck%C3%BD%2C+J+%22Handbook+of+Milk+Powder+Manufacture%22">Handbook of Milk Powder Manufacture</a>. , GEA Process Engineering A/S. (2012).</li>
<li>Patel, K. C., Chen, X. D., Kar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+temperature+uniformity+during+air+drying+of+a+colloidal+liquid+droplet%5BTitle%5D)+AND+%22Drying+Technology%22%5BJournal%5D)">The temperature uniformity during air drying of a colloidal liquid droplet.</a> Drying Technology. 23 (12), 2337-2367 (2005).</li>
<li>Son, S. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antioxidant+and+immunostimulatory+effect+of+potential+probiotic+Lactobacillus+paraplantarum+SC61+isolated+from+Korean+traditional+fermented+food%2C+jangajji%5BTitle%5D)+AND+%22Microbial+Pathogenesis%22%5BJournal%5D)">Antioxidant and immunostimulatory effect of potential probiotic Lactobacillus paraplantarum SC61 isolated from Korean traditional fermented food, jangajji.</a> Microbial Pathogenesis. 125, 486-492 (2018).</li>
<li>Choi, E. A., Chang, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cholesterol-lowering+effects+of+a+putative+probiotic+strain+Lactobacillus+plantarum+EM+isolated+from+kimchi%5BTitle%5D)+AND+%22LWT-+Food+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Cholesterol-lowering effects of a putative probiotic strain Lactobacillus plantarum EM isolated from kimchi.</a> LWT- Food Science and Technology. 62 (1), 210-217 (2015).</li>
<li>Kiepś, J., Dembczyński, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+trends+in+the+production+of+probiotic+formulations%5BTitle%5D)+AND+%22Foods%22%5BJournal%5D)">Current trends in the production of probiotic formulations.</a> Foods. 11 (15), 2330(2022).</li>
<li>Kiekens, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+spray-drying+on+the+pili+of+Lactobacillus+rhamnosus+GG%5BTitle%5D)+AND+%22Microbial+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Impact of spray-drying on the pili of Lactobacillus rhamnosus GG.</a> Microbial Biotechnology. 12 (5), 849-855 (2019).</li>
<li>Huang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spray+drying+of+probiotics+and+other+food-grade+bacteria%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Food+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Spray drying of probiotics and other food-grade bacteria: A review.</a> Trends in Food Science and Technology. 63, 1-17 (2017).</li>
<li>Wang, N., Fu, N., Chen, X. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+extent+and+mechanism+of+the+effect+of+protectant+material+in+the+production+of+active+lactic+acid+bacteria+powder+using+spray+drying%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Food+Science%22%5BJournal%5D)">The extent and mechanism of the effect of protectant material in the production of active lactic acid bacteria powder using spray drying: A review.</a> Current Opinion in Food Science. 44, 100807(2022).</li>
<li>Broeckx, G., Vandenheuvel, D., Claes, I. J. J., Lebeer, S., Kiekens, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drying+techniques+of+probiotic+bacteria+as+an+important+step+towards+the+development+of+novel+pharmabiotics%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Drying techniques of probiotic bacteria as an important step towards the development of novel pharmabiotics.</a> International Journal of Pharmaceutics. 505 (1-2), 303-318 (2016).</li>
<li>Zheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanisms+of+the+protective+effects+of+reconstituted+skim+milk+during+convective+droplet+drying+of+lactic+acid+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Research+International%22%5BJournal%5D)">The mechanisms of the protective effects of reconstituted skim milk during convective droplet drying of lactic acid bacteria.</a> Food Research International. 76, 478-488 (2015).</li>
<li>Kolida, S., Tuohy, K., Gibson, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prebiotic+effects+of+inulin+and+oligofructose%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Nutrition%22%5BJournal%5D)">Prebiotic effects of inulin and oligofructose.</a> British Journal of Nutrition. 87 (S2), S193-S197 (2002).</li>
<li>Teferra, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Possible+actions+of+inulin+as+prebiotic+polysaccharide%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Frontiers%22%5BJournal%5D)">Possible actions of inulin as prebiotic polysaccharide: A review.</a> Food Frontiers. 2 (4), 407-416 (2021).</li>
<li>Labuza, T. P., Altunakar, B. Water activity prediction and moisture sorption isotherms. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLabuza%2C+TP+%22Water+Activity+in+Foods%3A+Fundamentals+and+Applications%22">Water Activity in Foods: Fundamentals and Applications</a>. Barbosa-Canovas, G. V., Fontana, A. J., Schmidt, S. J., Labuza, T. P. , John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ. 161-205 (2020).</li>
<li>Misra, S., Pandey, P., Mishra, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+approaches+for+co-encapsulation+of+probiotic+bacteria+with+bioactive+compounds%2C+their+health+benefits+and+functional+food+product+development%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Food+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Novel approaches for co-encapsulation of probiotic bacteria with bioactive compounds, their health benefits and functional food product development: A review.</a> Trends in Food Science & Technology. 109, 340-351 (2021).</li>
<li>Misra, S., Pandey, P., Dalbhagat, C. G., Mishra, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+technologies+and+coating+materials+for+improved+probiotication+in+food+products%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Food+and+BioprocessTechnology%22%5BJournal%5D)">Emerging technologies and coating materials for improved probiotication in food products: A review.</a> Food and BioprocessTechnology. 15 (5), 998-1039 (2022).</li>
<li>Martins, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+ideal+water+activity+and+powder+temperature+after+spray+drying+to+reduce+Lactococcus+lactis+cell+viability+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Dairy+Science%22%5BJournal%5D)">Determination of ideal water activity and powder temperature after spray drying to reduce Lactococcus lactis cell viability loss.</a> Journal of Dairy Science. 102 (7), 6013-6022 (2019).</li>
<li>Vock, S., Klöden, B., Kirchner, A., Weißgärber, T., Kieback, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Powders+for+powder+bed+fusion%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Additive+Manufacturing%22%5BJournal%5D)">Powders for powder bed fusion: A review.</a> Progress in Additive Manufacturing. 4, 383-397 (2019).</li>
</ol>

למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר.

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<...

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.

<table><tbody><tr><td>Aqua Lab 4TEV</td><td>Decagon</td> <td>Devices-מד</td> <td>פעילות מים</td></tr><tr><td>צנטריפוגה (mod. 5430 R)</td> <td>אפנדורף-צנטריפוגה</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>קולואידית SiO2 (Aerosil 200)</td><td>Evokik</td><td>7631-86-9</td><td>עזר ייבוש</td></tr><tr><td>פרוקטו-אוליגוסכרידים מעולש</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9005-80-5</td><td>עזר ייבוש</td></tr><tr><td>GraphPad Prism (גרסה 8.0) תוכנה</td><td>GraphPad תוכנה</td> <td>-</td> <td>סן דייגו, קליפורניה, ארה"ב</td></tr><tr><td>קארל פישר 870 טיטרינו פלוס</td><td>Metrohm-תכולת</td><td></td> <td>לחות</td></tr><tr><td>לקטוז</td><td>Milkaut</td><td>63-42-3&nbsp;</td><td>עזר ייבוש</td></tr><tr><td>מלטודקסטרין</td><td>Ingredion</td><td>9050-36-6</td><td>עזר ייבוש</td></tr><tr><td>Milli-Q</td><td>Merk-Ultrapure</td><td></td> <td>מערכת מים</td></tr><tr><td>MRS אגר</td> <td>מדיום תרבית</td><td>אוקסואיד</td><td></td></tr> <tr><td>MRS מרק</td> <td>מדיום תרבית</td><td>אוקסואיד</td><td></td></tr> <tr><td>OriginPro (גרסה 9.0) תוכנה</td><td>OriginLab-נורת'המפטון</td><td></td><td>, מסצ'וסטס, ארה"ב</td></tr><tr><td>מייבש ספריי SD-05</td><td>Lab-Plant</td> <td>Ltd-מייבש</td> <td>ספריי</td></tr><tr><td>חלבון מי גבינה</td><td>Arla Foods Ingredients S.A.</td><td>91082-88-1</td><td>עזר ייבוש</td></tr></tbody></table>

תהליך פיתוח לייבוש בהתזה של חיידקים פרוביוטיים והערכת איכות המוצר

Process Development for the Spray-Drying of Probiotic Bacteria and Evaluation of the Product Quality

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.

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...

פרוטוקול זה מפרט את השלבים הכרוכים בייצור ואפיון פיסיקוכימי של מוצר פרוביוטי מיובש בהתזה.

Probiotics and prebiotics are of great interest to the food and pharmaceutical industries due to their health benefits. Probiotics are live bacteria that ...

במעבדה שלנו, אנו מבצעים מחקר על חיידקים מועילים, כולל פרוביוטיקה, שהם מיקרואורגניזמים חיים שניתן להוסיף למזון כדי לשפר את בריאותם של הצרכנים, בדרך כלל על ידי תחרות עם חיידקים פתוגניים במעיים כדי להוציא אותם ולהקל על תסמינים, כמו שלשולים או הפרעות אחרות במערכת העיכול. כיום, טכניקות רבות יושמו כדי להבטיח כי פרוביוטיקה תשרוד במזון במהלך חיי המדף. כמו כן, הם היו צריכים לסבול את התנאים הקשים של מערכת העיכול כדי להפעיל את ההשפעות המועילות שלהם בתוך המעיים.חקרנו טכנולוגיות רבות שיכולות לשפר את הישרדות הפרוביוטיקה, בין אם במזון או בפונדקאי האנושי. בין הטכניקות, מיקרואנקפסולציה על ידי ייבוש בהתזה היא בעלת עניין רב מכיוון שהיא פשוטה, מהירה וניתנת לשחזור, ומספקת תפוקות גבוהות בדרישות אנרגיה נמוכות. עם זאת, מאתגר לקבוע את התנאים הנכונים להשגת פרוביוטיקה מיובשת.ולשם כך יש לבחור מגנים מתאימים. חלב רזה, מלטודקסטרין, או אחרים כמו אינולין פרוביוטי שימשו עם זנים פרוביוטיים שונים. תחום המיקרו-אנקפסולציה הוא תחום מחקר מתפתח בשמחה שיש לו פוטנציאל להשפיע על תעשיית המזון על ידי אספקת מוצרים חדשים שישמשו כמרכיבים פונקציונליים.במחקר זה אנו מדגימים כיצד להשיג תכשיר מיקרו-אנקפסולציה של תרבית פרוביוטית פוטנציאלית באמצעות טכניקת הייבוש בתרסיס. אנו גם מראים כיצד לקבוע את הפרמטרים העיקריים כדי לאפיין את האבקה, להשיג אותה, וכיצד להעריך את שיעור ההישרדות של פרוביוטיקה.

process-development-for-spray-drying-probiotic-bacteria-evaluation

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

הקפאת ייבוש הוא לעתים קרובות דרך קלה ונוחה לקבלת מוצרים יבשים של תאים חיידקיים קיימא. נושא של התהליך הוא הישרדות תא. אנחנו נפרט כאן הליך לחקור כיצד הישרדות תא בתקופת הקפאת ייבוש מושפעת מהמאפיינים של הניסוח בשימוש.

ניסוחים להקפאת ייבוש של חיידקים והשפעתם על הישרדות תא

מקור: Fuchs, F. M., et al. חקירת ההשפעות המזיקות של עיקור פלזמה בלחץ נמוך על הישרדותם של נבגי Bacillus subtilis באמצעות מיקרוסקופ תאים חיים. J. Vis. Exp. (2017)סרטון זה מדגים את הייצור, הטיהור והשיקוע מבוסס אירוסול של נבגי Bacillus subtilis ליצירת שכבה חד-שכבתית אחידה, המאפשרת יישומים במורד הזרם כגון ניתוח מבוסס מיקרוסקופיה של נביטת נבגים, כדאיות או תגובת מתח.

ייצור ושקיעה מבוססת אירוסול של נבגי Bacillus subtilis

סרטון זה מציג את בדיקת עיכוב הגדילה הנדחה, המשמשת לחקר האופן שבו תרכובות אנטי-מיקרוביאליות המיוצרות על-ידי סוג אחד של חיידקים משפיעות על זן חיידקים מתחרה אחר.

בדיקת עיכוב גדילה נדחית להערכת ההשפעה של תרכובות אנטי-מיקרוביאליות שמקורן בחיידקים

פרוטוקול ייצור מתואר לייצור בקנה מידה קטן של משקה חלב מותסס פרוביוטי בעזרת תרבית התחלה חיידקית חדשה.

פרוטוקול הפקה חדשנית לייצור בקנה מידה קטן של מזונות מותססים פרוביוטיים

כתב יד זה מתאר גישה כללית לעיצוב בהתאמה אישית של טיפוח מיקרוביאלי מדיה. זה מופעל על-ידי זרימת עבודה איטרטיבי שילוב Kriging ניסיוני microbioreactor ועיצוב טכנולוגיה מבוססת על תפוקת טיפוח מספיקות, אשר נתמך על ידי מעבדת רובוטיקה כדי לשפר את האמינות ואת מהירות בנוזל טיפול מדיה הכנה.

פרוטוקול גנרי עבור אופטימיזציה של ייצור החלבון Heterologous באמצעות טכנולוגיית Microbioreactor אוטומטיות

זיהום משפיע על כל biomes. סביבות ימיות מושפעים במיוחד, במיוחד שוניות אלמוגים, אחת האקולוגיות הרגישות ביותר על כדור הארץ. המשך הגישור הוא היכולת של אורגניזמים לבזות מזהמים. כאן, אנו מתארים מתודולוגיות כדי לבודד ולבדוק חיידקים הצגת יכולת bioremediation ומאפיינים פרוביוטיקה פוטנציאליים עבור אלמוגים.

החיפוש אחר זנים מחיידקים לפיתוח בימתן ומוצרי פרוביוטיקה עבור המחקר והשימור של מטאפיאורגניזם

הערכת בקרת האיכות של תרביות חיידקי חומצה לקטית (LAB) אושרה כדרך יעילה לשפר את הכדאיות והפונקציונליות של זני LAB להליכי תסיסה. כדי לחזק טענה זו, פיתחנו פרוטוקול המבהיר כיצד תרביות LAB מופעלות ומעובדות לצורך תהליכי תסיסה ועיבוד ביולוגי.

הטיפוח, הגדילה והכדאיות של חיידקי חומצה לקטית: נקודת מבט של בקרת איכות

פרוטוקול זה מתאר גישה המשלבת שיטות סטטיות ודינמיות להערכת יעילותן של חומצות פרוקסי אורגניות למיגור ביופילמים בתעשיית החלב. גישה זו עשויה לשמש גם לבדיקת יעילותן של פורמולציות ביולוגיות או כימיות חדשות לשליטה בביופילמים.

הערכת יעילותן של חומצות פרוקסי אורגניות למיגור ביופילמים חלביים בגישה המשלבת שיטות סטטיות ודינמיות

פרוטוקול זה מאפשר הערכה מהירה וחסכונית של הרכב החיידקים במוצרי חלב על ידי שילוב קולטורומיקה עם MALDI-TOF MS. הוא מספק תוצאות טקסונומיה דומות לריצוף 16S rRNA עם זמן אספקה קצר יותר משיטות תרבית מסורתיות.

הערכת בטיחות מיקרוביאלית של מחלבות באמצעות פרופיל פרוטאומי חיידקי באמצעות גישת MALDI

פרוטוקול זה מציג תהליך סינון סטנדרטי עם תפוקה גבוהה עבור מיקרואורגניזמים תעשייתיים. הוא כולל בניית ספריית מוטנטים באמצעות מוטגנזה של ARTP, ביצוע סקר חיובי לטיפות באמצעות מיקרופלואידיקה אוטומטית, ולאחר מכן אימות התוצאות. אמינות זרימת העבודה אושרה על ידי סינון זני B. coagulans בעלי תפוקה גבוהה.

סקר מהיר של מוטנטים של חיידקים קואגולנס המופרזים בחומצה L-לקטית באמצעות פלטפורמה מיקרופלואידית אוטומטית של טיפות

למדו את תהליך הייבוש בהתזה ליצירת חיידקים פרוביוטיים ממוקפלים. השיטה משפרת שרידות החיידקים במזון ובמערכת העיכול ומסייעת בפיתוח מוצרי מזון פונקציונליים.

תהליך פיתוח לייבוש בהתזה של חיידקים פרוביוטיים והערכת איכות המוצר

גלה סרטונים נוספים