Method Article

프로바이오틱스 박테리아의 분무 건조를 위한 공정 개발 및 제품 품질 평가

DOI:

10.3791/65192

⸱

April 7th, 2023

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1Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, 2Faculdade de Farmácia, Universidade Federal De Goiás

In This Article

Summary

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이 프로토콜은 분무 건조 프로바이오틱 제품의 생산 및 물리화학적 특성 분석과 관련된 단계를 자세히 설명합니다.

Abstract

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프로바이오틱스와 프리바이오틱스는 건강상의 이점으로 인해 식품 및 제약 산업에 큰 관심을 받고 있습니다. 프로바이오틱스는 인간과 동물의 웰빙에 유익한 효과를 줄 수 있는 살아있는 박테리아이며, 프리바이오틱스는 유익한 장내 세균에 영양을 공급하는 영양소 유형입니다. 분말 프로바이오틱스는 섭취의 용이성과 실용성으로 인해 인기를 얻었으며 식품 보충제로 식단에 통합되었습니다. 그러나 고온은 프로바이오틱 박테리아를 비활성화하기 때문에 건조 과정은 세포 생존을 방해합니다. 이러한 맥락에서 이 연구는 분무 건조 프로바이오틱스의 생산 및 물리화학적 특성화와 관련된 모든 단계를 제시하고 분말 수율 및 세포 생존율을 증가시키는 데 있어 보호제(모의 탈지유 및 이눌린:말토덱스트린 연관성) 및 건조 온도의 영향을 평가하는 것을 목표로 했습니다. 그 결과 모의 탈지유가 80°C에서 더 높은 프로바이오틱 생존율을 촉진하는 것으로 나타났습니다. 이 보호제를 사용하면 입구 온도가 증가하는 한 프로바이오틱 생존력, 수분 함량 및 수분 활성도(Aw)가 감소합니다. 프로바이오틱스의 생존력은 건조 온도에 따라 반대로 감소합니다. 120°C에 가까운 온도에서 건조된 프로바이오틱은 약 90%의 생존력, 4.6% w/w의 수분 함량 및 0.26의 Aw를 나타냈습니다. 제품 안정성을 보장하기에 적합한 값. 이러한 맥락에서 120°C 이상의 분무 건조 온도는 분말 제제에서 미생물 세포의 생존력과 저장 수명, 식품 가공 및 보관 중 생존을 보장하기 위해 필요합니다.

Introduction

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프로바이오틱스(probiotics)로 정의되기 위해서는, 식품(또는 보충제)에 첨가된 미생물은 산 채로 섭취되어야 하고, 숙주의 위장관을 통과하는 동안 생존할 수 있어야 하며, 유익한 효과를 발휘할 수 있는 적절한 양으로 작용 부위에 도달해야 한다 1,2,7.

프로바이오틱스에 대한 관심이 높아지는 이유는 면역 체계의 자극, 혈청 콜레스테롤 수치 감소, 유해 미생물에 대한 작용으로 인한 장 장벽 기능 향상과 같은 인체 건강에 대한 여러 가지 이점과 과민성 대장 증후군 치료에 유익한 효과 때문입니다. 그 중에서도 2,3. 또한 여러 연구에서 프로바이오틱스가 불균형한 미생물 군집이 전염병을 유발할 수 있는 인체의 다른 부분에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음이 입증되었습니다 3,4,5.

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Protocol

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1. 프로바이오틱 세포의 생산

  1. De Man Rogosa and Sharpe (MRS) 국물을 준비하십시오.
  2. MRS 브로스에서 관심 있는 배양액의 1%(v/v)를 재활성화합니다(여기서는 Lactiplantibacillus paraplantarum FT-259가 사용됨).
  3. 적절한 온도에서 24시간 동안 배양합니다(37°C 사용).

2. 배양액에서 박테리아 분리

  1. 50mL 원뿔형 튜브를 사용하여 4°C에서 5분 동안 7,197 x g 에서 박테리아 배양을 원심분리합니다. 시술 전에 튜브의 무게가 균형을 이루는 것이 중요합니다.
  2. 피펫을 사용하여 상층액을 제거하고 적절한 용기에 버립니다. 펠릿을 인산염 완충액(pH 7)으로 세척하고 용액을 균질화합니다.
  3. 앞에서 언급 한대로 원심 분리 과정을 반복하십시오.
  4. 펠릿을 얻으려면 피펫을 사용하여 적절한 용기에 상청액을 제거하고 버립니다.

3. 건조 보조제 추가

  1. 두 가지 건조 보조제....

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Results

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이 연구에서, L. paraplantarum은 식품 등급 캡슐화제(이눌린:말토덱스트린 및 모의 분유)를 사용하여 SD로 캡슐화되었으며, 박테리아 세포 생존율을 보존하는 데 있어 높은 제품 품질과 효능을 보여주었습니다17,19.

80°C에서 프로바이오틱스의 SD 결과는 뚜렷한 보호제 시스템(이눌린:말토덱스트린 및 모의 탈지유)이 각각 95.1% 및 97.0%의 생존율로 프로바이오틱스 세포의 효율적인 보호를 촉진하는 것으로 나타났습니다. 제품 수율은 두 보호제 시스템 모두에서 50% w/w에 가까웠고 모의 탈지유에 대해 약간 우수하여 외관과 유동성이 더 나은 제품을 생성했습니다. 그런 다음, 모의 탈지유와 결합된 프로바이오틱 조성물을 80°C에서 160°C의 더 높은 온도에서 분무 건조하도록 제출했습니다(그림 1

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Discussion

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L. 파라 플 란타 룸 FT-259는 그람 양성 막대 모양의 박테리아로 항리스테리아 활성을 가진 박테리오신의 생산자이며 프로바이오틱스 잠재력이 높다20. Son et al.24 는 이전에 L. paraplantarum 균주의 면역 자극제 및 항산화 능력을 입증했습니다. 게다가, 그들은 인공 위 및 담즙 상태에서의 안정성, 항생제에 대한 감수성, 장 세포에 대한 결합과 같은 특성으로 큰 프로바이오틱 잠재력을 가지고 있습니다. 또한 위장관에 부정적인 영향을 줄 수있는 대사 산물을 생성하지 않습니다. 또한 Choi와 Chang25는 L. plantarum EM을 연구하고 담즙염 가수분해효소 활성과 세포 표면 결합능을 기반으로 콜레스테롤 감소 가능성을 보고했습니다. L. plantarum EM은 산 및 담즙 스트레스에 대한 내성을 나타내는 것 외.......

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Disclosures

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저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.

Acknowledgements

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이 연구는 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Finance Code 001에서 부분적으로 자금을 지원했습니다. 이 연구는 또한 FAPESP - São Paulo Research Foundation에 의해 부분적으로 지원되었습니다. E.C.P.D.M.은 CNPq(National Council for Scientific and Technological Development) 306330/2019-9의 연구원 펠로우십에 감사드립니다.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Aqua Lab 4TEVDecagon Devices-수분 활동도 측정기
원심분리기(mod. 5430 R)Eppendorf-Centrifuge
콜로이드 SiO2(Aerosil 200)Evokik7631-86-9건조 보조제
치커리의 프락토올리고당Sigma-Aldrich9005-80-5건조 보조제
GraphPad Prism(버전 8.0) 소프트웨어GraphPad 소프트웨어-미국 캘리포니아주 샌디에이고
Karl Fischer 870 Titrino PlusMetrohm-수분 함량
락토스밀코트63-42-3 건조보조제
MaltodextrinIngredion9050-36-6건조 보조제
Milli-QMerk-초순수 시스템
MRS 한천 옥소이드배양 배지
MRS 국물옥소이드배양 배지
OriginPro (버전 9.0) 소프트웨어OriginLab-Northampton, Massachusetts, USA
분무 건조기 SD-05Lab-Plant Ltd-분무 건조기
유청 단백질Arla Foods 성분 SA91082-88-1건조제

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Food and Agricultural Organization of the United Nations and World Health Organization. Probiotics in food: Health and nutritional properties and guidelines for evaluation. FAO Food and Nutrition Paper 85. Food and Agricultural Organization. , Rome, Italy. At https://www.fao.org/3/a0512e/a0512e.pdf (2006).
  2. Sharma, R., Rashidinejad, A., Jafari, S. M.

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