文摘

可行性的益生菌食品和人类的身体是很重要的,因为一个特定的最低数量的细菌有必要实施健康促进的效果。在目前的工作,我们封装这种乳酸菌在乳清分离蛋白(WPI),大豆分离蛋白(SPI), WPI +菊粉(WPI4I)和SPI +菊粉(SPI4I)通过喷雾干燥方法和调查的效率对保护细胞微胶囊在不同条件下(高温、盐、胆汁盐、青霉素、pH值,模拟胃肠状况,和存储)。样品的粒度在195.2 - -358.1纳米的范围。未密封的细菌的敏感性大大高于热封装的细菌,因此,在80°C,没有观察到增长(未密封的类型)。在60°C和40°C,自由细菌的细胞计数下降到5.81和8.04日志CFU /毫升,分别。细菌封装在SPI4I显示在这些温度最高的生存能力。比较不同的pH值的影响显示pH值1.5比2.5和7更致命。在4%氯化钠浓度的影响在减少细菌数显著多于2%。然而,墙体材料用于所有条件导致更高的生存能力的细胞相比,自由细胞。在不同类型的墙体材料,观察到WPI4I实施最好的保护作用。更高的生存能力的细胞内WPI4I墙材料也在存储期间观察到的。 The viability of encapsulated cells decreased from 10.35 to 10.40 log CFU/g in the first week and to 8.93–9.23 log CFU/g in the last week of storage.

1。介绍

益生菌的食物是一种功能性食品含有活的微生物(邮件)可以诱导健康有益的影响人类1,2]。根据粮农组织和世卫组织的报告,活的益生菌的最小数米。操作系统在有效的食物健康状况是10⁶-10年⁷CFU / g (3]。这些米。操作系统应达到适当的操作在胃肠道跟踪(GI)有效地应用他们的积极影响;然而,他们生存在胃肠道和食品加工(特别是对乳酸杆菌菌株)很低(4- - - - - -6]。

科学家正在寻找方法来提高益生菌M的可行性。操作系统在一个适当的数量在食品和加工条件,直到达到人体。使用益生菌微胶囊,可以保护他们免受恶劣的条件,是拟议的方法(7- - - - - -9]。有报道称在益生菌M的生存。操作系统在一个受保护的国家在40 - 65°C的温度范围10,11]。在目前的工作,益生菌邮件的可行性,这种乳酸菌在自由和封装(在不同的墙体材料)形式对热处理研究,酸性pH值,和高盐浓度,以及化学物质的存在和在存储期间。

2。材料和方法

2.1。材料

批发价格指数和SPI从Hilmar购买(美国),和菊粉购自感觉(美国新泽西州码)。氯化锂、生理盐水、盐酸、氢氧化钠、乳酸杆菌德曼Rogosa夏普介质(夫人),穆勒辛顿中,琼脂来自默克(Merck,达姆施塔特,德国)。胃蛋白酶、胰酶和胆汁盐买来Sigma-Aldrich(σ化工有限公司,圣路易斯,密苏里州,美国)。青霉素G从达纳药店购买(Dana制药有限公司、德黑兰,伊朗)。值得注意的是,本研究中使用的水是双重蒸馏去离子的。(DDW)中所描述的

2.2。准备益生菌邮件

本研究中使用的益生菌菌株这种这种乳酸菌(l)。提到的一个殖民地。转移到阿汤夫人(10毫升)和保持不变18 h在37°C,然后,暂停是搬到100毫升的夫人肉汤和存储在相同的条件。系统是离心机(5分钟在10000×g和4°C),然后沉淀收集和清洗消毒盐水获得细菌细胞。

2.3。准备干航母媒体

2.3.1。准备WPI和SPI分散体

磷酸盐缓冲剂盐水含磷酸钠在pH值为7.2(10毫米)和氯化钠(130毫米)准备,和渐变80 (2%,w / w)和甘油(2%,w / w)添加到搅拌半个小时。然后,WPI或SPI是添加到解决方案为20% (w / w)浓度和搅拌12 h。

2.3.2。准备WPI +在分散和SPI +

WPI4I / SPI4I色散,菊粉添加到buffer-phosphate盐水含2%甘油(如部分中解释2.3。1)在4% (w / w)浓度和然后在微波炉加热1分钟。WPI / SPI是添加到20% (w / w)浓度和搅拌12 h。

2.4。微型胶囊的益生菌通过喷雾干燥

准备外套WPI / WPI4I / SPI / SPI4I益生菌M。啊,细菌细胞(8日志CFU / g)与墙材料混合,然后,混合使用喷雾干燥机(Maham有限公司、伊朗)喂养率500 mL / 60分钟。入口温度设定在100°C,出口温度是60°C和2条喷嘴的压力。获得的粉末被保存在密封的容器在冰箱温度(4°C)。

2.4.1。粒度分布

确定喷雾干燥后得到粉末的粒度,每个粉末分散在去离子的蒸馏水,使用激光衍射粒度测量(美国Microtrac W3325) [12]。

2.4.2。确定细胞在恶劣条件下生存

封装和自由这种l .受到以下恶劣的条件,然后,决心通过琼脂夫人可行性方法。细菌生理盐水稀释后,一毫升的稀释溶液培养的夫人被倾注平皿法和琼脂培养48 h的37°C。

(1)热的效果。喷雾干燥粉加入蒸馏水(中性pH值)在1:10混合比在管,然后加热0.5分钟在40岁,60岁,80°C随后在4°C水快速冷却。然后,细胞生存能力所决定的2.4。2部分。

(2)pH值的影响。确定酸性pH值对细菌的生存能力的影响,1 g的每种类型的粉添加到10毫升的DDW 0.2%氯化钠在pH值为1.5和2.5 (pH值调整为0.1 N盐酸),保持了60分钟。然后,细胞生存能力是决定如前所述13]。

(3)生理盐水的效果。调查的可行性封装益生菌对盐、subinhibitory氯化钠的浓度。夫人琼脂培养基制备,然后涂M。Os上镀介质在2%和4%氯化钠的存在。盘子被保存在一个孵化器在37°C 60 h。未密封的细菌镀在琼脂培养基夫人没有任何盐被认为是控制样品(14]。

(4)胆汁盐和青霉素G对细胞活力的影响。细胞的生存能力干封装益生菌对胆汁盐或青霉素G是检查被Golowczyc et al。14)通过增加胆汁盐浓度为1% (w / v)或青霉素G 1μ克/毫升浓度的琼脂培养基夫人消毒。所选的胆汁盐/青霉素G浓度低于最低抑制浓度。然后,封装。Os上镀介质和孵化37°C 60 h。

2.4.3。生存在模拟胃肠环境

检查这种l .生存在其封装形式对模拟胃肠道条件,模拟胃液和肠液(分别SGJ和SIJ)准备基于Moayyedi等的方法。15]。简要SGR,生理盐水(0.9%,w / v)和胃蛋白酶(0.3%,w / v)添加到DDW和搅拌直到溶解,然后用盐酸溶液pH值在1.5 (1 N)。SIJ准备通过增加胆汁盐(0.6%,w / v)和胰液素(0.2%,w / v) 0.6%氯化钠溶液pH值和设置6日使用氢氧化钠溶液(1 N)。消毒准备SGJ和团体,他们通过0.22μm过滤器。然后,1 g的封装益生菌添加到9毫升SGJ / SIJ和动摇在50 rpm 37°C。1和2 h后,样品被稀释,镀在琼脂夫人和孵化37°C 60 h。然后,菌落数。未密封的细菌进行了测试在同一条件的控制样本。

2.4.4。贮存稳定性

样本存储在一个封闭的容器含有过饱和氯化锂溶液在11% RH和环境温度为12周基于以前的研究(16]。益生菌的生存在这样的条件下确定基于log N / N₀,其中N是益生菌的数量在一个特定的时间在存储期间,和N₀是益生菌计数的实验(16]。

2.5。统计分析

所有的实验进行了一式三份,除非另有指示。结果分析了使用单向方差分析在0.05的显著性水平。邓肯的多个测试范围(SAS®软件,版本。9.1、SAS研究所有限公司数控、美国)被用来确定意味着之间的显著差异。

3所示。结果和讨论

3.1。颗粒大小

封装的生物活性材料的颗粒大小影响他们的应用程序在强化食品17]。封装的粒度分布的结果这种l .细菌(图1)表明样本之间有着显著的不同。样品的粒度在195.2 - -358.1纳米的范围。益生菌封装在SPI显示的最大大小(358.1海里),和那些在SPI4I和WPI的下一个订单的大小313.3和284.1 nm。最小的粒度有关WPI4I样品(195.2海里)。观察到的差异可以归因于不同的成膜和墙体材料的胶凝能力。在另一个工作Lopez-Rubio et al。18),不同的墙体材料包括支链淀粉混合物,奶粉,WPC +奶粉被用来封装双歧杆菌属通过电子喷雾。他们报告说,封装益生菌的粒度在295 - 658纳米的范围。

3.2。热对生存能力的影响

热休克的一个主要压力在细菌可以减少他们的生存能力。未密封的和封装这种l .细菌在不同类型的墙体材料暴露在不同的温度下(40、60和80°C),和他们的可行性报告在图的结果2。可以看到,不同的温度和墙体材料显示不同对益生菌的生存能力的影响。未密封的细菌,他们数从8.08减少日志的开头实验5.81到8.04日志和日志加热后40°C和60°C,分别。由于灵敏度高的自由形式的热量,它就无法生存在80°C。益生菌封装在WPI4I,治疗40°C导致细菌数的增加从8.13日志CFU /毫升8.18日志CFU /毫升,而治疗60°C和80°C明显降低到8.09日志CFU /毫升和7.31日志CFU / mL,分别。米的数量。O封装在SPI保持不变后加热40°C(8.15日志CFU /毫升),虽然它减少到7.98日志CFU /毫升和7.12日志CFU /毫升60°C和80°C,分别。益生菌的封装在SPI4I WPI,加热了(60和80°C)在减少细菌数(从日志CFU /毫升的8.16和8.14日志CFU /毫升,分别)。高温导致更高的减少,因此观察到的最小数量在80°C加热后(7.24日志CFU /毫升SPI4I样本和WPI示例7.18日志CFU / mL)。与我们的结果相似,金等。19)表明,l .嗜酸的在53°C仍然生存,而幸存的停在60°C。在另一项研究通过Mandal et al。10),结果表明,加热在55岁,60岁,65°C是致命的,未密封的细菌,而细菌封装幸存了下来。

3.3。pH值对生存能力的影响

效率和促进健康的益生菌对人体的影响依赖于他们的胃肠道(GI)的可行性。胃肠道的pH值的重要因素之一,威胁益生菌的可行性。在这个研究中,未密封的的可行性和microencapsulated这种l .检查在模拟胃液pH值为1.5,2.5,和7,和结果表示在图吗3。可以看到,生物的生存能力下降了降低pH值,这样的最大计数这种l .观察在pH值7所有样品(8.10日志CFU /毫升SPI, 8.13日志SPI4I CFU /毫升,WPI 8.14日志CFU / mL, 8.10日志WPI4I CFU /毫升,和8.11免费样品日志CFU /毫升),观察和最低在pH值为1.5(6.02日志CFU /毫升SPI, 6.07日志SPI4I CFU /毫升,WPI 6.06日志CFU / mL, 6.14日志WPI4I CFU /毫升,和4.10日志CFU /毫升免费样品)。也表明,益生菌的生存能力在他们的自由形式明显( )低于封装形式的酸性pH值为1.5和2.5,显示了高效的墙体材料的保护作用这种l .对胃肠道博士也报道类似的结果。华et al。20.)表明,封装的嗜酸乳杆菌在藻酸盐珠大大增强他们的生存能力在pH值2。Krasaekoopt et al。21显示更高的生存l .嗜酸的在海藻酸在胃液封装。同样,Afzaal et al。22]介绍了封装的方法来提高生存能力GI的益生菌在酸性条件。在其他研究,批准,益生菌微生物的封装是一个有效的方式来增加他们的生存能力在酸性发酵酸奶等产品23,24]。

3.4。氯化钠对生存能力的影响

图4显示的效果不同的盐浓度(0,2,4%)自由和生存能力的不同类型的封装这种l .。正如所料,氯化钠浓度最高(4%)导致减少细菌数在所有样本。比较不同样本显示的最大计数减少控制样品(2.45日志CFU /毫升)和最低数量减少样品封装在WPT +日志CFU /毫升(0.11)。这个观察显示这堵墙材料的有效作用的可行性。在2%氯化钠浓度对细胞存活率没有显著影响样品封装在SPI,虽然这些封装在SPI4I的细胞计数增加,WPI, WPI4I。控制样品是唯一的样品,其数量减少2%氯化钠的存在,显示了高灵敏度的未密封的这种l .盐。类似的结果在益生菌的可行性报告由马丁·et al。25),Peighambardoust et al。26),Mohammadi-Gouraji et al。27]。Golowczyc et al。28]。

3.5。胆汁盐对生存能力的影响

胆汁盐中发现丰富的胃肠道对益生菌可以有致命的影响,减少其计数。在该测试中,胆汁盐在1%浓度的影响在封装的生存这种l .进行了调查,结果如图5。比较控制(免费)的可行性和封装的益生菌在缺乏(0%)和胆汁盐的存在(1%)显示,胆汁盐显著降低( )这两种类型的可行性(免费和封装)这种l .。此外,观察控制样本的生存是比别人更低(8.68日志CFU /毫升0%胆汁盐和胆汁盐6.41日志CFU /毫升1%)。这个结果显示墙的保护作用对胆汁盐材料。最强的保护作用与WPI + 0.24细菌数的下降只是日志CFU /毫升,最弱的保护作用与SPI和减少0.5日志CFU / mL。类似的结果被李和Heo报道(29日)和Krasaekoopt et al。21]。Hernandez-Gomez et al。30.和陈等。31日)表明,封装可以预防胃肠道的益生菌数量减少胆汁盐的存在。一些研究人员调查乳酸菌的生存的胆汁盐强调bile-tolerant的益生菌菌株计划用于食品应确定(32,33]。的保护影响玉米淀粉和益生菌对不同浓度的海藻酸胆汁盐已报告在另一项研究[20.]。在这些结果相比,一些研究表明,某些类型的墙体材料在这方面并不有效。例如,Trindade和格罗索34)表明,藻酸钙珠子没有保护双歧杆菌bifidum和l .嗜酸的对不同浓度的胆汁盐。更高的益生菌数量减少后封装在protein-polysaccharide珠子也报道了Guerin et al。35]。

3.6。青霉素对生存能力的影响

青霉素对益生菌有致命的影响,其在肠道可以威胁到益生菌的生存15]。因此,我们测试了不同类型的微胶囊可以保护的存在这种l .对青霉素浓度1%。免费的细菌被用作控制样本。基于图6显示结果,青霉素对益生菌生存的影响类似于4%氯化钠的浓度和胆汁盐。所有样品明显减少的可行性( )暴露于青霉素后,最大减少细菌数控制样品(4.24日志CFU /毫升)。墙的最高及最低的保护作用材料相关WPI4I日志CFU /毫升(1.29)和SPI(1.54日志CFU /毫升),分别。类似的结果被Moayyedi报道,Eskandari, Rad, Ziaee Khodaparast和Golmakani [15]。

3.7。生存在模拟胃和肠道疾病

确定封装和自由的生存能力这种l .在胃肠道情况下,样本孵化60分钟和120分钟的模拟胃和肠道果汁,和他们的生存能力在数据报告为日志CFU /毫升7和8。结果表明,胃的条件下,微胶囊的存在以及微胶囊造成重大的类型( )对细胞活力的影响。在所有样本,提高孵化时间导致了益生菌计数减少。控制样本显示,最大限度的减少,因此其日志CFU /毫升数从9.20下降到7.21日志CFU /毫升和5.40日志CFU /毫升60分钟和120分钟后,分别。最高的保护作用在益生菌的生存与样品封装在SPI4I作为其初始统计日志CFU /毫升(9.15)下降到8.38日志CFU /毫升后60分钟,120分钟后8.34日志CFU / mL。在模拟肠汁,计数减少小于模拟胃液。类似于胃条件,自由细菌(控制样本)显示肠道敏感性最高的条件像日志CFU / 0.83日志CFU /毫升和2.07毫升减少60分钟和120分钟后,分别。最好的保护影响观察WPI4I样本。这意味着WPI和菊粉更有效地保护益生菌。同意我们的结果,Coghetto et al。36)宣称,当他们检查的可行性l .杆菌BL011封装在海藻酸钠/钠alginate-citric果胶通过电子喷雾模拟肠液,他们观察到墙的保护作用物质生存的细菌(4.02日志控制降低CFU /毫升样品和2.07封装类型日志降低CFU /毫升)。调查的生存这种l .由一个细菌过滤方法的动态模型和胃肠道可以在我们未来的研究是有价值的。

3.8。贮存稳定性

图9显示微胶囊的影响类型不同封装的可行性这种l .益生菌在25°C 90天每隔15天。减少细菌数在所有样本30天后更加明显。减少细菌数在储存期间发生主要是由于氧化脂质在细胞膜(15]。所以参数影响脂质氧化速率和扩展,如含水率和温度应控制在存储(37]。最小和最大细菌数在贮藏期的结束有关益生菌封装在SPI日志CFU /毫升(8.94)和封装在WPI4I日志CFU /毫升(9.24),分别。它表明WPI的更高效率+在保护这种l .对膜脂质氧化。在一个研究中,不同类型的墙体材料包括玉米蛋白,女警官,Fibersol、麦芽糊精、和PVP使用电子喷雾方法被用来封装益生菌。观察到,经过600天的存储、计算的所有细菌封装高于4日志CFU / g。最强和最弱的保护作用与女警官和麦芽糊精,分别为(38]。报告的基础上Hoobin et al。39),添加菊粉批发价格指数作为墙材料增加了细胞的生存能力在存储期间。他们也提到分子流动性和水分一样重要参数存储期间影响细胞的生存。佩雷斯的加戈和Krochta [40)观察到碳水化合物可以保护细胞比WPI墙材料由于其低渗透氧气和水分。Lopez-Rubio et al。18比较两种方法的封装双歧杆菌属在生存上存储。他们观察到更高的生存能力封装样品通过电子喷雾冷冻干燥相比,细菌数达到0 80天后在冷冻干燥方法中,虽然高于7 CFU /毫升100天后登录电子喷雾的方法。

4所示。结论

在这个研究中,这种l .益生菌被封装在不同的墙体材料包括SPI、SPI +, WPI, WPI +通过喷雾干燥方法。准备样品的粒度360纳米以下。能在恶劣条件下样品的可行性研究包括热处理、酸性pH值,和模拟胃肠道汁,在氯化钠的存在,胆汁盐,和青霉素,以及在存储期间,然后,结果与未密封的益生菌在同一样本的可行性条件。是观察到温度和盐浓度增加益生菌的生存能力下降。胆汁盐和青霉素对益生菌有致命的影响。在酸性条件下(SGJ),减少细胞计数明显高于中性条件(原文如此)。的速度减少后的细胞计数增加1个月的存储。在所有样本,封装细菌的生存能力远远高于未密封的细菌的生存能力,这显示了不同类型的微胶囊的重要作用在保护细胞。此外,WPI4I有最强的保护作用比其他墙体材料。

数据可用性

使用的数据来支持本研究可从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究是由伊斯兰自由大学的Kazeroon批准号GN950315167。