بخشی از مقاله
چکیده دراین پژوهش امکان استفاده از مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی به عنوان مادهی خام به منظور تولید نوشیدنی پروبیوتیک توسط لاکتوباسیلوس رامنوسوس، پاراکازئی و اسیدوفیلوس بررسی شده است. نتایج نشان داد که تعداد باکتریهای اسیدلاکتیک بعداز 48 ساعت تخمیر به حدود 1/0×109 CFU/ml رسید. هرسه سوش قند محیط را کاهش دادند اما لاکتوباسیلوس رامنوسوس قند را با سرعت بیشتری مصرف کرده و آنرا به 26/72mg/ml رساند. کشتهای میکروبی بعدازاین مدت pH را به حدود 3/5 کاهش داده و اسیدیته را به تقریبا یک درصد افزایش دادند. در بین باکتریها، لاکتوباسیلوس پاراکازئی بیشترین میزان اسیدلاکتیک - 14/28g/L - را تولید کرد. زندهمانی سوشها طی نگهداری سرد در 4°C به مدت 4هفته تعیین شد. تعداد سلولهای زندهی لاکتوباسیلوس رامنوسوس و پاراکازئی بعداز 4هفته همچنان 3/6×108 CFU/ml و 4/7×105 CFU/ml باقی مانده بود، بنابراین لاکتوباسیلوس رامنوسوس و پاراکازئی میتوانند به عنوان کشتهای میکروبی پروبیوتیک به منظور تولید یک نوشیدنی سلامتزا برای گیاهخواران استفاده شوند.
واژه های کلیدی: تخمیر، مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی، لاکتوباسیلوس
مقدمه
نگرش مثبت نسبت به مصرف غذاهای طبیعی، با حداقل فناوری، تمایل مصرفکننده را به غذاهای سالم افزایش داده است که به منظور حفظ سلامتی و پیشگیری از بیماریهای مزمن مانند دیابت، سرطان، فشار خون و اختلالات دستگاه گوارش میباشد. در دهههای اخیر این تمایلات منجر به معرفی غذاهای عملگرا شدهاند Hilliam - ، . - 2000 پروبیوتیکها به عنوان مکمل غذایی میکروبی زنده تعریف میشوند که تعادل رودهای میزبان را به طور مفیدی تحت تاثیر قرار میدهند Fuller - ، . - 1989 مصرف غذاهای غنی شده با ترکیبات فعال فیزیولوژیکی مثل پریبیوتیکها، پروبیوتیکها، ویتامینها، مواد معدنی، فیبرهای رژیمی، روغن ماهی و استرول گیاهی رو به گسترش است Betoret - و همکاران، . - 2003
باکتریهای اسید لاکتیک فعالیتهای آنتاگونیستی قوی در برابر میکروارگانیسمهای مختلف شامل میکروارگانیسمهای عامل فساد مواد غذایی و باکتریهای بیماریزا همچون لیستریا، کلستریدیوم، استافیلوکوکوس و زیرگونههای باسیلوس اعمال میکنند Calo-Mata - و همکاران، . - 2008 رشد باکتریهای اسید لاکتیک و تولید اسیدهای آلی مختلف، تجزیه برخی از اجزای ضد تغذیهای مثل عوامل چلات کننده فلزات - همچون فیتات، اگزالات و تانن در مواد گیاهی خام - و کاهش pH، از ویژگیهای متمایز تخمیر اسید لاکتیکی است Reddy - و همکاران، . - 1994 عمدتا پروبیوتیکها به ماست و دیگر محصولات لبنی تخمیر شده اضافه میشوند اما عدم تحمل لاکتوز و کلسترول موجود در آنها، دو مانع مربوط به مصرف آنها میباشد. به همین دلیل در سالهای اخیر، تقاضا برای محصولات پروبیوتیک غیرلبنی افزایش یافته است Shah - ، . - 2001
پیشنهاد شده است که آب میوه و سبزیجات میتوانند به عنوان یک محیط خوب برای کشت پروبیوتیکها مفید باشند Mattila-Sandholm - و همکاران، . - 2002 میوهها و سبزیجات سرشار از اجزای غذایی عملگرا همچون مواد معدنی، ویتامینها، فیبرهای رژیمی و آنتی اکسیدانها هستند. به علاوه میوهها و سبزیجات هیچگونه مواد آلرژیزای لبنی ندارند Luckow - و همکاران، . - 2004 کلم - Brassica oleracea - یک گیاه برگدار سبز است که متعلق به خانواده Brassicaceae میباشد. این سبزی چلیپایی غنی از مواد معدنی، ویتامینC، فیبرهای رژیمی و به خصوص مواد فیتوشیمیایی و بتاکاروتن میباشد Chu - و همکاران، . - 2002
گلوکوزینولات کلم خاصیت پادزهری ایجاد میکند و سولفورافان موجود در آن باعث جلوگیری از سرطان میشود. همچنین کلم منبع مناسبی از ایندول--3کاربینول است که به بازسازی DNA در سلولها کمک کرده و رشد سلولهای سرطانی را متوقف میکند. گوجه فرنگی - Solanum lycopersicum - متعلق به خانواده Solanaceae میباشد. آب گوجهفرنگی شامل %93/1 رطوبت، %4/89 کربوهیدرات، ویتامینها و مواد معدنی است و پروتئین و چربی کمی دارد Abdel-Rahman - و Abdel-Hamd، . - 1982 آب گوجه به عنوان نوشیدنی سلامتی بخش به خوبی شناخنه شده است Suzuki - و همکاران، . - 2002 این میوه سرشار از آنتی اکسیدان لیکوپن است که به خصوص در گوجه فرنگی پخته از سرطان پروستات جلوگیری میکند. این آنتیاکسیدان در مقابل اشعه ماورابنفش و آفتاب سوختگی از پوست محافظت کرده و پوست را جوان نگه میدارد. هدف از این تحقیق، تعیین مناسب بودن مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی به عنوان ماده خام برای تولید نوشیدنی پروبیوتیک توسط باکتریهای اسید لاکتیک میباشد.
مواد و روشها
کلم و گوجه فرنگی از یک مغازه محلی در کرج - ایران - خریداری شده و با آبمیوهگیری - Kenwood SJ250 - عصارهی آنها به دست آمد. این عصاره با کاغذ صافی فیلتر شده و در 121 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه استریل شد.
کشت میکروبی پروبیوتیک اسید لاکتیک
سه سوش از باکتریهای اسید لاکتیک - لاکتوباسیلوس پاراکازئی DSM 2006، لاکتوباسیلوس رامنوسوس LGGID 100271 و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس - DSM 20079 از DSM GMBH - آلمان - خریداری شدند. محیطهای باکتریایی به صورت منجمد در -20 درجه سانتیگراد در محیط Merck - MRS آلمان - حاوی %20 گلیسرول نگهداری شده بودند و به وسیله پاساژ دوبل روی MRS مجددا فعال شدند. تخمیر مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی آزمایشات اولیه میکروبی روی مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی انجام شد، نتایج نشان داد که میکروارگانیسمها بدون افزودن هیچ ماده اضافی به خوبی رشد کردند. یک کشت 48 ساعته باکتری اسید لاکتیک در MRS آگار - 105 CFU/ml < - که در 37 درجه سانتیگراد رشد داده شده بود،
به مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی تلقیح شد و مخلوط در 37 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت گرمخانه گذاری شد. نمونهها در صفر، 24، 48 و 72 ساعت، به منظور آنالیزهای شیمیایی و میکرو بیولوژیکی برداشته شدند. اثر نگهداری سرد روی زندهمانی سلولها در مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی پروبیوتیک بعد از 72 ساعت تخمیر نمونههای تخمیر شده، در 4 درجه سانتیگراد به مدت 4 هفته نگهداری شدند، نمونهها هفتهای یکبار برداشته شده و زندهمانی کشتهای میکروبی بر حسب CFU/ml - واحد تشکیل کلنی در میلیلیتر - تعیین شد.
آنالیزهای شیمیایی و میکروبی
pH مخلوط آب کلم و گوجه فرنگی پروبیوتیک به وسیله pHمتر دیجیتالی Metrohm 744 - ، هلند - اندازهگیری شد. اسیدیته کل برحسب درصد اسید لاکتیک به وسیله تیتراسیون با سدیم هیدروکسید 0/02 نرمال تا pH برابر با 8/2 تعیین شد. میزان قند برحسب گلوکز با روش فنول سولفوریک اسید Dubios و همکاران - 1956 - اندازهگیری شد. آنالیز کمی اسید لاکتیک نیز به وسیله دستگاه Knauer - HPLC، آلمان - مجهز به آشکارساز UV-Visible K-2600 تعیین شد. ستون جداسازی Ultrasep ES-FS - ، - 250 ×3 mm در دمای اتاق با سولفوریک اسید 0/001 نرمال به عنوان فاز متحرک و با سرعت جریان 0/2 ml/min به کار گرفته شد. حجم تزریق 20میکرولیتر بود. سلولهای باکتریایی با استفاده از روش استاندارد شمارش صفحهای با محیط MRS و بر حسب CFU/ml بیان شدند.
آنالیز آماری همه آزمایشات در 3 تکرار انجام شد و هر نمونه در دو تکرار تجزیه و تحلیل گردید. نتایج بر حسب میانگین انحراف معیار بیان شدند و کلیه اطلاعات و دادههای گردآوری شده با استفاده از نرم افزار آماری SAS آنالیز شدند . - SAS Institute, Cary NC, USA - مقادیر ردیف که بالانویس ندارند طبق آزمون چند دامنهای دانکن به طور معنیداری - P<0/05 - متفاوت هستند. هر دو میانگین که با بالانویس یکسانی مشخص نشدهاند - به عنوان مثال a و b یا b و c در ردیفها - به طور معنیداری - P<0/05 - متفاوتاند. هر دو میانگین مشخص شده با بالانویس یکسان - به عنوان مثال a و a یا b و b در ردیفها - به طور معنیداری - P<0/05 - متفاوت نیستند.
نتایج و بحث کلم، گوجهفرنگی و هویج سبزیجاتی هستند که عمدتا برای تهیه آب سبزیجات تخمیر شده با باکتریهای اسید لاکتیکی استفاده میشوند، زیرا حاوی مقدار زیادی از ساکاریدهای قابل تخمیر هستند Kim - و همکاران، . - 2000 دورههای زمانی تخمیر مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی توسط لاکتوباسیلوسها در جداول 1-3 نشان داده شده است. سه باکتری اسید لاکتیکی رامنوسوس، پاراکازئی و اسیدوفیلوس توانایی استفاده سریع از مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی را برای سنتز سلولی و تولید اسید لاکتیک بدون افزودن مکملهای غذایی و تعدیل pH داشتند و از جمعیت میکروبی حدود 0/2-3×10 6 CFU/ml بعد از 48 ساعت تخمیر به ترتیب به 1/67×109 CFU/ml، 11/2×108 CFU/ml و 9/75×108 CFU/ml رسیدند. ادامه تخمیر به بیشتر از 48 ساعت افزایش قابل توجهی در تعداد سلول های زندهی باکتریها نداد.
طی تخمیر pH آب سبزیجات از 4/8-4/95 به 3/4-3/6 کاهش پیدا کرد. یک کاهش سریع pH در مراحل اولیه تخمیر برای رسیدن به محصول نهایی با کیفیت، حائزاهمیت است Viander - و همکاران، . - 2003 در محیطهایی که به آهستگی اسیدی می-شوند، تخمیر اسید لاکتیکی با باکتریهای تولید کننده بوتیریک اسید متوقف می شود Kyzlink - ، . - 1980 Babu و همکاران - 1992 - گزارش کردند که افزودن آب گوجهفرنگی به شیر پسچرخ، رشد لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس را تحریک کرده و منجر به افزایش سلولهای زنده در زمان کوتاهتر و بهبود مصرف قند با تولید بیشتر اسید و pH پایینتر شده است.
لاکتوباسیلوس رامنوسوس و پاراکازئی نسبت به اسیدوفیلوس، به دلیل توانایی بیشتر در مصرف قندها به طور قابل توجهی اسیدیته قابل تیتراسیون بیشتری بر حسب اسید لاکتیک تولید کردند. به عنوان مثال لاکتوباسیلوس رامنوسوس و پاراکازئی بعد از 72 ساعت تخمیر در 37 درجه سانتیگراد بیشتر از %1 اسیدیته قابل تیتراسیون بر حسب اسید لاکتیک تولید کردند، در حالیکه لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس در شرایط مشابه تنها % 0/91 اسیدیته قابل تیتراسیون برحسب اسید لاکتیک تولید کرد - جداول . - 1-3 این نتایج نشان میدهد که مخلوط آب کلم و گوجهفرنگی در بین همه سوشها برای رشد لاکتوباسیلوس رامنوسوس، محیط مناسبتری بوده است.
