Extraction of Biosurfactant from Lactobacilli Isolated from Traditional Sovadkoh Yogurt and its Use in a Food Model as an Emulsifier
Subject Areas :
Roghayyeh Rezayi Malidareh
1
,
Mohammad Ahmadi
2
*
,
Seyyed Ahmad Shahidi Yasaghi
3
1 - Ph.D student of food Science and Technology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran.
2 - Associate Professor, Department of Food Hygiene, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran.
3 - Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran.
Keywords: Lactobacillus, Biosurfactant, Emulsifier, Swadkoh Traditional Yogurt.,
Abstract :
Lactic acid bacteria, gram positive, without spores, catalase negative, nitrate reduction negative and ceritochrome oxidase negative and ceritochrome oxidase negative, which have a fermentative metabolism and are useful for food industry, therefore today the local strains of lactic acid bacteria are of special importance. They are found in the dairy industry and have characteristics of compatibility with the conditions of the same region. Therefore, this study was carried out in order to extract biosurfactant from Lactobacillus in the traditional yogurt of Swadekoh as an emulsifier in the food model. In this experimental study, 32 samples of Swadkoh traditional yogurt were prepared and cultured in MRS environment (agar and broth) for 48 hours at 37 degrees Celsius in an anaerobic jar under microaerophilic conditions. The isolated strains with the ability to produce biosurfactant were identified based on biochemical and molecular tests and the optimal conditions for biosurfactant production were investigated and its emulsifying activity was investigated in a food model system. One-way repeated measures analysis of variance was used to analyze the data. Lactobacillus bacteria were isolated from 24 samples and necessary tests were taken from 5 samples, among which 2 strains of Lactobacillus delbruecki and Lactobacillus fermentum have the highest ability to produce biosurfactant. The biosurfactants extracted from both bacteria showed that they have a good ability in the emulsification process, but the stability of the biosurfactant in Delbrooki species is higher than in Fermentum species and this difference is significant in the four examined oils. The results of the study showed that by isolating Lactobacillus strains with the appropriate ability to produce biosurfactant, they can be used to produce biosurfactant on an industrial scale to replace synthetic emulsifiers in traditional Sovadkoh yogurt.
1. احسنی¬ارانی ی، نورمحمدی ز، راسخ ب، یزدیان ف، حجن کاظمی ح. ارزیابی اثر نانوساختار طلا بر میزان تولید بیوسورفکتانت حاصل از باکتری سودوموناس آئروژینوزا. فصلنامه دانش زیستی ایران. 1400؛ 64(2): 64، 47-40.
2. بازارچه شبستری ن، حاجی¬رضائی م. شناسایی مولکولی لاکتوباسیل¬های جدا شده از پنیرهای سنتی شهرستان بندرعباس. مجله تازه¬های بیوتکنولوژی سلولی مولکلولی. 1399؛ 10(39): 89-79.
3. باقری ف، میردامادی س، میرزائی م، صفوی م. ارزیابی ایمنی لاکتوباسیلوس¬هاي جدا شده از محصولات لبنی سنتی ایران. ارزیابی ایمنی لاکتوباسیلوس¬هاي جدا شده از محصولات لبنی سنتی ایران. علوم و صنایع غذایی. 1399؛ 17(14): 78-65.
4. بخشی ن، سلیمانیان ¬زاد ص، شیخ ¬زین¬الدین م. بررسی امکان استفاده از ضایعات برنج و گندم برای تولید بیوسورفکتانت توسط الکتوباسیلوس پالنتاروم. نشریه پژوهش¬های صنایع غذایی. 1397؛ 28(1)، 58-49.
5. بهزادنیا ا، موسوی ¬نسب م، شجاع ¬الساداتی ع، ستوده پ. تولید بیوسورفکتانت توسط لاکتیک ¬اسید باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم با استفاده از منابع مغذی مناسب. زیست ¬فناوری دانشگاه تربیت مدرس. 1399؛ 11(3): 332-327.
6. پوربابا ح، انوار ا، پوراحمد ر، اهری ح. تغییرشاخص-های اسیدی و زنده مانی پروبیوتیک¬ها در کفیر تولید شده با پروبیوتیک¬های کمکی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و لاکتوباسیلوس پاراکازئی در طول دوره نگهداری در سرما. مجله طب دامی ایران. 1400؛ 16(1): 98-89.
7. دیناروند ب، فتحی رضائی پ، اکبری ن. بهینه سازی تولید آسپاراژیناز از سویه¬ی لاکتوباسیلوس جدا شده از محصولات لبنی سنتی. فصلنامه زیست¬شناسی میکروارگانیسم¬ها. 1399؛ 9 (34): 86-71.
8. رضائی ه، فاضلی ح، میرلوحی م. ارزيابي محصولات پروبيوتيک و غير پروبيوتيک لبني در اصفهان از نظر تعداد لاکتوباسيلوس زنده و وجود لاکتوباسيلوس اسيدوفيلوس. تحقیقات نظام سلامت. 1396؛ 13(2): 197-187.
9. زمانی ن، اخوان سپهی ع، فاضلی م، شریعتمداری ف. جداسازی و شناسایی بیوشیمیایی و مولکولی لاکتوباسیلوس¬ها از لبنیات سنتی روستاهای استان فارس و
بررسی پتانسیل پروبیوتیکی آنه. علوم صنایع غذایی ایران. 1401؛ 19(123): 53-41.
10. شمشاد ن، روزبه نصیرایی ل، مجیدزاده هروی ر. جداسازي باکتري¬هاي لاکتوباسیل با قابلیت پروبیوتیکی از محصول لبنی سنتی نائین (کومه). مجله میکروب¬شناسی پزشکی ایران. 1399؛ 15(1): 106-95.
11. شه¬پرست، ی. 1394. ارزیابی پایداری اکسیداتیو نانو حامل¬های لیپیدی (NLC) حاوی روغن کبد ماهی و توکوفرول. دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده کشاورزی، گروه باغبانی، پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته علوم و مواد غذایی.
12. ظهیری ی، قلی¬زاده دوران محله ر، مسرت ن، احمدی شعار ش، پاک ¬نژادی م. 1400. بیوتکنولوژی مولکولی میکروارگانیسم ها به منظور تولید بیوسورفکتانت ها. تشخیص آزمایشگاهی. 1400؛ 1400(186): 39-36.
13. علیزاده بهبهانی ب، نوشاد م، جوینده ح.. ارزیابی فعالیت و بررسی ویژگی¬های باکتریوسین تولید شده توسط باکتری¬های لاکتوباسیل جدا شده از ماست محلی شهرستان بهبهان. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران.1400؛ 16(2): 120-111.
14. فرقانی س، پیغمبر دوست ه، حصاری ج، رضایی مکرم ر. بررسي اثر افزودن شير ارزن بر زنده ماني باكتري لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوسLA-5 . باكتريهاي آغازگر ماست و برخي ويژگي¬هاي فيزيكوشيميايي ماست پروبيوتيك، علوم و صنایع غذایی. 1397؛ 15(76): 219-207.
15. کیانی پ، محمودی م. تولید بیوسورفکتانت توسط لاکتوباسیلوس جهت استفاده در صنایع غذایی به عنوان جایگزینی برای امولسیفایرهای سنتزی . نشریه تازه¬های بیوتکنولوژی سلولی مولکولی. 1394؛ 5(19): 68-61.
16. کیهانی و، مرتضوی ع، کریمی م، کاراژیان ح، شیخ الاسلامی ز. کاربرد امواج فراصوت در استخراج ترکیبات ساپونینی ریشه گیاه چوبک (Acanthophyllum glandulosum) بر پایه ویژگی های امولسیون کنندگی و کف زایی آنها. پژوهش و نوآوري در علوم و صنایع غذایی. 1394؛4(4): 342-325.
17. محب¬راد ب، رضائی ع، دهقانی س، زمانیان م، حامد رحمت م. امکان سنجی تولید بیوسورفکتانت رامنولیپِیدي از فاضلاب روغنی با استفاده از سودموموناس آئروژنزا جداسازي شده از فاضلاب بیمارستانی. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان. 1397؛ 17(2): 156-143.
18. مدبر گ، اخوان سپهی ع، یزدیان ف، راشدی ح. بررسی اثر نانوذرات مغناطیسی پوشش¬دارشده در میزان تولید بیوسورفکتانت باکتري باسیلوس¬سابتیلوس در بیوراکتور. زیست ناوری دانشگاه تربیت مدرس. 1399؛ 12(1): 68-53.
19. معین¬فرد م، مظاهری تهرانی م. اثرات برخی پایدارکننده¬ها بر ویژگی¬های فیزیکی شیمایی و حسی ماست منجمد.مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران. 1389؛ 5(2): 8-1.
20. مویدی ع، محمودی م، خمیری م، لقمان ش. جداسازي، شناسایی مولکولی و ارزیابی ایمنی باکتري هاي اسید لاکتیک پروتئولیتیک به دست آمده از نمونه¬هاي مختلف شیر خام. علوم و صنایع غذایی. 1398؛ 16(89): 69-59.
21. میربد، م.، 1393. استفاده از بیوسورفاکتانت¬ها به عنوان افزودنی غذایی طبیعی. اولین همایش ملی میان وعده¬های غذایی. مشهد مقدس. 8-1.
22. نوشاد م، علیزاده بهبهانی ب، حجتی م. بررسی اثر سویه¬های پروبیوتیک بومی لاکتوباسیلوس دلبروکی و پدیوکوکوس پنتوزاسئوس بر ویژگی¬های شیمیایی، میکروبی و حسی دوغ طی زمان نگهداری. پژوهش¬های صنایع غذایی. 1401؛ 32(3): 91-77.
23. یدملت م، جوینده ح، حجتی م. تأثیر صمغ فارسی و صمغ دانه بالنگو شیرازی بر ویژگیهای بافتی ماست همزده کم چرب. نشریه پژوهش¬های صنایع غذایی. 1396؛ 27(4): 181-171.
24. یعقوبی ف، هنرمند جهرمی س، باغبانی آرانی ف. جداسازی و شناسایی باکتری های اسید لاکتیک با ویژگی پروبیوتیک از ماست های سنتی شهرستان ورامین. فصلنامه دانش زیستی ایران. 1398؛ 14(1): 18-9.
25. Alkan Z, Zerrin E, Zerrin K, Gozde E. U. T. Production of biosurfactant by lactic acid bacteria using whey as growth medium. Turkish Journal of Veterinary & Animal Sciences. 2019: 43(5): 1903-1948.
26. Chaprão MJ, Ferreira INS, Correa PF, Rufino RD, Luna JM, Silva EJ and et al. Application of bacterial and yeast biosurfactants for enhanced removal and biodegradation of motor oil from contaminated sandElectronic. J Biotechnol. 2015:18(2015): 471–79.
27. García –Ruiz A, De Llano DG, Esteban –Fernández A, Requena T, Bartolomé B, Moreno –Arribas MV. Assessment of probiotic properties in lactic acid bacteria isolated from wine. Food Microbiology. 2014: 44(2014): 220 -5.
28. Hu C-H, Ren L-Q, Zhou Y, Ye B- C. Characterization of antimicrobial activity of three Lactobacillus plantarum strains isolated from Chinese traditional dairy food. Journal of Applied Microbiology. 2019: 7(6): 1997-2005.
29. Kachrimanidou V, Papadaki A, Lappa I, Papastergiou S, Kleisiari D, Kopsahelis N. Biosurfactant Production from Lactobacilli an Insight on the Interpretation of Prevailing Assessment Methods. Applied Biochemistry and Biotechnology. 2022: 194(2022): 882-900.
30. Kim, W., Wang, Y., Selomulya, C. 2020. Dairy and plant proteins as natural food emulsifiers. Trends in Food Science & Technology. 105(2020): 261-272.
31. Makkar, RS., Cameotra, SS., Banat, IM. 2011. Advances in utilization of renewable substrates for biosurfactant production. AMB Express. 1(1): 5.
32.Mohanty S. S , Koul Y, Varjani S, Pandey A, Hao N. H, Chang J S, et al. A critical review on various feedstocks as sustainable substrates for biosurfactants production. a way towards cleaner production. Microbial Cell Factories. 2021: 20(1): 1-13.
33. Mouafo H. T, Sokamte A. T, Mbawala A, Ndjouenkeu R. Biosurfactants from lactic acid bacteria A critical review on production, extraction. structural characterization and food application. Food Bioscience. 2022: 46 (2022): 101598.
34. Naughton PJ, Marchant R, Naughton V, Banat IM. Microbial biosurfactants: Current trends and applications in agricultural and biomedical industries. J Appl Microbiol. 2019: 127 (1):12-28.
35. Ozcan T, Ozdemir T, Avci H. R. Survival of Lactobacillus casei and functional characteristics of reduced sugar red beetroot yoghurt with natural sugar substitutes. International Journal of Dairy Technology. 2021: 74(1): 148-160.
36. Sanjana M. C, Yadav Sh, Malashree, Prabha L. R. Bacterial Biosurfactants - A Boon to Dairy Industry. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2017: 6(5):608-612.
37. Sarubbo L. A, Silva M. D. G. C, Durval I. J. B, Bezerra K. G. O, Ribeiro B. G, Silva I. S. Biosurfactants, Production, properties, applications, trends, and general perspectives. Biochemical Engineering Journal. 2022: 181(2022): 108377.
38. Savaiano D. A. Lactose digestion from yogurt, mechanism and relevance. The American Journal of Clinical Nutrition. 2014: 99(5): 1251S-5S.
39. Seddik H. A, Bendali F, Gancel F, Fliss I, Spano G, Drider D. Lactobacillus plantarum and its probiotic and food potentialities. Probiotics and Antimicrobial Proteins. 2017: 9(2):111-22.
40. Siddhi BN, WayanSuardana I, Antara NS. Studies on Lactic Acid Bacteria Isolate Sr 13 From Bali Cattle Gastric. Journal of Veterinary and Animal Sciences. 2019: 2(1):31-8.
41. Tomaro-Duchesneau C, Jones M. L, Shah D, Jain P, Saha S, Prakash S. Cholesterol, assimilation by Lactobacillus probiotic bacteria: an in vitro investigation. Clin infect dis.2014: 46(2014): S67-S72.
42. Zheng M, Zhang R, Tian X, Zhou X, Pan X, Wong A. Assessing the risk of probiotic dietary
supplements in the context of antibiotic resistance. Frontiers in microbiology. 2017: 8(2017): 908.
43. Zhou L, Zhang J, Xing L, Wangang Z. 2021. Applications and effects of ultrasound assisted emulsification in the production of food emulsions. A review. Trends in Food Science & Technology. 2021; 110(2021): 493-512.
Journal of Innovation in Food Science and Technology , Vol 17, No 2, Summer 2025
Homepagr: https://sanad.iau.ir/journal/jfst E-ISSN: 2676-7155
(Original Research Paper)
Extraction of Biosurfactant from Lactobacilli Isolated from Traditional Sovadkoh Yogurt and its Use in a Food Model as an Emulsifier
Roghayyeh Rezayi Malidareh1, Mohammad Ahmadi2*, Seyyed Ahmad Shahidi Yasaghi3
1- Ph.D student of food Science and Technology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran.
2- Associate Professor, Department of Food Hygiene, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran.
3- Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Ayatollah Amoli Branch, Islamic Azad University, Amol, Iran.
Received:25/12/2022 Accepted:12/03/2023
DOI: 10.71810/jfst.2024.1004704
Abstract
Lactic acid bacteria, gram positive, without spores, catalase negative, nitrate reduction negative and ceritochrome oxidase negative and ceritochrome oxidase negative, which have a fermentative metabolism and are useful for food industry, therefore today the local strains of lactic acid bacteria are of special importance. They are found in the dairy industry and have characteristics of compatibility with the conditions of the same region. Therefore, this study was carried out in order to extract biosurfactant from Lactobacillus in the traditional yogurt of Swadekoh as an emulsifier in the food model. In this experimental study, 32 samples of Swadkoh traditional yogurt were prepared and cultured in MRS environment (agar and broth) for 48 hours at 37 degrees Celsius in an anaerobic jar under microaerophilic conditions. The isolated strains with the ability to produce biosurfactant were identified based on biochemical and molecular tests and the optimal conditions for biosurfactant production were investigated and its emulsifying activity was investigated in a food model system. One-way repeated measures analysis of variance was used to analyze the data. Lactobacillus bacteria were isolated from 24 samples and necessary tests were taken from 5 samples, among which 2 strains of Lactobacillus delbruecki and Lactobacillus fermentum have the highest ability to produce biosurfactant. The biosurfactants extracted from both bacteria showed that they have a good ability in the emulsification process, but the stability of the biosurfactant in Delbrooki species is higher than in Fermentum species and this difference is significant in the four examined oils. The results of the study showed that by isolating Lactobacillus strains with the appropriate ability to produce biosurfactant, they can be used to produce biosurfactant on an industrial scale to replace synthetic emulsifiers in traditional Sovadkoh yogurt.
Key words: Lactobacillus, Biosurfactant, Emulsifier, Swadkoh Traditional Yogurt.
*Corresponding Author: drahmady@gmail.com
E-ISSN: 2676-7155 سایت مجله: https://sanad.iau.ir/journal/jfst
(مقاله پژوهشی)
استخراج بیوسورفکتانت از لاکتو باسیلهای جداشده از ماست سنتی سوادکوه وکاربرد آن در یک مدل غذایی به عنوان امولسیفایر
رقیه رضایی مالیدره1، محمد احمدی2*، سیداحمد شهیدی یاساقی 3
1- دانشجوی دکتری علوم و صنایع غذایی، واحد آیت اله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران.
2- دانشیار، گروه بهداشت مواد غذایی، واحد آیت اله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران..
3- دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، واحد آیت اله آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران.
تاریخ دریافت: 04/10/1401 تاریخ پذیرش:21/12/1401
DOI: 10.71810/jfst.2024.1004704
چکیده
باکتریهای اسید لاکتیک، گرم مثبت، بدون اسپور، کاتالاز منفی، احیای نیترات منفی و سیتوکروم اکسیداز منفی که متابولیسمی تخمیری داشته و برای صنایع غذایی مفید بوده، سویههای بومی باکتریهای اسید لاکتیک اهمیت ویژهای در صنایع لبنی داشته و دارای خصوصیات سازگاری با شرایط همان منطقه میباشند. این مطالعه بهمنظور استخراج بیوسورفکتانت از لاکتو باسیل در ماست سنتی سوادکوه به عنوان امولسیفایر در مدل غذایی انجام شد. در این مطالعه تجربی، تعداد 32 نمونه از ماست سنتی سوادکوه، تهیه شده و کشت در محيط MRS آگار و به مدت 48 ساعت در دماي 37 درجه سلسیوس درون جار بیهواز تحت شرايط ميکروآئروفيليک، انجام شد. سویه های جداسازی شده با قابلیت تولید بیوسورفکتانت بر اساس تست هاي بيوشيميايي و مولکولي و شرایط بهینه تولید بیوسورفکتانت و فعالیت امولسیفایری آن در یک سیستم مدل غذایی بررسی گردید. از تحلیل واریانس اندازهگیری مکرر یک طرفه برای تحلیل دادهها استفاده شد. از 24 نمونه، باکترهای لاکتوباسیلوس جداسازی گردیده که در بین آن ها 2 سویه لاکتوباسيلوس دلبروکی و لاکتوباسیلوس فرمنتوم، بیشترین قابلیت تولید بیوسورفکتانت را دارند. بیوسورفکتانتهای استخراجشده از هر دو باکتری نشان دادند که از قابلیت مناسبی در فرایند امولسیون کنندگی برخوردار هستند، اما پایداری بیوسورفاکتانت در گونه دلبروکی بیشتر از گونه فرمنتوم است و این اختلاف در چهار روغن بررسی شده، معنیدار است. نتایج نشان داد که با جداسازی سویههایی از لاکتوباسیلوس با قابلیت مناسب تولید بیوسورفکتانت، میتوان از آن ها جهت تولید بیوسورفکتانت در مقیاس صنعتی برای جایگزینی امولسیفایرهای مصنوعی در ماست سنتی سوادکوه استفاده نمود.
واژه‌های کلیدی: لاکتوباسيلوس، بيوسورفکتانت، امولسیفایر، ماست سنتی سوادکوه.
* مسئول مکاتبات: drahmady@gmail.com
1- مقدمه
طبق تعریف سازمان بهداشت جهانی و سازمان خواربار جهانی پروبیوتیکها عبارتند از ریز موجودات زندهای، که وقتی به میزان کافی مصرف شوند، تاثیر مثبتی بر سلامت میزبان دارند. پروبیوتیکها با قرار گرفتن در محیط روده میتوانند تعادل میکروبی را در جهت افزایش سودمندی، آن تغییر دهند و با فعالیت خود مانع از فعالیت ریز موجودات غیر مفید و بیماریزا شوند (7). این میکروارگانیسمها از طریق اعمال اثرات فیزیولوژیک، تولید متابولیت هاي مناسب و تجزیه مواد مضر میتوانند اثرات سلامتی بخشی نظیر بهبود سلامت روده، تقویت سیستم ایمنی بدن، جلوگیري از اسهال حاد ناشی از مصرف آنتیبیوتیکها و سرطان، کاهش علائم عدم تحمل لاکتوز، سطح کلسترول و خطر بیماريهاي قلبی عروقی داشته باشند (42). باکتریهای اسید لاکتیک باکتریهایی هستند گرم مثبت، بدون اسپور، کاتالاز منفی، احیای نیترات منفی و سریتوکروم اکسیداز منفی که فاقد توانایی ذوب ژلاتین و تولید اندول هستند. باکتریهای اسید لاکتیک متابولیسمی تخمیری داشته، ساکارولیتیک هستند و اسید لاکتیک محصول نهایی حاصل از تخمیر کربوهیدرات است. خانواده باکتریهای اسید لاکتیک شامل جنس و گونههای متعددی میباشد که به صورت مشخص برای صنعت غذا مفید هستند. به صورت تاریخی، این باکتریها به عنوان افزودنی زیستی جهت کاهش آلودگی باکتریایی و فساد غذایی و افزایش زمان ماندگاری محصولات به غذا اضافه میشدند(40). بیشتر باکتریهای پروبیوتیکها منشا رودهای دارند و متعلق به جنسهای بیفیدوباکتریوم و لاکتوباسیلوس هستند. اگرچه برخی از سوشهای متعلق به جنسهای لاکتوکوکوس، انتروکوکوس، پدیوکوکوس و مخمر ساکارومایسز نیز با توجه به اثر آنها بر سلامت مصرفکنندگان به عنوان میکروارگانیسمهای پروبیوتیک مورد توجه قرار گرفتهاند (27). لاکتوباسیلوسها یکی از باکتریهای مهم خانواده اسیدلاکتیک بوده که به شکلهای متنوع باسیلهای باریک و بلند تا کوکوباسیل کوتاه وجود دارند و دارای بیش از 100 گونه و زیرگونه هستند(39). باکتریهای لاکتوباسیلوس دارای طیف وسیعی از فعالیت ضد میکروبی هستند که دارای دلایل مختلفی میباشد. از جمله تولید ترکیباتی مانند اسیدهای آلی از قبیل اسید استیک، اسید لاکتیک و اسید فرمیک، پراکسید هیدروژن، باکتریوسرنها، پپتیدهایی با وزن مولکولی کم و پروتئینهای ضد قارچی، متابولیتهای چربی، اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب، فنیل لاکتیک اسید و هیدروکسی فنیل لاکتیک اسید و ترکیبات دیگر مانند دی استیل، آمونیاک، اتانول، دی آمیناستوئین، استالدئید، بنزوات (13). سویههای لاکتوباسیلوس باعث تقویت سد مخاطی روده شده که این امر موجب حفظ و ارتقاء سطح ایمنی میشود. همچنین سبب کاهش میزان بیماریهای التهابی روده و سندرم روده تحریکپذیر میشود (2). اثر حفاظتي لاکتوباسيلوس در نگهداري غذاهاي تخميري بهطور عمده به دليل شرايط اسيدي است که توسط این باکتريها در غذا ايجاد ميشود. تبديل کربوهيدراتها به اسيدهاي آلي (اسيدلاکتيک و اسيد استيک) به همراه کاهشpH ، باعث افزايش نيمه عمر و بهبود کیفیت فراوردههاي غذايي تخميري ميشود. يکي از ويژگيهاي لاکتوباسيلوسها توانايي آنها در توليد ترکيبات بيوسورفکتانت ميباشد (15). بیوسورفکتانتها یکی از فراوردههای مهم میکروبیولوژی صنعتی میباشند و توسط باکتریها، قارچها و مخمرها درفازسکون میشوند (1). بیوسورفکتانتها داراي گروههاي هیدروفیلی و هیدروفوبی میباشند که مانند ترکیبات فعال سطحی عمل میکنند و بین فازهاي مایع با قطبهاي متفاوت و پیوندهاي هیدروژنی قرار میگیرند و بر این اساس کشش سطحی و بین سطحی را در این نواحی کاهش میدهند. کاربردشان در پنج دهه گذشته به طور وسیعی به جاي سورفکتانتهاي شیمیایی (کربوکسیلاتها، سولفوناتها، استرهاي اسیدي سولفات) بالاخص در صـنایع غذایی، دارویی و نفتی توسعه یافتـه اسـت(26). امروزه تولید
محصـولاتی نظیـر بیوسـورفکتانتها از پسماندهاي جامد و مایع، یکی از اهداف زیسـت محیطـی است که علاوه بر مزایاي اقتصادي، کاهش آلایندگی ناشی از سورفکتانتهاي مصنوعی را نیز به دنبال دارد. استفاده از بیوسورفکتانتها به جاي سـورفکتانتها در صنایع مختلف به دلیل گران بودن فرآیند تولید، توجیه اقتصادي ندارد (17). در همین راستا؛ برای کاهش موانع اقتصادی مربوط به تولید رقابتیتر بیوسورفکتانتها، سه استراتژی پایه در دنیا اتخاذ میشود که شامل استفاده از سوبستراهای ضایعاتی و ارزان قیمت، بهینه سازی شرایط عملیاتی کشت میکروبی و برداشت مقرون به صرفه محصول و استفاده از سویههای جهش یافته یا نو ترکیب برای افزایش راندمان تولید بیوسورفکتانتها است(31). از سوئی؛ بیوسورفاکتانت ها ممکن است باعث پایداري امولسیون و یا از بین رفتن پایداري امولسیون شوند. بیوسورفاکتانتهايی با وزن مولکولی بالا در حالت کلی امولسیفایرهاي بهتر از بیوسورفاکتانت هاي با وزن مولکولی پایین میباشند. بهطور کلی بیوسورفاکتانتها به عنوان عامل پایدارکننده و ایجاد کننده امولسیون باعث بهبود طعم و بافت و اصلاح مواد غذایی میشوند (21). امولسیونها تعلیقهای کلوئیدی با حداقل دو مایع غیرقابل امتزاج هستند که دارای سامانه نا متعادلی هستند و بهطور خود به خودی تشکیل نمیشوند. ساختمان امولسیونها از قطرات پراکنده یك مایع (فاز معلق یا فاز داخلی) در یك مایع دیگر (فاز پیوسته یا فاز خارجی) تشکیل شده است. اغلب ویژگیهای امولسیونها مانند پایداری، رئولوژی، ظاهر، رنگ و بافت آنها به اندازه قطرات امولسیون و توزیع اندازه قطرات بستگی دارد. به همین دلیل، کنترل، پیشبینی، اندازهگیری و گزارش اندازه قطرات در امولسیونهای تهیه شده برای کاربردهای مختلف بسیار مهم و ضروری است (11). در تهیه ماست (منجمد) از امولسیفایرهایی استفاده میشود که کاربرد آنها در مواد غذایی مجاز و توسط مردم قابل قبول باشند. از میان امولسیفایرهای رایج در تهیهی آن میتوان به مونوگلیسریدها، لسیتین، پلیسورباتهای 65 و80 اشاره کرد. این امولسیفایرها یا به صورت تکی یا در ترکیب با یکدیگر به کار میروند (19). ماست محصول لبنی پرطرفداری است که در اثر تخمیر لاکتیکی شیر توسط باکتریهای اسید لاکتیک گرما- دوست لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس و استرپتوکوکوس سالیواروس زیرگونه ترموفیلوس شکل میگیرد. از نظر تاریخی تولید ماست از کشورهای بالکان و شرق مدیترانه نشأت گرفته است. امروزه در کشورهای مختلف، این محصول به اشکال و طعمهای گوناگون تولید و مورد استفاده قرار میگیرد اما بهطورکلی، ماست به دو شکل قالبی و همزده که از نظر ویژگیهای رئولوژیکی و فرآیند تولید متفاوتاند، تولید و مصرف میگردد (23). همچنین ماست یک ماده غذایی پروبیوتیک است، یعنی حاوی میکروبهای زنده مفیدی است که وارد لوله گوارش میشوند و با جایگزینی در رودهها، این اندام را از وجود باکتریهای بیماریزا محافظت میکنند و به عمل تخمیر ادامه میدهند و با تولید اسیدهای چرب کوتاه زنجیره، به سلامت سلولهای روده کمک میکنند. ماست به هضم و جذب غذا نیز کمک میکند، زیرا اسیدلاکتیک موجود در آن به جذب بهتر کلسیم کمک کرده و محیط مناسب بیولوژیکی را برای بهبود جذب کلسیم و ویتامینها فراهم میآورد(38). با توجه به تنوع نژادهاي وحشی باکتريهاي اسید لاکتیک و امکان یافتن نژادهاي جدید با ویژگیهاي پروبیوتیکی و عملکردي بالقوه از مواد غذایی تخمیري سنتی و نیز وارداتی بودن آغازگرهاي مورد استفاده در صنعت لبنیات کشورمان، جداسازي و شناسایی این باکتريها از منابع سنتی جهت تولید محصولات لبنی ضروري به نظر میرسد (20). همچنین امروزه سویههای بومی باکتریهای اسیدلاکتیک اهمیت ویژهای در صنایع لبنی یافتهاند چرا که این سویهها علاوه بر آن که دارای خصوصیات سازگاری با شرایط همان منطقه میباشند از توانایی خاص در تولید طعم و بوی مطلوب در تهیهی انواع فرآوردههای تخمیری برخوردارند، بنابراین جداسازی و
شناسایی سویههای بومی هر منطقه نقش بسیار مهمی در صنعت لبنیات و همچنین سلامت افراد آن جامعه بر عهده دارد (9). با توجه به اهمیت روزافزون تهیه بیوسرفاکتانت از منابع بیولوژیک از یک طرف و علیرغم اینکه مطالعاتی درخصوص جدا کردن بیوسرفاکتانت از منابع لبنیاتی صورت گرفته است اما بر اساس بررسی متون انجام شده تاکنون پژوهشی در خصوص جدا کردن بیوسورفاکتانت از منابع لبنیاتی استان مازندران صورت نگرفته است. از این رو اين تحقيق با هدف جداسازي و شناسايي استخراج بیوسورفکتانت از لاکتو باسیل های جدا شده از ماست سنتی سوادکوه و استفاده از آن به عنوان امولسیفایر در یک مدل غذایی انجام شد.
2- مواد و روشها
2-1- نمونهگيري و جداسازي لاکتوباسيلوس
به منظور جداسازي لاکتوباسيلوس ها، از ماست سنتی منطقه سوادکوه، نمونههای تهيه شده به آزمايشگاه انتقال داده شد. همه نمونهها با استفاده از آب مقطر استریل رقيقسازي شده و رقتهای 1-10 تا 5-10 تهيه خواهد شد. پس از رقيقسازی، نمونهها در محيط کشت جامد MRS)مرک آلمان( که محيط اختصاصي براي رشد و جداسازي لاکتوباسیلوس ميباشد کشت داده شدند و به مدت 48 ساعت در دماي 37 درجه سلسیوس درون جار بیهوازی تحت شرايط ميکروآئروفيليک قرار داده شدند. کلنيهای رشد کرده توسط رنگآميزي گرم و آزمونهاي بيوشيميايي مورد شناسایی اولیه قرار گرفتند (15).
2-2- شناسايي مولکولی باکتريهاي توليد کننده بيوسورفکتانت
شناسايي ژنوتيپي سویههاي لاکتوباسيلوس با استفاده از تکثير قطعهاي از توالي ژن 16SrDNA مربوط به باکتريها انجام گرفت، به اين صورت که پس از استخراج DNA باکتریها با روش جوشاندن، واکنش زنجيرهاي پليمر از با استفاده از پرایمرهای همگانی 27F و 1492R بر روي آن ها انجام شد و در نهایت با روش تعیین توالی و مراجعه به بانک ژنی، سویههای جداسازی شده مورد شناسایی قرار گرفتند.
2-3- غربالگري باکتريهاي توليدکننده بيوسورفکتانت
کلنی های جدا سازی شده لاکتوباسیلوس که با روش بیوشیمیایی شناسایی شوند را در محیط کشت مایع MRS به مدت 24 ساعت کشت داده و مایع رویی کشت باکتری به کمک سانتریفیوژ کردن با دور 14000 به مدت 10 دقیقه به دست آمده و به کمک چند آزمون ویژه توانایی تولید بیوسورفکتانت مورد ارزیابی قرار گرفتند.
2-3-1- آزمون همولیز
معمولا گونههایی از لاکتوباسیلوس که توانایی تولید بیوسورفکتانت را دارند از توانایی ایجاد همولیز نیز بهره مند میباشند، لذا در این تحقیق کلنی خالص باکتری بر روی آگار خوندار کشت داده شد و فعالیت همولیزی آن مورد بررسی قرار گرفت( 8).
2-3-2- آزمون گسترش روغن
میزان 30 ميليليتر آب مقطر درون يک پتري ديش ريخته و 250 ميکروليتر روغن مایع خوراکی به صورت يک لايه نازک به سطح آن اضافه شده سپس 100 ميکروليتر از مایع کشت باکتري به سطح روغن اضافه خواهد شد. کنار رفتن روغن و مشاهده ناحيه شفاف در سطح آب مويد حضور بيوسورفکتانت خواهد بود(15).
2-3-3- آزمون پخش شدن قطره
میزان 50 ميکروليتر از مایع کشت باکتري بهصورت يک قطره در سطح پارافيلم قرار داده شد.. مسطح شدن قطره در سطح پارافیلم به دلیل کاهش کشش سطحی، به معناي حضور بیوسورفکتانت خواهد بود(15).
2-3-4- آزمون شاخص امولسيفیکاسیون
میزان 2 ميليليتر از مایع کشت باکتري و1 ميليليتر روغن مایع درون يک لولهآزمایش ريخته شده و به مدت 2 دقيقه به شدت به کمک ورتکس مخلوط شدند، سپس به مدت 24 ساعت در دماي 30 درجه سلسیوس قرار داده شد، نهایتا به کمک خط کش میلیمتری شاخص امولسیون کنندگی از تقسیم نمودن ارتفاع لایه امولسیون شده بر ارتفاع کل مخلوط محاسبه خواهد گردید. هر چه ارتفاع لایه امولسیون شده نسبت به ارتفاع کل مخلوط بیشتر باشد شاخص امولسیون بالاتر است. ضمنا در هر سه روش ذکر شده اخیر، از بافر PBS با pH= 7.0 به عنوان کنترل منفي و از محلول سدیم دو دسیل سولفات (SDS)بهعنوان کنترل مثبت استفاده خواهد شد(15).
2-3-5- توليد و استخراج بيوسورفکتانت
توليد، استخراج و خالصسازي نسبي بيوسورفکتانت در طي چندين روز انجام گرفت. ابتدا باکتري در یک ارلن حاوي 200 ميليليتر محيط MRS broth کشت داده شد و به مدت 3 شبانهروز در دماي 37 درجه سلسیوس بر روی شیکر با سرعت 150 دور در دقیقه گرمخانه گذاری گردید. سپس محتویات ارلن به مدت 20 دقيقه در دماي 4 درجه سلسیوس و دورrpm14000 با استفاده از سانتريفيوژ يخچال دار سانتريفيوژ شده تا سلولهاي باکتريايي کاملا ته نشين شوند. توسط اسیدکلریدریک1 نرمال، pH مايع رويي بهدست آمده را به 2 رسانده و به مدت يک شبانه روز در دماي 4 درجه سلسیوس قرار داده شد تا بيوسورفکتانت رسوب کند. رسوب قهوهای حاوی بیوسورفکتانت با استفاده از سانتریفیوژ در دماي 4 درجه سلسیوس به مدت 20 دقيقه در rpm 12000 جداسازی شد. جهت خالصسازي نسبي بيوسورفکتانت، 10 ميليليتر مخلوط کلروفرم /متانول به نسبت v/v2:1 به رسوب بهدست آمده افزوده شده و به مدت 15 دقيقه بر روي شيکر با سرعت rpm 150 در دماي 30 درجه سلسیوس قرار داده شد. اين ترکيب را دوباره در rpm 8000، 5000 و12000 (به منظور بهینه سازی استخراج ) به مدت 20 دقيقه در دماي 4 درجه سلسیوس سانتريفيوژ کرده سپس مايع رويي در گرمخانه در دماي 40 درجه سلسیوس قرار داده شد تا کاملا خشک شود. در نهايت بيوسورفکتانت بهصورت رسوب سفيد رنگ از مايع رويي بدست میآید(15).
2-3-6- بررسی شاخص امولوسیون کنندگی بیوسورفکتانت تولیدشده
معیار امولسیون کنندگی حفظ پایداری در مدت زمان 24 ساعت پس از تشکیل است(E24). جهت اندازهگیری این شاخص ابتدا توسط آب دو بار تقطیر از هر رسوب خشک شده استحصالی غلظت 5 میلیگرم بر لیتر تهیه خواهد شد. در عمل بدین منظور در یک بالون 100 میلیلیتری به 5/0 گرم از این عصاره خشک شده آب دو بار تقطیر اضافه شده تا به حجم 100 میلیلیتر برسد، سپس بالون برای مدت زمان 15 دقیقه بر روی یک هم زن مغناطیسی قرار داده خواهد شد تا عصاره بهطور کامل در محلول حل شود. در مرحله بعد 5 میلیلیتر از این محلول به 6 لولهآزمایش حاوی 5 میلیلیتر پارافین مایع اضافهشده و سپس هر لولهآزمایش برای مدت 2 دقیقه بر روی یک دستگاه هم زن لوله آزمایش با دور بالا قرار خواهد گرفت تا امولسیون حاصل شود. در خاتمه پس از نگهداری لولههای آزمایش به مدت 24 ساعت در حالت سکون و در دمای 25 درجه سانتیگراد آزمایشگاه، ضخامت لایه امولسیون که در بین لایه روغن و محلول ساپونینی قرار میگیرد، اندازهگیری میشود. نتایج بهصورت میانگین نسبت ارتفاع لایه امولسیون به ارتفاع کل که همان شاخص تشکیل امولسیون پس از 24 ساعت یا E24 میباشد و از 3 تکرار متوالی به دست میآید ثبت خواهد شد ( 16).
2-3-7- بررسی خاصیت امولسیونکنندگی بیوسورفکتانت تولید شده در یک مدل غذایی
به منظور بررسی میزان کارایی سورفکتانت تولیدی، طی آزمایشی بیوسورفکتانت خالصسازی شده را با تویین 80 که
بهعنوان امولسیفایر مصنوعی در صنایع غذایی به فراوانی مورد مصرف قرار میگیرد، مورد مقایسه قرار گرفت. به این صورت که 1 میلیگرم بیوسورفکتانت استخراج شده در یک ترکیب آب و روغنهای مختلف ( روغن آفتابگردان، روغن کانولا، روغن سبوس برنج وروغن زیتون) به نسبت 2:1 میلیلیتر ریخته شد و به مدت دو دقیقه بهشدت ورتکس خواهد شد. در مورد تویین نیز 5 میلیلیتر از این ماده به مخلوط آب و روغن با نسبت ذکر شده افزوده شد. به منظور مقایسه توان امولسیون کنندگی و پایداری و ثبات بیوامولسیفایر تولیدشده توسط گونههای لاکتوباسیلوس بررسی فوق تا 48 ساعت مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت (15). کشت در محيط MRS بوده که در مرحله استخراج لاکتوباسیل، به صورت آگار و در مرحله استخراج بیوسورفاکتانت، به صورت براث، بوده است. از آزمون (شاپیرو- ویلک) استفاده شده تا نرمال بودن دادههای تحقیق، بررسی شود، به طوری که که اگر میزان sig. کمتر از 05/0 باشد، داده غیر نرمال و اگر بیشتر از 05/0 باشد، دادهها نرمالاند. نتایج نشان داد که تمامی متغیرهای پژوهش در هر دو گونه شناساییشده، نرمالند، لذا از آزمون پارامتری جهت تحلیل داده استفاده شد. برای بررسی بهینه‌سازی بیوسورفاکتانت بهعنوان امولسیفایر در مدل غذایی در دو گونه 1 و 2 همانطور که بیان شد در سه مرحله اندازهگیری شده (روز صفر، 24 ساعت بعد و 48 ساعت بعد) پایداری امولسیفایر، با هم مقایسه شده، برای آزمودن آماری اختلاف پایداری امولسیفایر بین دو گونه از آزمون اندازهگیری مکرر1 استفاده گردید. در بیان دلیل استفاده از آزمون مذکور بایستی بیان داشت که اندازههای تکراری عبارتند از اندازههای یک متغیر مشخص برای هر مشاهده در چند وضعیت مختلف. طرحی که به بررسی این اندازه‌ها می‌پردازد، به «طرح اندازههای تکراری (مکرر)» معروف است. این طرح حالت تعمیم یافته آزمون مقایسه زوجی است؛ با این تفاوت که بجای مقایسه یک گروه در ۲ وضعیت، یک گروه در 3 یا چند وضعیت مقایسه میشوند. تجزیه و تحلیل آماری دادهها با استفاده از نرم افزار SPSS در سطح خطای 05/0 صورت گرفت.
3- نتایج و بحث
برای بررسی جداسازي لاکتوباسيلوس از ماست سنتی سوادکوه، از ماست سنتی منطقه سوادکوه، نمونههای تهيه شده به آزمايشگاه انتقال یافت و تحت شرايط ميکروآئروفيليک ذکرشده قرار داده شد.
شکل 1- جداسازی لاکتوباسیلوس از ماست سنتی سوادکوه
32 نمونه ماست سنتی سوادکوه برداشت شده و از 24 نمونه لاکتوباسیلوس جداسازی گردید. شناسايي ژنوتيپي سویههاي لاکتوباسيلوس با استفاده از روش ذکرشده مورد شناسایی قرار گرفت.
شکل 2- سویههای مختلف لاکتوباسیلوس از ماست سنتی سوادکوه
(لدر سیناکلون برحسب bp)
[1] 1- Repeated Measure
آزمایشهای لازم گرفته شد و درنهایت، دو سویه بودهاند که قابلیت تولید بیوسورفکتانت را داشتهاند: 1- لاکتوباسیلوس دلبروکی و 2- لاکتوباسیلوس فرمنتوم. بعد از تشخیص دو لاکتوباسیلوس دلبروکی و فرمنتوم، به عنوان لاکتوباسیلوس جدا شده از ماست سنتی سوادکوه با قابلیت تولید بیوسورفاکتانت، نوبت به گام اصلی کار میرسد. در این مرحله، وضعیت عملکردی بیوسورفاکتانتهای تولیدی در چهار روغن به شرح: 1- روغنزیتون، 2- روغن آفتابگردان، 3- روغن سبوس برنج و 4- روغن کانولا، بررسی گردید. لازم به ذکر است که نمونه شاهد در این پژوهش، «توئین» بوده است.
جدول 1- مقادیر میانگین، میانه و انحراف معیار
متغیر | تعداد | میانگین | میانه | مد | انحراف از معیار | کمترین | بیشترین |
pH | 32 | 37/4 | 30/4 | 30/4 | 28/0 | 00/4 | 90/4 |
اسیدیته | 32 | 88/0 | 88/0 | 87/0 | 04/0 | 79/0 | 97/0 |
رطوبت | 32 | 66/88 | 45/89 | 00/90 | 67/2 | 00/81 | 50/92 |
ماده خشک | 32 | 65/12 | 85/12 | 10/14 | 22/1 | 00/10 | 30/14 |
چربی | 32 | 63/4 | 60/4 | 0/3 | 05/1 | 00/3 | 50/6 |
طبق جدول (1)، میانگین pH برابر با 37/4، میانه 30/4، مد 30/4، انحراف از معیار 28/0، کمترین 4 و بیشترین 90/4، میانگین اسیدیته برابر با 88/0، میانه 88/0، مد 87/0، انحراف از معیار 04/0، کمترین 79/0 و بیشترین 97/0، میانگین رطوبت برابر با 66/88، میانه 45/89، مد 90، انحراف از معیار 67/2، کمترین 81 و بیشترین 50/92، میانگین ماده خشک برابر با 65/12، میانه 85/12، مد 10/14، انحراف از معیار 22/1، کمترین 10 و بیشترین 30/14 و میانگین چربی برابر با 63/4، میانه 60/4، مد 3، انحراف از معیار 05/1، کمترین 3 و بیشترین50/6 بوده است. برای ارزیابی قدرت عملکردی بیوسورفاکتانت بهعنوان امولسیفایر در مدل غذایی، 2 گونه از بیوسورفاکتانت استخراج شده در چهار روغن به شرح: سبوس برنج، زیتون، کانولا و آفتابگردان مورد بررسی قرار گرفتند.
جدول 2- آنالیز واریانس اندازهگیری مکرر جهت بررسی اثر زمان و اثر گونه بر میانگین پایداری بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر در چهار روغن مورد بررسی
متغیر | SS | df | MS | F | معنیداری Sig. | مجذور ایتا |
روغن سبوس | ||||||
زمان | 223/5 | 2 | 611/2 | 455/23 | 0009/0 | 516/0 |
گونه | 312/114 | 1 | 312/114 | 459/52 | 0009/0 | 705/0 |
روغن زیتون | ||||||
زمان | 083/19 | 2 | 541/9 | 282/119 | 0009/0 | 844/0 |
گونه | 101/485 | 1 | 101/485 | 421/52 | 0009/0 | 704/0 |
روغن کانولا | ||||||
زمان | 411/12 | 2 | 205/6 | 120/74 | 0009/0 | 771/0 |
گونه | 114/179 | 1 | 114/179 | 895/52 | 0009/0 | 706/0 |
روغن آفتابگردان | ||||||
زمان | 778/12 | 320/1 | 683/9 | 963/9 | 002/0 | 312/0 |
گونه | 256/227 | 1 | 256/227 | 407/49 | 0009/0 | 692/0 |
لازم به ذکر است که SS، معرف واریانس کل بوده که برابر با واریانس بین آزمودنی ها + واریانس بین متغیرها + واریانس باقیمانده ها، میباشد. dfمعرف درجه آزادی، F مقدارضریب معناداری را نشان داده و MS ضریبی است که بر اساس آن، مقدار آماره F، بین آزمودنی ها و درون آزمودنی ها، محاسبه میگردد. وقتی که اندازهگیریهای یکسانی برای چند بار از یک آزمودنی یا یک مورد انجام میگیرد، برای تحلیل دادهها و مقایسه میانگین دادهها بین این چندبار، بایستی از آزمون تحلیل واریانس با اندازهگیریهای مکرر استفاده کرد. با این حال اگر عامل بین گروهی نیز وجود داشته باشد، میتواند با تعریف گروه ( به عنوان مثال گونه1 و گونه2 ) در این پژوهش، مورد تحلیل قرار گیرد. با استفاده از این روش آماری میتوانیم فرضیه صفر را در مورد آثار عوامل بین گروهی و درون گروهی آزمون کنیم. همچنین میتوان اثر تعاملی بین عوامل ( چه درون گروهی و چه بین گروهی) یا به زبان سادهتر اثر تعاملی دو یا چند متغیر مستقل را نیز سنجید. علاوه بر این، امکان انجام تحلیلهای کوواریانس در مورد عوامل درون گروهی و بین گروهی و تعامل آن با این عوامل نیز وجود دارد. یعنی میتوان اثر متغیر ثابتی را به عنوان کوواریانس (یا متغیر همراه) بررسی کرده و اثر مداخله گرانه آن را بر روی متغیر وابسته به روش آماری کنترل کرد. روش آزمون آماری تحلیل واریانس با اندازهگیریهای مکرر بر اساس مدل خطی است که در آن فرض شده است، عوامل و متغیرهای همراه همبستگی خطی با متغیر وابسته دارند. معمولاً از مقایسات قیاسی برای انجام آزمون فرضیه‌ها در عوامل بین گروهی استفاده میشود. به علاوه، پس از اینکه مقدار F معنیدار شد، میتوان از آزمونهای تعقیبی برای ارزیابی تفاوتها بین میانگینهای مختلف استفاده کرد. میانگینهای تخمینی بحرانی برآوردی از مقادیر میانگین هر خانه را در مدل بدست میدهد و نمودارهای نیمرخ (نمودارهای تعاملی) این میانگینها امکان این را میدهد تا برخی از رابطه‌ها را به راحتی مشاهده کرد.
3-1- روغن سبوس
با توجه به مقدار آمارهی F که برابر با 455/23 بوده و مقدار sig کوچکتر از 05/0، اثر زمان اندازهگیری بر پایداری بیوسورفاکتانت معنیدار است، یعنی بین میانگینهای اندازهگیری پایداری بیوسورفاکتانت در سه بار اندازهگیری وضعیت اختلاف معنیداری وجود دارد. در بررسی اثر گونه، با توجه به مقدار آمارهی F که برابر با 459/52 بوده و مقدار sig کوچکتر از 05/0، اثر گونه معنیدار است، یعنی بین میانگینهای پایداری بیوسورفاکتانت در گونههای اول بیشتر از گونه دوم است و این اختلاف معنیدار است.
3-2- روغن زیتون
با توجه به مقدار آمارهی F که برابر با 828/119 بوده و مقدار sig کوچکتر از 05/0، اثر زمان اندازهگیری بر پایداری بیوسورفاکتانت معنیدار است، یعنی بین میانگینهای اندازهگیری پایداری بیوسورفاکتانت در سه بار اندازهگیری وضعیت اختلاف معنیداری وجود دارد. در بررسی اثر گونه، با توجه به مقدار آمارهی F که برابر با 421/52 بوده و مقدار sig کوچکتر از 05/0، اثر گونه معنیدار است، یعنی بین میانگینهای پایداری بیوسورفاکتانت در گونههای اول بیشتر از گونه دوم است و این اختلاف معنیدار است.
3-3- روغن کانولا
با توجه به مقدار آمارهی F که برابر با 12/74 بوده و مقدار sig کوچکتر از 05/0، اثر زمان اندازهگیری بر پایداری بیوسورفاکتانت معنیدار است، یعنی بین میانگینهای اندازهگیری پایداری بیوسورفاکتانت در سه بار اندازهگیری وضعیت اختلاف معنیداری وجود دارد. در بررسی اثر گونه، با توجه به مقدار آمارهی F که برابر با 895/52 بوده و مقدار sig کوچکتر از 05/0، اثر گونه معنیدار است، یعنی بین میانگینهای پایداری بیوسورفاکتانت در گونههای اول بیشتر از گونه دوم است و این اختلاف معنیدار است.
3-4- روغن آفتابگردان
با توجه به مقدار آمارهی F که برابر با 963/9 بوده و مقدار sig کوچکتر از 05/0، اثر زمان اندازهگیری بر پایداری بیوسورفاکتانت معنیدار است، یعنی بین میانگینهای اندازهگیری پایداری بیوسورفاکتانت در سه بار اندازهگیری وضعیت اختلاف معنیداری وجود دارد. در بررسی اثر گونه، با توجه به مقدار آمارهی F که برابر با 407/49 بوده و مقدار sig کوچکتر از 05/0، اثر گونه معنیدار است، یعنی بین میانگینهای پایداری بیوسورفاکتانت در گونههای اول بیشتر از گونه دوم است و این اختلاف معنیدار است. نتایج مقایسه دو به دو میانگینهای پایداری بیوسورفاکتانت برای در چهار روغن مورد بررسی در مقاطع زمانی مختلف، نتایج بهشرح ذیل را نشان داد:
جدول 3- نتایج مقایسه دو به دو میانگینهای پایداری بیوسورفاکتانت برای در چهار روغن مورد بررسی در مقاطع زمانی مختلف (روز اول، 24 ساعت بعد و 48 ساعت بعد)
زمان (i) | اختلاف میانگین (I-J) | خطای استاندارد | Sig.b | |
روغن سبوس | ||||
1
| 2 | 403/0-* | 088/0 | 0009/0 |
3 | 697/0-* | 123/0 | 0009/0 | |
2
| 1 | 403/0* | 088/0 | 0009/0 |
3 | 294/0-* | 092/0 | 013/0 | |
3
| 1 | 697/0* | 123/0 | 0009/0 |
2 | 294/0* | 092/0 | 013/0 | |
روغن زیتون | ||||
1
| 2 | 587/0-* | 047/0 | 0009/0 |
| 3 | 334/1-* | 107/0 | 0009/0 |
2
| 1 | 587/0* | 047/0 | 0009/0 |
| 3 | 747/0-* | 094/0 | 0009/0 |
3
| 1 | 334/1* | 107/0 | 0009/0 |
| 2 | 747/0* | 094/0 | 0009/0 |
روغن کانولا | ||||
1
| 2 | 509/0-* | 079/0 | 0009/0 |
| 3 | 078/1-* | 104/0 | 0009/0 |
2
| 1 | 509/0* | 079/0 | 0009/0 |
| 3 | 569/0-* | 080/0 | 0009/0 |
3
| 1 | 078/1* | 104/0 | 0009/0 |
| 2 | 569/0* | 080/0 | 0009/0 |
روغن آفتابگردان | ||||
1
| 2 | 466/0-* | 13/0 | 005/0 |
| 3 | 091/1-* | 29/0 | 003/0 |
2
| 1 | 466/0* | 13/0 | 005/0 |
| 3 | 62/0- | 28/0 | 107/0 |
3
| 1 | 091/1* | 29/0 | 003/0 |
| 2 | 62/0 | 28/0 | 107/0 |
شکل 3- میانگین پایداری بیوسورفاکتانت بهعنوان امولسیفایر برای روغن سبوس در طی سه مقطع اندازهگیری به تفکیک گونه
در توضیح جدول (2) بایستی بیان داشت که منظور از 1، همان روز اول، منظور از 2 عبارت است از 24 ساعت بعد و منظور از 3 هم، 48 ساعت بعد، می باشد. که نتایج مقایسه دو به دو میانگینهای پایداری بیوسورفاکتانت، انجام گرفت. در شکل (3) منظور از رنگ آبی، وضعیت بیوسورفاکتانت بهعنوان امولسیفایر برای روغن سبوس در روز اول، رنگ قرمز، نشاندهنده وضعیت در 24 ساعت بعد و منظور از رنگ سبز هم، 48 ساعت بعد، می باشد.
3-5- روغن سبوس
میانگین پایداری بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر در اندازهگیری سوم (48 ساعت بعد) نسبت به سایر حالات افزایش بسیار بیشتری دارد. به طور کلی اینکه پایداری بیوسورفاکتانت بهعنوان امولسیفایر برای روغن سبوس در گونه اول در اندازهگیری 48 ساعت بعد بیشترین مقدار را داراست.
شکل 4- میانگین پایداری بیوسورفاکتانت بهعنوان امولسیفایر برای روغن زیتون در طی سه مقطع اندازهگیری به تفکیک گونه
در شکل (4) منظور از رنگ آبی، وضعیت بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر برای روغن زیتون در روز اول، رنگ قرمز، نشاندهنده وضعیت در 24 ساعت بعد و منظور از رنگ سبز هم، 48 ساعت بعد، می باشد.
3-6- روغن زیتون
میانگین پایداری بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر در اندازهگیری سوم (48 ساعت بعد) نسبت به سایر حالات افزایش بسیار بیشتری دارد. به طور کلی اینکه پایداری بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر برای روغن زیتون در گونه اول در اندازهگیری 48 ساعت بعد بیشترین مقدار را داراست.
شکل 5- میانگین پایداری بیوسورفاکتانت بهعنوان امولسیفایر برای روغن کانولا در طی سه مقطع اندازهگیری به تفکیک گونه
در شکل (5) منظور از رنگ آبی، وضعیت بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر برای روغن کانولا در روز اول، رنگ قرمز، نشان دهنده وضعیت در 24 ساعت بعد و منظور از رنگ سبز هم، 48 ساعت بعد، می باشد.
3-7- روغن کانولا
میانگین پایداری بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر در اندازهگیری سوم (48 ساعت بعد) نسبت به سایر حالات افزایش بسیار بیشتری دارد. به طور کلی این که پایداری بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر برای روغن کانولا در گونه اول در اندازهگیری 48 ساعت بعد بیشترین مقدار را داراست.
شکل 6- میانگین پایداری بیوسورفاکتانت بهعنوان امولسیفایر برای روغن آفتابگردان در طی سه مقطع اندازه گیری به تفکیک گونه
در شکل (6) منظور از رنگ آبی، وضعیت بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر برای روغن آفتابگردان در روز اول، رنگ قرمز، نشاندهنده وضعیت در 24 ساعت بعد و منظور از رنگ سبز هم، 48 ساعت بعد، می باشد.
3-8- روغن آفتابگردان
میانگین پایداری بیوسورفاکتانت به عنوان امولسیفایر در اندازهگیری دوم (24 ساعت بعد) و سوم (48 ساعت بعد) نسبت به سایر حالات افزایش بسیار بیشتری دارد. به طورکلی اینکه پایداری بیوسورفاکتانت بهعنوان امولسیفایر برای روغن آفتابگردان در گونه اول در اندازهگیری 48 ساعت بعد بیشترین مقدار را داراست.
4- نتیجه گیری
نتایج نشان داد که ماست سنتی سوادکوه، دارای این قابلیت است که لاکتوباسیلوس از آن جداسازی گردد و دو سویه بودهاند که قابلیت تولید بیوسورفکتانت را داشتهاند: 1. لاکتوباسیلوس دلبروکی و 2. لاکتوباسیلوس فرمنتوم. در هر نوع چهار روغن سبوس برنج، زیتون، کانولا و آفتابگردان بین میانگینهای پایداری بیوسورفاکتانت در گونههای اول بیشتر از گونه دوم است و این اختلاف معنیدار است. با عنایت به ضرر نداشتن امولسيفاير طبيعي تولید شده توسط گونههای لاکتوباسیلوس از ماست سنتی در قیاس با امولسیفایرهای صنعتی که دارای عوارض نامطلوبی به خاطر ساختار شیمیاییشان هستند، با بهکارگیری روش ارائهشده در تحقیق حاضر و در مقیاس صنعتی، میتوان قدمهای مناسبی در جهت ارتقاء میزان سلامت ماست سنتی تولیدی برداشت همچنین بنظر میرسد با استفاده از امولسیفایرهای طبیعی به جای امولسیفایرهای صنعتی، در هزینههای صنایع لبنیاتی و به طور اخص، ماست، صرفهجویی نمود. محصولات لبنی از ارزش غذایی برخوردار هستند و هرگونه تأثیر مثبت آن ها بر سلامت افراد در جوامع مدرن بهعنوان یک مزیت محسوب میشود. استفاده از پروبیوتیکها در غذا برای تولید مواد غذایی ارزشمند یک روند پذیرفته شده جهانی است (41). پروبیوتیکها میکروارگانیسمهای زندهای هستند که به دلیل توانایی آن ها برای تولید مواد مفید سلامتی و مغذی برای مصرفکننده با تعداد و روش مشخص به درون مواد غذایی وارد میشوند. پروبیوتیکها مکملهای رژیم غذایی هستند که اثرات مثبت مفیدی در سیستمهای گوارشی و ایمنی دارند. در سیستم گوارشی پروبیوتیکها هضم غذا، جذب مواد مغذی، کاهش مقادیر کلسترول و جلوگیری از رشد
میکروارگانیسمهای نامطلوب در مجاری گوارشی را تسهیل میکنند. سیستم ایمنی هم توسط پروبیوتیکها تعدیل میشود به طوری که کنترل واکنشهای آلرژیک توسط آنها صورت میگیرد. پروبیوتیک اکنون به طور گستردهای در زمینههای مهندسی زیستی، صنعتی و کشاورزی، ایمنی مواد غذایی و زندگی و بهداشت استفاده میشود. با توسعه سریع محصولات لبنی تخمیری، توسعه محصولات پروبیوتیک با عملکردهای فیزیولوژیکی بهتر به یک جهت مهم برای توسعه صنایع لبنی تبدیل شده است (24). طبق تحقیق حاضر، از 32 نمونه ماست سنتی سوادکوه برداشت شده و از 24 نمونه لاکتوباسیلوس جداسازی گردید و دو سویه بودهاند که قابلیت تولید بیوسورفکتانت را داشتهاند: 1. لاکتوباسیلوس دلبروکی و 2. لاکتوباسیلوس فرمنتوم. نوشاد و همکاران (22) در تحقیق خود در مورد اثر سویههای پروبیوتیک بومی لاکتوباسیلوس دلبروکی و پدیوکوکوس پنتوزاسئوس بر ویژگیهای شیمیایی، میکروبی و حسی دوغ نتیجه گرفتند؛ به دلیل تاثیر مثبت سویههای لاکتوباسیلوس دلبروکی و پدیوکوکوس پنتوزاسئوس بر ویژگیهای شیمیایی، میکروبی و حسی دوغ‌های تولید شده، میتوان از آنها به عنوان کشت همراه در تولید فرآوردههای لبنی تخمیری استفاده کرد. در تحقیق حاضر لاکتوباسیلوس دلبروکی، یکی از دو گویهای بوده که توانایی تولید بیوسورفکتانت را دارا بوده است. همچنین، علیزاده بهبهانی و همکاران (13) در تحقیق خود در مورد ارزیابی فعالیت و بررسی ویژگیهای باکتریوسین تولید شده توسط باکتریهای لاکتوباسیل جدا شده از ماست محلی شهرستان بهبهان نتیجه گرفتند؛ باکتریوسین تولید شده توسط لاکتوباسیلهای بومی، قادر به مهار طیف وسیعی از میکروارگانیسمهای شاخص غذازاد موجود در مواد غذایی میباشند و میتوانند بهعنوان نگهدارندههای زیستی سالم و بیخطر استفاده شد. پژوهش مذکور به مانند تحقیق حاضر، حکایت از آن دارد که لاکتوباسیلهای بومی جدا شده از ماست محلی، میتوانند به عنوان نگهدارندههای زیستی سالم و بیخطر استفاده شوند که کاملا در راستای نتایج پژوهش حاضر است. نتایج پوربابا و همکاران (6) و در مورد تغییر شاخصهای اسیدی و زندهمانی پروبیوتیکها در کفیر تولید شده در طول دوره نگهداری در سرما نشان داد که اضافه کردن لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و لاکتوباسیلوس پاراکازئی باعث تعدیل میزان اسید و افزایش زمان زندهمانی پروبیوتیکهای تلقیحشده در حد استاندارد، حداقل تا دو هفته زمان نگهداری در یخچال گردید. بهبود زمان زندهمانی پروبیوتیکهای تلقیح شده در تحقیق مذکور، در راستای نتایج حاصل از پژوهش حاضر است. نتایج تحقیق فرقانی و همکاران (14) و در مورد اثر افزودن شير ارزن بر زندهماني باكتري لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوسLA-5، نشان داد که در كليه نمونهها با گذشت زمان نگهداري، شمارش كلي باكتريهاي پروبيوتيك و آغازگر زنده و pH كاهش و اسيديته افزايش يافت. در پژوهش رضایی و همکاران (8) و در مورد ارزيابي محصولات پروبيوتيک و غير پروبيوتيک لبني در اصفهان از نظر تعداد لاکتوباسيلوس زنده و وجود لاکتوباسيلوس اسيدوفيلوس، نتایج نشان داد که از 14 محصول پروبيوتيک، 5 نمونه (35 درصد) واجد باکتري‌هايي با قابليت رشد در حضور صفرا بودند. اگرچه ميانگين جمعيت لاکتوباسيلوس زنده در فرآوردههاي پروبيوتيک لبني نسبت به انواع غير لبني بيشتر است، اما اين شاخص در بخش عمدهاي از فرآوردههاي لبني که با عنوان پروبيوتيک در بازار ايران عرضه ميشود، با حد استاندارد تفاوت زيادي دارد. تحقیقات بالا نشان داده که لاکتوباسيلوس جدا شده از مواد لبنی، قابلیت استفاده و جایگزینی با نمونههای صنعتی را داشته که کاملا در راستای تحقیق حاضر است. نتایج تحقیق کیانی و محمودی(15) و در خصوص تولید بیوسورفکتانت توسط لاکتوباسیلوس جهت استفاده در صنایع غذایی به عنوان جایگزینی برای امولسیفایرهای سنتزی، حاکی از آن بود که بيوسورفکتانتهاي استخراج شده از قابليت مناسبي در فرايند امولسيون کنندگي برخوردار بوده و ميتوان سويههايي از
لاکتوباسيلوس با قابليت مناسب توليد بيوسورفکتانت جداسازي نمود. نتایج پژوهش حاضر هم بر موارد نتیجه گرفته شده پژوهش مذکور، تاکید نموده است و لذا میتوان نتایج دو تحقیق را در یک راستا ارزیابی نمود. طبق نتایج تحقیق ساروبو1 و همکاران (37) و در خصوص بیوسورفکتانتها: تولید، خواص، کاربردها، روندها و دیدگاههای کلی، انواع مختلفی از بیوسورفکتانتها بهصورت تجاری برای کاربرد در صنایع دارویی و آرایشی تولید شده، درحالیکه بایستی به کاربرد قابلتوجه و امیدوارکنندهی آن در صنایع غذایی، نفت و کشاورزی توجه داشت. در تحقیق مویوآفو2 و همکاران (33) و در خصوص بیوسورفکتانتها از باکتریهای اسید لاکتیک، محققان طی این تحقیق مروری بیان داشتند که فرآیند تولید بیوسورفکتانتها شامل چندین عملیات واحد است که از روشهای غربالگری تا شناسایی ترکیب بیوسورفکتانت شروع شده و این بررسی تکنیک‌های مختلف مورد استفاده در غربالگری تولید بیوسورفکتانتها توسط اسیدلاکتیک، فرآیندهای استخراج و خالصسازی آن ها و خصوصیات ساختاری و کاربرد آنها در صنایع غذایی را برجسته میکند. در پژوهشی که توسط موهانتی3 و همکاران (32) و در مورد بررسی انتقادی مواد اولیه مختلف به عنوان بسترهای پایدار برای تولید بیوسورفکتانت، انجام گرفت، تحقیق، استفاده از مواد اولیه مختلف در تولید بیوسورفکتانتها را موردبحث قرار داده که نه تنها هزینه تصفیه زباله را کاهش میدهد، بلکه فرصتی برای سود بردن از فروش بیوسورفکتانت را فراهم میکند. نگرانیهای زیستمحیطی در کشورهای توسعه یافته منجر به افزایش تمایل محققان به تحقیق و توسعه در زمینه تولید ترکیبات فعال سطحی با منشأ زیستی از جمله بیوسورفکتانتها شده است(34). بیوسورفکتانتها، مولکولهاي دوگانه دوست منحصر به فردي هستند که در حذف آلودگیهاي آلی و فلزي محیطزیست کاربرد بسیاري دارند و در صنایعی مانند صنایع غذایی به کار میروند (18). ترکیبات کمپلکسی از چربیها یا مشتقات آنها هستند که در فاز رشد توسط میکروارگانیسمها تولید شده و خاصیت آمفیفیلیک دارند یعنی در یک مولکول بخش آبدوست و آبگریز هر دو وجود دارد. بهطورکلی، سورفکتانتها، ردهی مهمی از مواد شیمیایی صنعتی راه شامل میشوند که کاربردهای آنها روز به روز گستردهتر میشود (12). بیوسورفکتانتها متابولیتهای (عمدتا ثانویه) تولیدشده توسط میکروارگانیزمها هستند که هنگام رشد، با مصرف سوبستراهای محلول و غیر محلول در آب به صورت متصل به سلول یا ترشح شده به محیط کشت سلول تولید میشوند. آن ها دارای خاصیت کاهش کشش سطحی و بین سطحی با مکانیزم مشابه سورفکتانتهای شیمیایی و سنتزی هستند. بیوسورفکتانتها گروه متنوعی از مولکولهای فعال سطحی را تشکیل میدهند و شامل ساختارهای شیمیایی مختلفی ازجمله گلیکولیپیدها، لیپوپپتیدها و لیپوپروتئینها، اسیدهای چرب، لیپیدهای خنثی، فسفولیپیدها و ساختارهای پلیمری و ذرهای هستند (5). در سالهای اخیر بیوسورفکتانتهای میکروبی به دلیل خصوصیات عملکردی مفید مثل امولسیونکنندگی مورد توجه قرار گرفتهاند (4). طبق نتایج تحقیق، بیوسورفکتانتهای استخراج شده از هر دو باکتری نشان دادند که از قابلیت مناسبی در فرایند امولسیون کنندگی برخوردار هستند، اما پایداری بیوسورفاکتانت در گونه دلبروکی بیشتر از گونه فرمنتوم است و این اختلاف در چهار روغن بررسی شده، معنیدار است. نتایج تحقیق زمانی و همکاران (9) و در مورد جداسازی و شناسایی بیوشیمیایی و مولکولی لاکتوباسیلوسها از لبنیات سنتی روستاهای استان فارس، نشان داد که دو سویه لاکتوباسیلوس برویس و لاکتوباسیلوس کازئی با خواص پروبیوتیکی تایید شده در لبنیات سنتی استان فارس موجود هستند که میتوان از آن ها در صنایع غذایی لبنی و جهت ارتقا کیفیت غذای دام و طیور استفاده کرد. نتایج تحقیق
[3] 3- Mohanty
مذکور با تائید نتایج منتج از پژوهش حاضر، نشان میدهد که لاکتوباسیلوسهای مستخرج از لبنیات، قابلیت بهکارگیری را به جای نمونههای مشابه صنعتی دارند. طبق نتایج باقری و همکاران (3) و در مورد ارزیابی ایمنی لاکتوباسیلوسهاي جدا شده از محصولات لبنی سنتی ایران، لاکتوباسیلوس فرمنتوم به ونکومایسین مقاوم، در حالی که لاکتوباسیلوس هلوتیکوس نسبت به آن حساس بود. از آن جا که موارد مقاومت به آنتیبیوتیک به بر اساس گزارشهای متعدد ذاتی هستند، لذا نتایج به دست آمده تاییدکننده پتانسیل کاربرد دو سویه جداسازي شده به عنوان استارتر در محصولات لبنی تخمیري میباشد و لزوم به کارگیري روشهاي ارزیابی ایمنی باکتريهاي پروبیوتیک را تایید مینماید. شمشاد و همکاران (10) در تحقیق خود در مورد جداسازي باکتريهاي لاکتوباسیل با قابلیت پروبیوتیکی از محصول لبنی سنتی نائین (کومه)، نشان دادند که کومه داراي پتانسیل زیادي براي جداسازي جدایههاي پروبیوتیکی است و احتمالا مصرف خوراکی جدایههاي لاکتوباسیلی بهعنوان مکمل میکروبی داراي اثرات سلامتی بخش است. در پژوهشی که توسط کاچریمانیدویو1 و همکاران (29) و تحت عنوان تولید بیوسورفکتانت از لاکتوباسیلها: بینشی در مورد تفسیر روشهای ارزیابی رایج انجام گرفت، طبق نتایج، نفوذ آب پنیر به عنوان یک بستر لاکتوباسیلی کم هزینه و ذاتی با هدف کاهش اثرات آلاینده آن، گسترش استراتژی‌های ارزش‌گذاری، کاهش هزینههای ناشی از مکملهای تجاری و افزایش پایداری کلی ارزیابی شد. کشش سطحی، فعالیت امولسیون سازی و جابجایی روغن برای شناسایی امیدوارکننده ترین نامزدها به کار گرفته شد. نتایج تحقیق اوزکان2 و همکاران (35) و در خصوص بقای لاکتوباسیلوس کازئی و ویژگیهای عملکردی ماست چغندر قرمز کاهش یافته با جایگزین‌های قند طبیعی، حاکی از آن بوده که فرآوردههای شیر تخمیری که توسط فاتوشیمیایی گیاهی و گلیکوزید استویول پشتیبانی میشوند، دارای اثرات تغذیه‌ای کافی، زنده ماندن پروبیوتیک بالا و خواص حسی قابل قبولی هستند. نتایج پژوهش ژو3 و همکاران (43) و در مورد کاربردها و اثرات امولسیون سازی به کمک اولتراسوند در تولید امولسیونهای غذایی، نشان داد که امولسیونسازی به کمک اولتراسوند را میتوان برای تهیه بسیاری از امولسیونهای غذایی تثبیت شده با امولسیفایر مانند پروتئین، پلی ساکارید، پروتئین پلی ساکارید و پروتئین پلی ساکارید-سورفکتانت استفاده کرد. تیمار اولتراسوند مناسب میتواند خواص رئولوژیکی و خواص امولسیونکننده را بهبود بخشد، اندازه قطرات امولسیون را کاهش دهد و همچنین پتانسیل زتای مطلق امولسیونها را افزایش دهد. نتایج پژوهش کیم4و همکاران (30) و در مورد پروتئینهای لبنی و گیاهی به عنوان امولسیفایرهای طبیعی مواد غذایی، بینشهایی در مورد رابطه بین ساختار پروتئین و عملکرد امولسیونکننده پروتئینهای لبنی و گیاهی در شرایط خاص و مناسب بودن پروتئینهای گیاهی به عنوان جایگزین پروتئینهای لبنی به عنوان امولسیفایرهای غذایی طبیعی ارائه نمود. در پژوهشی که توسط الکان5 و همکاران (25) و در خصوص تولید بیوسورفکتانت توسط باکتریهای اسید لاکتیک با استفاده از آب پنیر به عنوان محیط رشد انجام گرفت، نتایج نشان داد که ضایعات لبنی میتواند محیط مناسبی برای تولید بیوسورفکتانت مقرون به صرفه توسط باکتریهای اسید لاکتیک به نفع صنایع غذایی، دارویی و آرایشی باشد. در پژوهشی که توسط هو6 و همکاران (28) و تحت عنوان شناسایی فعالیت ضد میکروبی سه سویه لاکتوباسیلوس پلانتاروم جدا شده از غذاهای لبنی سنتی چینی انجام گرفت، نتایج نشان داد که پنج اسید آلی رایج تولید شده توسط تخمیر سویهها، نقش کلیدی
[2] 2- Ozcan
[3] - Zhou
[4] 4-Kim
[5] 5- Alkan
[6] 6- Hu
در مهار سه باکتری بیماری زا دارند. در pH یکسان، فعالیت ضد میکروبی آبگوشت تخمیر در برابر اشریشیا کلی و سالمونلا قویتر از اسید آلی به تنهایی است. در پژوهشی که توسط سانجانا1 و همکاران (36) و تحت عنوان بیوسورفکتانتهای باکتریایی - موهبتی برای صنعت لبنیات انجام گرفت، نتایج حاکی از آن بوده امولسیفایرهایی که معمولا در صنایع لبنی استفاده میشوند، لسیتین هستند که از منابع حیوانی و گیاهی به دست میآیند که محدودیتهای خاص خود را دارند و سورفاکتین نسبت به لسیتین مفیدتر است و ممکن است احتمالات آن در صنعت لبنیات بررسی شود. نتایج تحقیقات ذکرشده بالا نشان از این داشته که استخراج بیوسورفکتانت از لاکتوباسیلها و استفاده از آن بهعنوان امولسیفایر در مدل غذایی به جای نمونههای صنعتی، روشی به صرفه ازنظر اقتصادی و زیستمحیطی است که در راستای نتایج پژوهش حاضر است.
5- سپاسگزاری
اين مقاله بر اساس نتايج تحقيقات رساله دکتری در پاییز 1401 در دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آیت ا… آملی با کد طرح 162264550 تهيه شده است. از کليهی همکاراني که ما را در انجام اين تحقيق ياري رساندند، کمال تشکر را داريم.
6- منابع
1. احسنیارانی ی، نورمحمدی ز، راسخ ب، یزدیان ف، حجن کاظمی ح. ارزیابی اثر نانوساختار طلا بر میزان تولید بیوسورفکتانت حاصل از باکتری سودوموناس آئروژینوزا. فصلنامه دانش زیستی ایران. 1400؛ 64(2): 64، 47-40.
2. بازارچه شبستری ن، حاجیرضائی م. شناسایی مولکولی لاکتوباسیلهای جدا شده از پنیرهای سنتی شهرستان بندرعباس. مجله تازههای بیوتکنولوژی سلولی مولکلولی. 1399؛ 10(39): 89-79.
3. باقری ف، میردامادی س، میرزائی م، صفوی م. ارزیابی ایمنی لاکتوباسیلوسهاي جدا شده از محصولات لبنی سنتی ایران. ارزیابی ایمنی لاکتوباسیلوسهاي جدا شده از محصولات لبنی سنتی ایران. علوم و صنایع غذایی. 1399؛ 17(14): 78-65.
4. بخشی ن، سلیمانیان زاد ص، شیخ زینالدین م. بررسی امکان استفاده از ضایعات برنج و گندم برای تولید بیوسورفکتانت توسط الکتوباسیلوس پالنتاروم. نشریه پژوهشهای صنایع غذایی. 1397؛ 28(1)، 58-49.
5. بهزادنیا ا، موسوی نسب م، شجاع الساداتی ع، ستوده پ. تولید بیوسورفکتانت توسط لاکتیک اسید باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم با استفاده از منابع مغذی مناسب. زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس. 1399؛ 11(3): 332-327.
6. پوربابا ح، انوار ا، پوراحمد ر، اهری ح. تغییرشاخصهای اسیدی و زنده مانی پروبیوتیکها در کفیر تولید شده با پروبیوتیکهای کمکی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و لاکتوباسیلوس پاراکازئی در طول دوره نگهداری در سرما. مجله طب دامی ایران. 1400؛ 16(1): 98-89.
7. دیناروند ب، فتحی رضائی پ، اکبری ن. بهینه سازی تولید آسپاراژیناز از سویهی لاکتوباسیلوس جدا شده از محصولات لبنی سنتی. فصلنامه زیستشناسی میکروارگانیسمها. 1399؛ 9 (34): 86-71.
8. رضائی ه، فاضلی ح، میرلوحی م. ارزيابي محصولات پروبيوتيک و غير پروبيوتيک لبني در اصفهان از نظر تعداد لاکتوباسيلوس زنده و وجود لاکتوباسيلوس اسيدوفيلوس. تحقیقات نظام سلامت. 1396؛ 13(2): 197-187.
9. زمانی ن، اخوان سپهی ع، فاضلی م، شریعتمداری ف. جداسازی و شناسایی بیوشیمیایی و مولکولی لاکتوباسیلوسها از لبنیات سنتی روستاهای استان فارس و
[1] 1-Sanjana
بررسی پتانسیل پروبیوتیکی آنه. علوم صنایع غذایی ایران. 1401؛ 19(123): 53-41.
10. شمشاد ن، روزبه نصیرایی ل، مجیدزاده هروی ر. جداسازي باکتريهاي لاکتوباسیل با قابلیت پروبیوتیکی از محصول لبنی سنتی نائین (کومه). مجله میکروبشناسی پزشکی ایران. 1399؛ 15(1): 106-95.
11. شهپرست، ی. 1394. ارزیابی پایداری اکسیداتیو نانو حاملهای لیپیدی (NLC) حاوی روغن کبد ماهی و توکوفرول. دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده کشاورزی، گروه باغبانی، پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته علوم و مواد غذایی.
12. ظهیری ی، قلیزاده دوران محله ر، مسرت ن، احمدی شعار ش، پاک نژادی م. 1400. بیوتکنولوژی مولکولی میکروارگانیسم ها به منظور تولید بیوسورفکتانت ها. تشخیص آزمایشگاهی. 1400؛ 1400(186): 39-36.
13. علیزاده بهبهانی ب، نوشاد م، جوینده ح.. ارزیابی فعالیت و بررسی ویژگیهای باکتریوسین تولید شده توسط باکتریهای لاکتوباسیل جدا شده از ماست محلی شهرستان بهبهان. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران.1400؛ 16(2): 120-111.
14. فرقانی س، پیغمبر دوست ه، حصاری ج، رضایی مکرم ر. بررسي اثر افزودن شير ارزن بر زنده ماني باكتري لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوسLA-5 . باكتريهاي آغازگر ماست و برخي ويژگيهاي فيزيكوشيميايي ماست پروبيوتيك، علوم و صنایع غذایی. 1397؛ 15(76): 219-207.
15. کیانی پ، محمودی م. تولید بیوسورفکتانت توسط لاکتوباسیلوس جهت استفاده در صنایع غذایی به عنوان جایگزینی برای امولسیفایرهای سنتزی . نشریه تازههای بیوتکنولوژی سلولی مولکولی. 1394؛ 5(19): 68-61.
16. کیهانی و، مرتضوی ع، کریمی م، کاراژیان ح، شیخ الاسلامی ز. کاربرد امواج فراصوت در استخراج ترکیبات ساپونینی ریشه گیاه چوبک (Acanthophyllum glandulosum) بر پایه ویژگی های امولسیون کنندگی و کف زایی آنها. پژوهش و نوآوري در علوم و صنایع غذایی. 1394؛4(4): 342-325.
17. محبراد ب، رضائی ع، دهقانی س، زمانیان م، حامد رحمت م. امکان سنجی تولید بیوسورفکتانت رامنولیپِیدي از فاضلاب روغنی با استفاده از سودموموناس آئروژنزا جداسازي شده از فاضلاب بیمارستانی. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان. 1397؛ 17(2): 156-143.
18. مدبر گ، اخوان سپهی ع، یزدیان ف، راشدی ح. بررسی اثر نانوذرات مغناطیسی پوششدارشده در میزان تولید بیوسورفکتانت باکتري باسیلوسسابتیلوس در بیوراکتور. زیست ناوری دانشگاه تربیت مدرس. 1399؛ 12(1): 68-53.
19. معینفرد م، مظاهری تهرانی م. اثرات برخی پایدارکنندهها بر ویژگیهای فیزیکی شیمایی و حسی ماست منجمد.مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران. 1389؛ 5(2): 8-1.
20. مویدی ع، محمودی م، خمیری م، لقمان ش. جداسازي، شناسایی مولکولی و ارزیابی ایمنی باکتري هاي اسید لاکتیک پروتئولیتیک به دست آمده از نمونههاي مختلف شیر خام. علوم و صنایع غذایی. 1398؛ 16(89): 69-59.
21. میربد، م.، 1393. استفاده از بیوسورفاکتانتها به عنوان افزودنی غذایی طبیعی. اولین همایش ملی میان وعدههای غذایی. مشهد مقدس. 8-1.
22. نوشاد م، علیزاده بهبهانی ب، حجتی م. بررسی اثر سویههای پروبیوتیک بومی لاکتوباسیلوس دلبروکی و پدیوکوکوس پنتوزاسئوس بر ویژگیهای شیمیایی، میکروبی و حسی دوغ طی زمان نگهداری. پژوهشهای صنایع غذایی. 1401؛ 32(3): 91-77.
23. یدملت م، جوینده ح، حجتی م. تأثیر صمغ فارسی و صمغ دانه بالنگو شیرازی بر ویژگیهای بافتی ماست همزده کم چرب. نشریه پژوهشهای صنایع غذایی. 1396؛ 27(4): 181-171.
24. یعقوبی ف، هنرمند جهرمی س، باغبانی آرانی ف. جداسازی و شناسایی باکتری های اسید لاکتیک با ویژگی پروبیوتیک از ماست های سنتی شهرستان ورامین. فصلنامه دانش زیستی ایران. 1398؛ 14(1): 18-9.
25. Alkan Z, Zerrin E, Zerrin K, Gozde E. U. T. Production of biosurfactant by lactic acid bacteria using whey as growth medium. Turkish Journal of Veterinary & Animal Sciences. 2019: 43(5): 1903-1948.
26. Chaprão MJ, Ferreira INS, Correa PF, Rufino RD, Luna JM, Silva EJ and et al. Application of bacterial and yeast biosurfactants for enhanced removal and biodegradation of motor oil from contaminated sandElectronic. J Biotechnol. 2015:18(2015): 471–79.
27. García –Ruiz A, De Llano DG, Esteban –Fernández A, Requena T, Bartolomé B, Moreno –Arribas MV. Assessment of probiotic properties in lactic acid bacteria isolated from wine. Food Microbiology. 2014: 44(2014): 220 -5.
28. Hu C-H, Ren L-Q, Zhou Y, Ye B- C. Characterization of antimicrobial activity of three Lactobacillus plantarum strains isolated from Chinese traditional dairy food. Journal of Applied Microbiology. 2019: 7(6): 1997-2005.
29. Kachrimanidou V, Papadaki A, Lappa I, Papastergiou S, Kleisiari D, Kopsahelis N. Biosurfactant Production from Lactobacilli an Insight on the Interpretation of Prevailing Assessment Methods. Applied Biochemistry and Biotechnology. 2022: 194(2022): 882-900.
30. Kim, W., Wang, Y., Selomulya, C. 2020. Dairy and plant proteins as natural food emulsifiers. Trends in Food Science & Technology. 105(2020): 261-272.
31. Makkar, RS., Cameotra, SS., Banat, IM. 2011. Advances in utilization of renewable substrates for biosurfactant production. AMB Express. 1(1): 5.
32.Mohanty S. S , Koul Y, Varjani S, Pandey A, Hao N. H, Chang J‑S, et al. A critical review on various feedstocks as sustainable substrates for biosurfactants production. a way towards cleaner production. Microbial Cell Factories. 2021: 20(1): 1-13.
33. Mouafo H. T, Sokamte A. T, Mbawala A, Ndjouenkeu R. Biosurfactants from lactic acid bacteria A critical review on production, extraction. structural characterization and food application. Food Bioscience. 2022: 46 (2022): 101598.
34. Naughton PJ, Marchant R, Naughton V, Banat IM. Microbial biosurfactants: Current trends and applications in agricultural and biomedical industries. J Appl Microbiol. 2019: 127 (1):12-28.
35. Ozcan T, Ozdemir T, Avci H. R. Survival of Lactobacillus casei and functional characteristics of reduced sugar red beetroot yoghurt with natural sugar substitutes. International Journal of Dairy Technology. 2021: 74(1): 148-160.
36. Sanjana M. C, Yadav Sh, Malashree, Prabha L. R. Bacterial Biosurfactants - A Boon to Dairy Industry. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2017: 6(5):608-612.
37. Sarubbo L. A, Silva M. D. G. C, Durval I. J. B, Bezerra K. G. O, Ribeiro B. G, Silva I. S. Biosurfactants, Production, properties, applications, trends, and general perspectives. Biochemical Engineering Journal. 2022: 181(2022): 108377.
38. Savaiano D. A. Lactose digestion from yogurt, mechanism and relevance. The American Journal of Clinical Nutrition. 2014: 99(5): 1251S-5S.
39. Seddik H. A, Bendali F, Gancel F, Fliss I, Spano G, Drider D. Lactobacillus plantarum and its probiotic and food potentialities. Probiotics and Antimicrobial Proteins. 2017: 9(2):111-22.
40. Siddhi BN, WayanSuardana I, Antara NS. Studies on Lactic Acid Bacteria Isolate Sr 13 From Bali Cattle Gastric. Journal of Veterinary and Animal Sciences. 2019: 2(1):31-8.
41. Tomaro-Duchesneau C, Jones M. L, Shah D, Jain P, Saha S, Prakash S. Cholesterol, assimilation by Lactobacillus probiotic bacteria: an in vitro investigation. Clin infect dis.2014: 46(2014): S67-S72.
42. Zheng M, Zhang R, Tian X, Zhou X, Pan X, Wong A. Assessing the risk of probiotic dietary
supplements in the context of antibiotic resistance. Frontiers in microbiology. 2017: 8(2017): 908.
43. Zhou L, Zhang J, Xing L, Wangang Z. 2021. Applications and effects of ultrasound assisted emulsification in the production of food emulsions. A review. Trends in Food Science & Technology. 2021; 110(2021): 493-512.