بررسی خواص پری‌بيوتيک نمونه های مخمر جدا شده از پساب كارخانجات صنايع غذايي
محورهای موضوعی : میکروبیولوژی مواد غذایی
محدثه لاری پور
1
*
,
محمد گلقران
2
,
غزاله فتوحی
3
,
علی اخوان سپهی
4
,
رضا صمصامی
5
1 - دانشیار گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - کارشناسی ارشد گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 - دانشجوی دکتری میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد بین المللی کیش، دانشگاه آزاد اسلامی، جزیره کیش، ایران
4 - دانشجوی کارشناسی ارشد گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
5 - دانشیار گروه شیمی، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
کلید واژه: اینولین, پروبيوتيك, پری‌بیوتیک, پلی‌ساکارید, مخمر ,
چکیده مقاله :
مقدمه: شيوع روز افزون مشكلات روده و معده، توجه به مصرف مكملهای غذایی و پروبيوتيكی را افزایش داده است. هدف از این مطالعه ارزيابي خواص پر‌ی بيوتيک پلی ساکارید حاصل از مخمرهای جداشده از پساب كارخانجات صنايع غذايي است.
مواد و روشها: نمونه‌برداری و خالص‌سازی مخمر از پساب کارخانه مواد غذایی انجام شد. سپس مخمرها به روش مورفولوژی، بیوشیمیایی و میکروسکوپی شناسایی شدند. خصوصیات پری‌بیوتیکی پلی‌ساکارید مخمرها با اینولین مقایسه شد. آنالیز ساختاری با استفاده از تبدیل فوریه مادون قرمز انجام شد و مقاومت آن در برابر هضم اسیدی و آنزیمی، اثربخشی در رشد باکتریهای پروبیوتیک، ویژگی‌های تکنولوژیکی و آنتی‌اکسیدانی مورد ارزیابی قرار گرفت و بهترین سویه تولید کننده پری‌بیوتیک، با روش مولکولی PCR شناسایی شد.
یافته‌ها: پلی‌ساکاریدهای استخراج شده از Saccharomyces cerevisiae، Candida kefyr،Geotrichum candidum مقاومت به هضم قابل مقایسه و حتی بهتر از اینولین را نشان دادند. توانایی نگهداری آب و جذب روغن در پلی‌ساکاریدهای جداشده از Saccharomyces cerevisiae (03/0 ± 64/4، 03/0 ± 81/1)، Candida kefyr (03/0 ± 58/4، 03/0 ± 87/1)، Geotrichum candidum (03/0 ± 52/4 03/0 ± 92/1) قابل مقایسه و حتی بیشتر از اینولین بوده است. Saccharomyces cerevisiae حدود40 درصد فعالیت آنتی‌اکسیدانی بیشتر از دو سویه Candida kefyr،Geotrichum candidum داشته است. در غلظتهای مورد مطالعه ارتباط مستقیمی بین غلظت پلی‌ساکارید و افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی مشاهده گردید.
نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این بررسی نشان می‌دهد که پلی‌ساکاریدهاي جدا شده از مخمر قابلیت پری‌بیوتیکی بهتر از اینولین بامنشا گیاهی را دارند. بنابراین دیواره مخمری نه تنها می‌تواند جایگزین مناسبی برای اینولین با منبع گیاهی باشد، بلکه به حفظ گیاهان نیز کمک میکند.
Abstract
Introduction: The increasing prevalence of intestinal and stomach problems has increased attention to the use of dietary supplements and probiotics. The aim of this study was to evaluate the probiotic properties of polysaccharides obtained from yeasts isolated from food industry wastewater.
Materials and Methods: Sampling and purification of yeast was carried out from the wastewater of the food factory. The yeasts were identified by morphological, biochemical and microscopic methods. The prebiotic properties of yeast polysaccharide were compared with inulin. Structural analysis was performed using Infrared Fourier Transform and its resistance to acid and enzymatic digestion, effectiveness in the growth of probiotic bacteria, technological and antioxidant properties were evaluated and the best prebiotic producing strain was identified by molecular PCR method.
Results: Polysaccharides extracted from Saccharomyces cerevisiae, Candida kefyr, Geotrichum candidum showed resistance to digestion comparable and even better than inulin. The ability of oil absorption and water binding capacity for polysaccharides isolated from Saccharomyces cerevisiae (4.64±0.03, 1.81±0.03), Candida kefyr (4.58±0.03, 1.87±0.03), Geotrichum candidum (4.52±0.03, 1.92±0.03) were comparable with inulin and even higher than it. The antioxidant activity of Saccharomyces cerevisiae was higher than the two strains of Candida kefyr and Geotrichum candidum and about 40% in the studied concentrations. Also a direct relationship between polysaccharide concentration and increased antioxidant activity was observed.
Conclusion: The results indicated that the polysaccharides isolated from yeast have a better prebiotic ability than inulin. Therefore, yeast wall might be a good substitute for inulin with plant source and help to preserve plants.
Adt, I., Toubas, D., Pinon, J.M., Manfait, M. & Sockalingum, G.D., 2006. FTIR spectroscopy as a potential tool to analyse structural modifications during morphogenesis of Candida albicans. Arch Microbiol, 185, pp.277-285.
Azmi, A.F., Mustafa, S., Hashim, D.M. & Manap, Y.A., 2012. Prebiotic activity of polysaccharides extracted from Gigantochloa Levis (Buluh beting) shoots. Molecules, 17(2), pp.1635-1651.
Baliyan, S., Mukherjee, R., Priyadarshini, A., Vibhuti, A., Gupta, A., Pandey, R.P. & Chang, C.M., 2022. Determination of antioxidants by DPPH radical scavenging activity and quantitative phytochemical analysis of Ficus religiosa. Molecules, 27(4), p.1326.
Carvalho, A.F., Portela, M.C., Sousa, M.B., Martins, F.S., Rocha, F.C., Farias, D.F. & Feitosa, J.P., 2009. Physiological and physico-chemical characterization of dietary fibre from the green seaweed Ulva fasciata Delile. Brazilian Journal of Biology, 69, pp.969-977.
Curk, M.C., Peladan, F. & Hubert, J.C., 1994. Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy for identifying Lactobacillus species. FEMS Microbiol Lett, 123, pp.241-248.
Cutfield, S., Cutfield, J. & Mace, P., 2007. Bone Morphogenetic Protein Type II Receptor Structure in Two Crystal Forms. In Acta Crystallographica A-Foundation and Advances, 63, pp.S127-S127.
De Vrese, M. & Schrezenmeir, J., 2008. Probiotics, prebiotics, and synbiotics. Food biotechnology, pp.1-66.
Elleuch, M., Bedigian, D., Roiseux, O., Besbes, S., Blecker, C. & Attia, H., 2011. Dietary fibre and fibre-rich by-products of food processing: Characterisation, technological functionality and commercial applications: A review. Food Chemistry, 124(2), pp.411-421.
Erukhimovitch, V., Pavlov, V., Talyshinsky, M., Souprun, Y. & Huleihel, M., 2005. FTIR microscopy as a method for identification of bacterial and fungal infections. J Pharm Biomed Anal, 37, pp.1105-1108.
Figuerola, F., Hurtado, M.L., Estévez, A.M., Chiffelle, I. & Asenjo, F., 2005. Fibre concentrates from apple pomace and citrus peel as potential fibre sources for food enrichment. Food Chemistry, 91(3), pp.395-401.
Fuller, R. & Gibson, G.R., 1997. Modification of the intestinal microflora using probiotics and prebiotics. Scandinavian Journal of Gastroenterology, 32(sup222), pp.28-31.
Griffiths, A.J., Gelbart, W.M., Miller, J.H. & Lewontin, R.C., 2000. Modern Genetic Analysis. W. H. Freeman.
Haag, H., Gremlich, H.G., Bergmann, R. & Sanglier, J.J., 1996. Characterization and identification of actinomycetes by FT-IR spectroscopy. J Microbiol Meth, 27, pp.157-163.
Holzapfel, W.H., Haberer, P., Geisen, R., Björkroth, J. & Schillinger, U., 2001. Taxonomy and important features of probiotic microorganisms in food and nutrition. The American Journal of Clinical Nutrition, 73(2), pp.365s-373s.
Kurtzman, C.P. & Fell, J.W., 1998. The Yeast: A Taxonomic Study. 4th ed. Elsevier Science B.V.
Larypoor Mohaddeseh, K., Karfaragheh, A. & Mohadi, M., 2023. Isolation and screening of facultative halophilic fungi producing industrial enzymes from forest parks in Tehran. Knowledge of Microbiology, 2(1), pp.68. (in Persian)
Liu, Y., Tran, D.Q. & Rhoads, J.M., 2018. Probiotics in disease prevention and treatment. The Journal of Clinical Pharmacology, 58, pp.S164-S179.
Lourens-Hattingh, A. & Viljoen, B.C., 2001. Yogurt as probiotic carrier food. International Dairy Journal, 11(1-2), pp.1-7.
Markowiak, P. & Śliżewska, K., 2017. Effects of probiotics, prebiotics, and synbiotics on human health. Nutrients, 9(9), p.1021.
Martínez-Villaluenga, C. & Gómez, R., 2007. Characterization of bifidobacteria as starters in fermented milk containing raffinose family of oligosaccharides from lupin as prebiotic. International Dairy Journal, 17(2), pp.116-122.
Matteuzzi, D., Swennen, E., Rossi, M., Hartman, T. & Lebet, V., 2004. Prebiotic effects of a wheat germ preparation in human healthy subjects. Food Microbiology, 21(1), pp.119-124.
Molan, A.L., Flanagan, J., Wei, W. & Moughan, P.J., 2009. Selenium-containing green tea has higher antioxidant and prebiotic activities than regular green tea. Food Chemistry, 114(3), pp.829-835.
Mohammadi Afshar, M., Larypoor, M. & Hosseini, F., 2024. Isolation, identification and microencapsulation of microbes isolated from the wastewater of dairy factories by alginate and polysaccharides of Lentinula edodes. Microbial Biology, 13(51), pp.97-128. (in Persian)
Nasiri Paruj Shahreh, Larypoor Mohaddeseh, Fazli, M.R. & Shariat Modari, F., 2023. Studying the probiotic potential of yeasts isolated from dairy products, sourdough and fruit peel. (in Persian)
Naumann, A., Navarro-Gonzalez, M., Peddireddi, S., Kues, U. & Polle, A., 2005. Fourier transform infrared microscopy and imaging: detection of fungi in wood. Fungal Genet Biol, 42, pp.829-835.
Naumann, D., 1985. The ultra rapid differentiation and identification of pathogenic bacteria using FT-IR techniques. SPIE Fourier Comput Infrared Spectrosc, 553, pp.268-269.
Nayak, S., 2010. Probiotics and immunity: A fish perspective. In: Fish and Shellfish Immunology, pp.21-32.
Norajit, K., Kim, K.M. & Ryu, G.H., 2010. Comparative studies on the characterization and antioxidant properties of biodegradable alginate films containing ginseng extract. Journal of Food Engineering, 98(3), pp.377-384.
Partyka, A., 2012. Enzymes antioxidant and peroxidation lipid activity in avian semen. Anim Reprod Sci, 134(3-4), pp.184-190.
Ramnani, P., Chitarraria, R., Tuohya, K. & Grant, J., 2007. Characterization of bifidobacteria as starters in fermented milk containing raffinose family of oligosaccharides from lupin as prebiotic. International Dairy Journal, 17, pp.116-122.
Rigobelo, E.C., Pereira, M.C., Vicari, D.V. & Millen, D.D., 2014. Utilização de probiótico e monensina sódica sobre o desempenho produtivo e características de carcaça de bovinos Nelore terminados em confinamento. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, 15, pp.415-424.
Roberfroid, M.B., 2000. Prebiotics and probiotics: are they functional foods? The American Journal of Clinical Nutrition, 71(6), pp.1682S-1687S.
Timmins, E.M., Quain, D.E. & Goodacre, R., 1998. Differentiation of brewing yeast strains by pyrolysis mass spectrometry and Fourier transform infrared spectroscopy. Yeast, 14, pp.885-893.
Toubas, D., Essendoubi, M., Adt, I., Pinon, J.M., Manfait, M. & Sockalingum, G.D., 2007. FTIR spectroscopy in medical mycology: applications to the differentiation and typing of Candida. Anal Bioanal Chem, 387, pp.1729-1737.
Walker, G. & Grimm, M., 2012. Yeast Physiology and Biotechnology. Translated by Pournia, P. & Kachuei, R. Tehran: Jafari Publications.
Wichienchot, S., Jatupornpipat, M. & Rastall, R.A., 2010. Oligosaccharides of pitaya (dragon fruit) flesh and their prebiotic properties. Food Chemistry, 120(3), pp.850-857.
Wichienchot, S., Thammarutwasik, P., Jongjareonrak, A., Chansuwan, W., Hmadhlu, P., Hongpattarakere, T., Itharat, A. & Ooraikul, B., 2011. Extraction and analysis of prebiotics from selected plants from southern Thailand. Songklanakarin Journal of Science & Technology, 33(5).