تاثير درون پوشاني به روش امولسيون بر زنده ماني باكتري لاكتوباسيلوس روتري در شرايط شبيه سازي شده معده

Effect of encapsulation by emulsion method on survival of Lactobacillus reuteri in simulated gastric conditions

سابقه و هدف: اثرات سلامت بخش باكتري هاي پروبيوتيك، افزايش كاربرد آنان در فرآورده هاي غذايي را در پي داشته است. پايداري پايين باكتري هاي پروبيوتيك در برابر شرايط نامساعد محيطي و به دنبال آن كاهش زنده ماني طي فرآوري، دوره نگهداري و همچنين در هنگام مصرف، مهمترين محدوديت در توليد و توسعه فرآورده هاي پروبيوتيك به شمار مي آيد. درون پوشاني باكتري هاي پروبيوتيك از جمله فناوريهاي است كه در تحقيقات متعدد جهت افزايش پايداري باكتريها در برابر تنشهاي محيطي با موفقيت پياده سازي گرديده است. هدف از انجام اين تحقيق، ارزيابي فنآوري درون پوشاني هسته-پوسته با استفاده از تركيبات كلسيم آلژينات، زانتان و ژلان، بر زنده ماني باكتري لاكتوباسيلوس روتري در شرايط شبيه سازي شده معده (5/1= pH) به روش امولسيون مي باشد. مواد و روش ها: درون پوشاني باكتري لاكتوباسيلوس روتري (ATCC 1655) با تركيبات كلسيم آلژينات، زانتان و ژلان به روش امولسيون انجام و قابليت زنده ماني باكتريهاي درون پوشاني شده و آزاد، در شرايط شبيه سازي شده معده در فواصل زماني صفر، 30، 60، 90 و 120 دقيقه در دماي 37 درجه سانتيگراد، بررسي گرديد. همچنين مرفولوژي و اندازه ريزپوشينه ها به وسيله ميكروسكوپ الكتروني SEM و دستگاه تجزيه اندازه ذرات، تعيين گرديد. يافتهها: شكل ظاهري ريزپوشينه ها حاصل از تركيبات ديواره اي تحت بررسي، كروي تا بيضوي بود. ميانگين قطر ريزپوشينه ها، در تمامي تركيبات ديوارهاي تحت بررسي با يكديگر اختلاف معني داري (05/0p≤) نشان مي دهند. ميانگين قطر ريزپوشينه ها متاثر از تركيبات ديوارهاي تحت بررسي بود و نشان داده شد كه بكارگيري همزمان آلژينات، زانتان و ژلان به عنوان تركيبات ديواره اي، علاوه بر استحكام بخشيدن به ريزپوشينه ها، منجر به افزايش قطر ريزپوشينه ها ميشوند. راندمان درون پوشاني در تمامي تركيبات ديواره اي تحت بررسي، بيش از 90 درصد بود كه بيانگر مناسب بودن روش امولسيون در درون پوشاني لاكتوباسيلوس روتري ميباشد. بالاترين راندمان درون پوشاني مربوط به تيمارهاي (آلژينات) و (آلژينات و ژلان) بود كه اختلاف معني داري (0/05≤P) نسبت به ساير تركيبات ديواره اي را نشان دادند. كمترين راندمان درون پوشاني در بين تركيبات ديواره اي تحت بررسي مربوط به تيمار (آلژينات، زانتان و ژلان) بود. بالاترين و كمترين ميزان زنده ماني در شرايط شبيه سازي شده معده در بين تركيبات ديواره اي تحت بررسي به ترتيب مربوط به تركيبات ديواره اي (آلژينات، زانتان و ژلان) و (آلژينات به تنهايي) بود كه با ساير تركيبات ديواره اي اختلاف معني داري (0/05≤P)) نشان ميدهند. نتيجه گيري: درونپوشاني باكتري لاكتوباسيلوس روتري به روش امولسيون با تركيبات ديوارهاي (آلژينات، زانتان و ژلان) در كنار بهبود معنيدار زندهماني در شرايط شبيهسازي شده معده، موجب افزايش ميانگين قطر ريزپوشينهها و همچنين كاهش راندمان درونپوشاني ميگردد.

Backgrounds and objectives: The health benefits of probiotic bacteria have led to an increase in their use in food products. The low stability of probiotic bacteria against adverse environmental conditions and the consequent reduction of survival during processing, storage period and also during consumption, is the most important limitation in the production and development of probiotic products. Encapsulation of probiotic bacteria is one of the technologies that has been successfully implemented in numerous studies to increase the stability of bacteria against environmental stresses. The aim of this study was to evaluate the core-shell encapsulation technology using calcium alginate, xanthan and gelan wall materials on the survival of Lactobacillus reuteri in simulated gastric conditions (pH = 1.5) by emulsion method. Materials and methods: Lactobacillus reuteri (ATCC 1655) was encapsulated with calcium alginate, xanthan and gelan by emulsion method and survival of encapsulated and free bacteria in simulated gastric conditions at intervals of zero, 30, 60, 90 and 120 minutes at temperature 37°C were evaluated. Also, the morphology and size of the microcapsules were determined by SEM electron microscope and particle size analyzer. Results: The morphology of the microcapsules obtained from the under study wall materials was spherical to oval. The average diameter of microcapsules in all wall materials under study showed a significant difference (p≤0.05). The average diameter of the microcapsules was affected by the wall materials under study and it has been shown that the simultaneous use of alginate, xanthan and gelan as wall materials, in addition to strengthening the microcapsules, leads to an increase in the diameter of the microcapsules. The encapsulation efficiency in all the wall materials under study was more than 90%, which indicates the suitability of the emulsion method in the encapsulation of Lactobacillus reuteri. The highest encapsulation efficiencies were related to (alginate) and (alginate and gellan) treatments which showed a significant difference (p≤0.05) compared to other wall materials. The lowest encapsulation efficiency among the wall materials under study was related to the treatment (alginate, xanthan and gelan). The highest and lowest survival rates in simulated gastric conditions among the wall materials under study were related to wall materials (alginate, xanthan and gelan) and (alginate alone), respectively, which show a significant difference (p≤0.05) with other wall materials. Conclusion: Encapsulation of Lactobacillus reuteri by emulsion method with wall materials (alginate, xanthan and gelan) in addition to significantly improving survival in simulated gastric conditions, it increases the average diameter of microcapsules and also reduces the encapsulation efficiency.