بررسی برخی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و بقای باکتریهای پروبیوتیک آبمیوه های سین بیوتیک صنعتی به روش سطح پاسخ وطرح‌آزمایشی دی اپتیمال با فاکتوریل ناقص

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

2 استاد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

چکیده
سابقه و هدف:
در سال‌های اخیر مصرف کنندگان علاوه بر در نظر گرفتن ویژگی‌های تغذیه‌ای که به صورت متعارف از یک ماده غذایی انتظار می رود به خصوصیات سلامت بخش محصول نیز توجه ویژه‌ای دارند. امروزه آبمیوه‌های پروبیوتیک در صنعت توجه خاصی نشده است و سابقه پژوهش کمی دارد. لذا انتخاب دو آبمیوه سیب و آلبالو دامنه pH می تواند الگویی مناسب برای سایر آبمیوه ها نیز باشد.
مواد و روش ها:
در این پژوهش به بررسی تاثیر 5 متغیر شامل نوع میوه(سیب، آلبالو)، اینولین، نوع میکروارگانیسم پروبیوتیک(لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و لاکتوباسیلوس کازئی) و روش افزودن پروبیوتیک (انکپسوله و آزاد) و زمان نگهداری(1، 7، 14 و 21 روز) بر برخی از پارامترهای فیزیکوشیمیایی آبمیوه ها (کدورت، ویسکوزیته، قند کل و ویتامین C) پرداخته شد. از روش سطح پاسخ D-Optimal با فاکتوریل ناقص برای طراحی آزمایش استفاده گردید و آنالیز آن با نرم افزار SAS 4.5 صورت گرفت.
یافته ها:
آنالیز واریانس داده ها در سطح 5 درصد نشان داد که بجز کدورت بقیه متغیرهای مستقل اثرات معنی دار(05/0 p<) بر متغیرهای وابسته در این پژوهش داشتند. در میکروارگانیسمهای انکپس وله آلبالو میزان کدورت ثابت (تقریبا 4) و در سلولهای آزاد این مقدار کاهش می یابد(5/1). در میوه سیب میزان کدورت در حالت انکپسوله و آزاد ثابت است(8/2) . نتایج ویسکوزیته نشان داد آب سیب حداقل ویسکوزیته(25/1) و آب آلبالو از ویسکوزیته بالایی(32/1) برخوردار است که وابسته به نوع ترکیب میوه و فرمولاسیون آن می باشد. همچنین نتایج قند کل نشان داد سیب بیشترین مقدار درصد قند (2/10) و آلبالو کمترین مقدار درصد قند (1/4) برخوردار است. در مدت یک‌ماه این مقادیر در انکپسوله ها بیشتر از آزاد بود که به علت تخمیر کمتر توسط میکروبها انجام شد. نمودار ویتامین C نشان می دهد سیب کمترین مقدار (4 درصد) و آلبالو بیشترین مقدار(18 درصد) را به خود اختصاص داد. میکروبهای انکپسوله و آزاد تاثیر چندانی در ویتامین C نداشتند.
نتیجه گیری:
نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که می توان آبمیوه سین بیوتیک را به عنوان یک محصول جدید فراسودمند با حداکثر زمان انقضا یک‌ماه با توجه به آنالیز فیزیکوشیمیایی به بازار معرفی نمود. به علاوه نمونه هایی که حاوی میکروارگانیسمهای انکپسوله بودند زمان نگهداری و خواص ارگانولپتیکی بهتری نسبت به بقیه دارند. همچنین در میوه های اسیدی این زمان ماندگاری کمتر می شود که از روز بیست و یکم به بعد آنالیز فیزیکوشیمیایی آبمیوه تغییرات محسوسی می یابد و غیر قابل مصرف می شود.
واژه های کلیدی: آبمیوه، پروبیوتیک، پری بیوتیک، فیزیکوشیمیایی

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of some physicochemical and survival of probiotic bacteria properties of industrial synbiotic juices by Response Surface and D-Optimal design with incomplete factorial

نویسندگان [English]

  • Mohammadyar Hosseini 1
  • Mohammad Alizadeh 2
  • Mahmoud Rezazadbari 2
1 Assistant Professor, Department of Food Science and Technology, Ilam University, Ilam, Iran
2 Professor, Department of Food Science and Technology, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Investigation of some physicochemical and survival of probiotic bacteria properties of industrial synbiotic juices by Response Surface and D-Optimal design with incomplete factorial
Abstract
Background and objectives:
In recent years, consumers, in addition to considering the nutritional characteristics that are normally a desired food, also pay special attention to the health characteristics of the product. Today, probiotic juices have not received much attention in the industry and have little research history. Therefore, choosing apple and cherry juices as a high pH range can be a model for other juices.
Materials and methods:
In this study, the effect of 5 variables including fruit type (apple, cherry), inulin, type of probiotic microorganisms (Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus casei) and probiotic addition method (encapsulated and free) and storage time (1, 7, 14 and 21 days) were investigated). Some physicochemical properties of juices (turbidity, viscosity, total sugar and vitamin C) were studied. The D-Optimal response surface methodology with incomplete factorial was used to design the experiment and its analysis was performed with SAS 4.5 software.
Results:
Analysis of variance at 5% level of significance showed that except for turbidity, other independent variables had significant effects (p < 0.05) on dependent variables in this study. In the microorganisms of cherry encapsulation, the amount of turbidity is constant (approximately 4) and in free cells this amount is reduced (1.5). In apple fruit, the amount of turbidity is constant in encapsulated and free (2.8). The viscosity results showed that apple juice has a minimum viscosity (1.25) and cherry juice has a high viscosity (1.32), which depends on the type of fruit composition and its formulation. Also, the results of total sugar showed that apples have the highest percentage of sugar (10.2) and cherries have the lowest percentage of sugar (4.1). Within a month, these values were higher in the encapsulation than in the free, which was due to less fermentation by microbes. The vitamin C chart shows that apples had the lowest amount (4%) and cherries had the highest amount (18%). Encapsulated and free microbes had little effect on vitamin C.
Conclusion:
The results of this study showed that synbiotic juice can be introduced to the market as a profitable new product with a maximum expiration time of one month according to physicochemical analysis. In addition, samples containing encapsulated microorganisms have better storage time and organoleptic properties than others. Also, in acidic fruits, this shelf life is reduced, which from the twenty-first day onwards, the physicochemical analysis of the juice changes significantly and becomes unusable.
Keywords: Juices, probiotics, prebiotics, physicochemical

کلیدواژه‌ها [English]

  • Juices
  • probiotics
  • prebiotics
  • physicochemical

مراجع

1.Betoret, E., Betoret., N., Vidal, D. And  Fito, P. 2011 .Functional foods development: Trends and Technologies. Trends in Food Science & Technology, 22(9), 498-508.
2.Aspri, M., Papademas, P., and Tsaltas, D. 2020. Review on non-dairy probiotics and their use in non-dairy based products. Fermentation, 6-30.
3.Rezaei, R. 2011. The effect of inulin and some gums on physicochemical, sensory and viability properties of probiotics in frozen yogurt. Food Science Thesis, Gorgan University.
4.Bornet, F.R.J., Brouns. F., Tashiro. F., and Duvillier, V. 2002. Nutritional aspects of short-chain fructooligosaccharides: natural occurrence, chemistry, physiology and health implications. Digestive and Liver Disease, 34 (2): 111-120.
5.Nguyen, B.T., Bujna, E., Fekete, N., Tran, A.T.M., Rezessy-Szabo, J.M., Prasad, R., and Nguyen, Q.D. 2019. Probiotic beverage from pineapple juice fermented with Lactobacillus and Bifidobacterium strains. Frontiers in Nutrition, 9: 6-54.
6.Roberfroid, M.B. 2005. Introducing inulin-type fructans. British Journal of Nutrition, 93(1): 13-25.
7.Patel, A.R. 2017. Probiotic fruit and vegetable juices-recent advances and future perspective. International Food Research Journal, 24(5): 1850-1857.
8.Ghazavi, N., Moshtaghi, H., Bonyadian, M., and Abedi, R. 2018. Using Lactobacillus acidophilus in production of probiotic pomegranate juice. Journal of Food Science and Technology, 77(15):99-107 [In Persian].
9.Sabbaghpour Langaroudi, S., Nouri, L., and Azizi, M.H. 2021. Production of probiotic pineapple juice with encapsulation of Lactobacillus plantarum by chitosan and tragacanth gums. Journal of Food Science and Technology, 118(18): 1-12.
10.Kyung, Y.Y., Woodams, E.E. and Hang, Y.D. 2006. Production of probiotic cabbage juice by lactic acid bacteria. Bioresource Technology, 97: 1427-1430.
11.Dana, M., Moraru, M., Bleoanca, I. and Segal, R. 2007. Probiotic vegetable juices. Food Technology, 87-91.
12.Krasaekoopt, W, and Chea, P. 2007. Probiotication of fruit juices. Faculty of Biotechnology, 57.
13.Khalkhali, S., Fazeli, M.R., Nourozi, J. and Salehi, M. 2009. Investigation of probiotic enrichment of beer drink using four species of Lactobacillus. Microbiological knowledge, 59-63.
14.Pouragahi, S. and Fazeli, M.R. 2009. Evaluation of probiotic enrichment of dairy-based fruit drinks under fermentation and non-fermentation conditions using the probiotic microorganism Lactobacillus fermentum. Microbiological knowledge, 5(2): 40-55.
15.Pereira, A., Maciel, T., and Rodrigues, S. 2011. Probiotic beverage from cashew apple juice fermented with lactobacillus case. Food Technology Department, 44-60.
16.Ayaseh, A., Taban, H., and Yari Khosroshahi, A. 2017. Production of probiotic carrot juice with using of Lactococcus lactis. Journal of Food Industry Research. 27(4):183-191[In Persian].
17.Babaei, M., Hashemiravan, M., and Pourahmad, R. 2018. Production of probiotic beverage based on tomato juice and mixture of sweet pepper, celery and coriander juices. Journal of Food Science and Technology. 47(5): 331-341 (In Persian).
18.Ellefson, W. 2002. Current Protocols in Food Analytical Chemistry: HPLC of Mono- and Disaccharide Using Refractive Index Detection. John Wiley & Sons Inc, E1.2.1–E1.2.9.
19.King, V.A., Huang, Hui and Tsen. Jen. 2006. Fermentation of tomato juice by cell immobilized lactobacillus acidphilus. Journal of Medicine, 12(1): 1-6.
20.Zandi, M., Hashemiravan, M., and Berenjy, S.H. 2016. Production of probiotic fermented mixture of carrot, beet and apple juices. Journal of Paramedical Sciences, 7(3):17- 23 (In Persian).
21.Dowlatabadi, M., Mokhtarian, M., Mortazavi, S.A., and Elhami Rad, A.H. 2016. Investigation of multilayer encapsulation by method of external gelation on the survival of probiotic bacteria undergoing orange juice pasteurization. Iranian Journal of Nutrition Sciences and Food Technology, 11(3): 93- 102 (In Persian).
22.Brune, S.N. and Bobbit, D.R. 1992. Anal. Chemistry. 64: 166.
23.Godward, G. and Kailasapathy, K. 2003. Viability and survival of free, encapsulated and co-encapsulated probiotic bacteria in yoghurt. Milk Science International, 58: 396-399.
24.Sheikhghasemi, S.H., and Zomorodi, S.H. 2014. The effect of maintenance temperature on free and encapsulated Lactobacillus in apple juice. Food Technology and Nutrition, 11(3): 81-90 (In Persian).
25.Mortazavi, A., and Ziaolhagh, H.R. 2006. Citrus fruit types product.Ferdowsi Mashhad University Publish, 20(53-54), 379.
26.Pir Mohammadi, R., Ashrafi Yurqanlu, R., Yar Hosseini, M., Kakeh Mohammadi, M. and Kaki, S. 2016. Investigating the possibility of producing apple banana syrup juice. 3rd International Conference on Science and Engineering [In Persian].
27.Steindl, R.J. 2010. Clarification of cane juice for fermentation. Sugar Cane  Technology, 23: 263-268.
28.Gibson, G.R., Beahy, E.R., Wang, X., and Cunmings, J.H. 1995.  Selective Stimulation of bifidobacteria in the human colon by oligofructose and inulin. American Gastroent Assocition, 108: 975-982.
29.Livares, A., Soto, C., Caballero, E., and Altamirano, C. 2019. Survival of microencapsulated Lactobacillus casei (prepared by vibration technology) in fruit juice during cold storage. Electronic Journal of Biotechnology, 42:42–48.
30.Tutunchi, P., Hesari, J., Moradi, M. and Fathi Achachlui, B. 2015. Assess the possibility of producing probiotic red grape juice using Lactobacillus casei 431 and Lactobacillus acidophilus La-5. Journal of Food Industry Research, (4) 25: 655- 666 [In Persian]
 
31.Sohrab Vandi, S., Mortazavian, S.M., Jahani, H., Eyvani, M.J., Neamatollahi, A. and Komeili Fanood, R. 2015. Investigating the effect of some prebiotics on the physicochemical and sensory properties of diet orange juice. Hakim Seyed Ismail Jorjani Magazine, Third Year, 3: 1-11 [In Persian].
32.Lepkovsky, S., and Hart, E.F. 2013. The effect of fermentation with specific microorganism on the vitamin C content of orange and tomato juice. Origin Journal, 32(2): 1-6.
33.Hosseini, M., Rezazad Bari, M., and Alizadeh Khaledabad, M. 2017. Production of synbiotic juice: study on the effect pH, Brix, Formalin index and Rheological. Journal of Food Science and Technology, 63(14): 73- 81 [In Persian].
34.Hosseinpour, A., Shahsavari, S., and Mahmoudi, R. 2019. Chemical, sensory and survival properties of Lactobacillus Plantarum in peach juice. The Journal of Qazvin University of Medical Sciences, 23(4): 342-351[In Persian].
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 14، شماره 2
تیر 1401
صفحه 53-70

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار