مطالعه تاثیر فیکواریترین بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی، خواص ضد میکروبی و افزایش زمان ماندگاری همبرگر
محورهای موضوعی :
موسی بهجتی
1
,
مریم عطایی
2
,
بهاره نوروزی
3
*
,
سید امیر علی انوار
4
,
حامد اهری
5
1 - گروه بهداشت مواد غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - گروه بهداشت مواد غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 - گروه زیست شناسی ، دانشکده علوم پایه، واحد علوم وتحقیقات ،دانشگاه آزاداسلامی،تهران،ایران
4 - استادیار گروه بهداشت دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
5 - گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
کلید واژه: پوشش حفاظتی, خواص آنتی‌اکسیدانی, فیکواریترین, ماندگاری, همبرگر,
چکیده مقاله :
رنگدانه های طبیعی مستخرج از سیانوباکتری ها، به‌عنوان منابع ارزشمند ترکیبات زیستی شناخته می‌شوند، که دارای اثرات آنتی‌اکسیدانی و ضد میکروبی قابل‌توجهی هستند. در این پژوهش، خواص آنتی‌اکسیدانی و ضد میکروبی فیکواریترین استخراج‌شده از سیانوباکتری Nostoc sp. مورد بررسی قرار گرفت. سپس از این ترکیب جهت پوشش‌دهی نمونه‌های همبرگر با درصدهای مختلف گوشت (۴۰، ۷۵ و ۹۵ درصد) استفاده شد و تغییرات فیزیکوشیمیایی و ویژگی‌های حسی این نمونه‌ها طی یک دوره نگهداری ۲۱ روزه در فواصل زمانی ۱، ۳، ۷، ۱۴ و ۲۱ روز و دو دمای 4 و 6 درجه سانتیگراد ارزیابی گردید. بررسی نتایج نشان داد، که فیکواریترین توانایی مهار رادیکال‌های آزاد DPPH را با مقدار (mg/ml) 03/0±71/2 دارد. همچنین حداقل غلظت مهاری این ترکیب در برابر سودوموناس آئروژینوزا بالاتر از سایر باکتری‌های مورد بررسی بود، درحالی‌که در باسیلوس سوبتیلیس و باسیلوس سرئوس کمترین تأثیر بازدارندگی را داشت (05/0p≤). نتایج مقدار تیوباربیوتوریک اسید و اندیس پراکسید در هر دو دمای بررسی‌شده و در تمامی بازه‌های زمانی نشان داد که بیشترین و کمترین میزان این شاخص‌ها مربوط به نمونه همبرگر ۹۵ درصد گوشت بدون پوشش‌دهی بود، درحالی‌که پایین‌ترین مقدار آن در نمونه ۴۰ درصد گوشت با پوشش فیکواریترین مشاهده شد (05/0p≤). علاوه بر این، بررسی ویژگی‌های حسی نشان داد که بالاترین امتیاز حسی به نمونه همبرگر ۹۵ درصد گوشت دارای پوشش فیکواریترین اختصاص یافت، درحالی‌که کمترین امتیاز حسی مربوط به نمونه ۴۰ درصد گوشت بدون پوشش بود (05/0p≤). به‌طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که افزودن فیکواریترین به نمونه‌های همبرگر ، تأثیر قابل‌توجهی در افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی، ضد میکروبی، افزایش زمان ماندگاری و بهبود کیفیت حسی نمونه‌ها داشت.
Natural pigments extracted from cyanobacteria are known as valuable sources of biological compounds, which have significant antioxidant and antimicrobial effects. In this study, the antioxidant and antimicrobial properties of phycoerythrin extracted from the cyanobacterium Nostoc sp. were investigated. Then, this compound was used to coat hamburger samples with different percentages of meat (40, 75 and 95%), and the physicochemical changes and sensory properties of these samples were evaluated during a 21-day storage period at intervals of 1, 3, 7, 14 and 21 days and at two temperatures of 4 and 6 °C. The results showed that phycoerythrin has the ability to inhibit DPPH free radicals with a value (mg/ml) of 2.71 ± 0.03. Also, the minimum inhibitory concentration of this compound against Pseudomonas aeruginosa was higher than other bacteria studied, while it had the lowest inhibitory effect on Bacillus subtilis and Bacillus cereus (p≤0.05). The results of the amount of thiobarbituric acid and peroxide index at both temperatures and in all time intervals showed that the highest and lowest values of these indices were related to the 95% meat hamburger sample without coating, while the lowest values were observed in the 40% meat sample with phycoerythrin coating (p≤0.05). Overall, the results of this study showed that adding phycoerythrin to hamburger samples had a significant effect on increasing antioxidant and antimicrobial activity, increasing shelf life, and improving the sensory quality of the samples.
1. Benjakul S, Visessanguan W, Thongkaew C, Tanaka M. Effect of frozen storage on chemical and gel-forming properties of fish commonly used for surimi production in Thailand. Food hydrocolloids. 2005 Mar 1;19(2):197-207.
2. Duan J, Jiang Y, Cherian G, Zhao Y. Effect of combined chitosan-krill oil coating and modified atmosphere packaging on the storability of cold-stored lingcod (Ophiodon elongates) fillets. Food chemistry. 2010 Oct 15;122(4):1035-42.
3. Torrieri E, Cavella S, Villani F, Masi P. Influence of modified atmosphere packaging on the chilled shelf life of gutted farmed bass (Dicentrarchus labrax). Journal of Food Engineering. 2006 Dec 1;77(4):1078-86.
4. Kumar S, Gowda PR, Mallikarjuna NM. Evaluation of selected F6 tomato lines for extended shelf life.
5. Malairaj S, Muthu S, Gopal VB, Perumal P, Ramasamy R. Qualitative and quantitative determination of R-phycoerythrin from Halymenia floresia (Clemente) C. Agardh by polyacrylamide gel using electrophoretic elution technique. Journal of Chromatography A. 2016 Jul 8;1454:120-6.
6. Haghdoost A, Golestan L, Hasani M, Shahidi Noghabi M, Shahidi SA. Preparation of Nano-liposomes Carrying Phycobiliprotein Extracted from Red Algae (Gracilaria gracilis) with Chitosan Polymer Coating: Evaluation of Physicochemical, Antioxidant and Antimicrobial Properties. Research and Innovation in Food Science and Technology. 2022 Sep 6;11(2):109-22.
7. Agregán Pérez R. Seaweed extract effect on the quality of meat products (Doctoral dissertation, Enxeñaría química).
8. Hentati D, Chebbi A, Hadrich F, Frikha I, Rabanal F, Sayadi S, Manresa A, Chamkha M. Production, characterization and
biotechnological potential of lipopeptide biosurfactants from a novel marine Bacillus stratosphericus strain FLU5. Ecotoxicology and environmental safety. 2019 Jan 15;167:441-9.
9. Ghadiri M, Haghighat S, Nowruzi B, Norouzi R, Hutarova L. First observation of genus Komarkiella in Iranian saline soils. Scientific Reports. 2025 Mar 14;15(1):8813.
10. Mishra SK, Shrivastav A, Mishra S. Effect of preservatives for food grade C-PC from Spirulina platensis. Process Biochemistry. 2008 Apr 1;43(4):339-45.
11. Rodriguez-Tudela JL, Arendrup MC, Arikan S, Barchiesi F, Bille J, Chryssanthou E, Cuenca-Estrella M, Dannaoui E, Denning D, Donnelly J, Fegeler W. EUCAST DEFINITIVE DOCUMENT E. DEF 9.1: Method for the determination of broth dilution minimum inhibitory concentrations of antifungal agents for conidia forming moulds. Def. 2008 Jul;9:1-3.
12. Nowruzi B, Khavari-Nejad RA, Sivonen K, Kazemi B, Najafi F, Nejadsattari T. Optimization of cultivation conditions to maximize extracellular investments of two Nostoc strains. Algological Studies. 2013 May 1;142(1):63-76.
13. Ahmadi A, Anvar SA, Nowruzi B, Golestan L. Author Correction: Effect of phycocyanin and phycoerythrin on antioxidant and antimicrobial activity of refrigerated low-fat yogurt and cream cheese. Scientific Reports. 2025 Feb 5;15:4347.
14. Abed S, Nowruzi B, Anvar SA. Production of Oncorhynchus mykiss biosensor based on polyvinyl alcohol/chitosan nanocomposite using phycocyanin during refrigerated storage. Scientific Reports. 2025 Jan 3;15(1):703.
15. Nowruzi B, Sabzevari Joopari O. Anti-inflammatory, cytotoxic and morphological impact of phycocyanin on ultraviolet radiation irradiated human fibroblast cells. Cutaneous and Ocular Toxicology. 2024 Oct 1;43(4):396-404.
16. Chamari M, Anvar SA, Pourahmad R, Nowruzi B, Yousefi S. Study of alginate-encapsulated phycoerythrin in promoting the biological activity of synbiotic ice cream with Lactobacillus casei. Scientific Reports. 2024 Jul 5;14(1):15471.
17. Basheva D, Moten D, Stoyanov P, Belkinova D, Mladenov R, Teneva I. Content of phycoerythrin, phycocyanin, alophycocyanin and phycoerythrocyanin in some cyanobacterial strains: Applications. Engineering in Life Sciences. 2018 Nov;18(11):861-6.
18. Ren HY, Liu BF, Kong F, Zhao L, Ren N. Hydrogen and lipid production from starch wastewater by co-culture of anaerobic sludge and oleaginous microalgae with simultaneous COD, nitrogen and phosphorus removal. Water Research. 2015 Nov 15;85:404-12.
19. Arun N, Gupta S, Singh DP. Antimicrobial and antioxidant property of commonly found microalgae Spirulina platensis, Nostoc muscorum and Chlorella pyrenoidosa against some pathogenic bacteria and fungi. International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2012 Dec 1;3(12):4866.
20. Afreen S, Fatma T. Laccase production and simultaneous decolorization of synthetic dyes by cyanobacteria. Int J Innov Res Sci Eng Technol. 2013;2:3563-8.
21. Nowruzi B, Anvar A, Ahari H. Extraction, purification and evaluation of antimicrobial and antioxidant properties of phycoerythrin from terrestrial cyanobacterium Nostoc sp. FA1. Journal of Microbial World. 2020 Aug 22;13(2):138-53.
22. Nowruzi, B., Anvar, S.A.A. and Shafaroodi, A., 2024. Study of phycocyanin powder on probiotic bacteriologically and antioxidant properties of yogurt at 4 C. Nutrire, 49(2), p.42.
23. Raeisi S, Sharifi-Rad M, Quek SY, Shabanpour B, Sharifi-Rad J. Evaluation of antioxidant and antimicrobial effects of shallot (Allium ascalonicum L.) fruit and ajwain (Trachyspermum ammi (L.) Sprague) seed extracts in semi-fried coated rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fillets for shelf-life extension. Lwt. 2016 Jan 1;65:112-21.
24. Sheard PR, Enser M, Wood JD, Nute GR, Gill BP, Richardson RI. Shelf life and quality of pork and pork products with raised n-3 PUFA. Meat science. 2000 Jun 1;55(2):213-21.
25. Ozyurt NN, Bayari CS. Temporal variation of chemical and isotopic signals in major discharges of an alpine karst aquifer in Turkey: implications with respect to response of karst aquifers to recharge. Hydrogeology Journal. 2008 Mar;16:297-309.
26. Shahidi F, Zhong Y. Lipid oxidation: measurement methods. Bailey's industrial oil and fat products. 2005 Jul 15.
27. Takyar MB, Khajavi SH, Safari R. Evaluation of antioxidant properties of Chlorella vulgaris and Spirulina platensis and their application in order to extend the shelf life of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fillets during refrigerated storage. Lwt. 2019 Feb 1;100:244-9.
28. Sudhakar MP, Arunkumar K, Dharani G, Mathimani T. (Re)-thinking the red seaweed biomass for biofuel production to meet sustainable development goals toward circular bioeconomy. Energy, Ecology and Environment. 2024 Feb;9(1):42-57.
29. Afreen S, Anwer R, Singh RK, Fatma T. Extracellular laccase production and its optimization from Arthrospira maxima catalyzed decolorization of synthetic dyes. Saudi Journal of Biological Sciences. 2018 Nov 1;25(7):1446-53.
30. Nowruzi B, SA AA. Effect of Phycoerythrin on Antimicrobial Activity and Shelf-life Extension of the Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) at Refrigerator Temperature. Archives of Razi Institute. 2023 Dec 30;78(6):1811.