امروزه توجه به غذاهاي فراسودمند به‌عنوان رويكردي مؤثر براي ارتقاي سلامت و پيشگيري از بيماري‌ها رو به افزايش است. در اين ميان، پروبيوتيك‌ها، پري‌بيوتيك‌ها و به‌ويژه پست‌بيوتيك‌ها جايگاه ويژه‌اي يافته‌اند. با اين حال، استفاده از پروبيوتيك‌هاي زنده با چالش‌هايي مانند زنده‌ماني پايين در فرآيند فرآوري و نگهداري، خطر انتقال ژن‌هاي مقاومت به آنتي‌بيوتيك و بروز عوارض احتمالي همراه است. پست‌بيوتيك‌ها به دليل پايداري حرارتي و pH، ماندگاري بالا و ايمني بيشتر، جايگزيني مناسب براي پروبيوتيك‌هاي زنده به شمار مي‌روند. اين پژوهش با هدف استخراج و بررسي پلي‌ساكاريد جديد از گياه بوقناق، ارزيابي ويژگي‌هاي پري‌بيوتيكي آن و مقايسه خواص زيستي پست‌بيوتيك‌هاي توليدشده از لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوس PTCC1643 با استفاده از پري‌بيوتيك‌هاي بوقناق، پوست سبز پسته و گلوكز كه داراي ساختارهاي شيميايي متفاوت هستند، انجام شد. پلي‌ساكاريدهاي محلول در آب از بخش هوايي گياه بوقناق با روش استخراج به كمك آب داغ جداسازي شدند. تركيبات شيميايي از جمله مقدار كل پلي‌ساكاريدها تعيين شد. ويژگي‌هاي ساختاري مانند نوع مونوساكاريدهاي سازنده (HPLC)، وزن مولكولي (GPC) و پايداري حرارتي TGA) و (DSC تعيين شد. ظرفيت نگهداري آب و چربي و مقاومت در برابر هيدروليز شيره مصنوعي معده و آلفا-آميلاز ارزيابي شد. پست‌بيوتيك‌ها از كشت لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوس در محيط‌هاي حاوي پلي‌ساكاريد بوقناق، پلي‌ساكاريد پوست سبز پسته و گلوكز توليد شد. پس از سانتريفيوژ و فيلتراسيون، سوپرناتانت‌ها به‌عنوان پست‌بيوتيك خام استفاده شدند. تركيبات فرار (GC-MS) و اسيدهاي آلي (HPLC) پست‌بيوتيك‌ها شناسايي و كمي‌سازي شد. فعاليت ضدباكتريايي عليه سالمونلا اينتريتيديس و استافيلوكوكوس اورئوس با روش انتشار ديسك و حداقل غلظت كشندگي (MBC) اندازه‌گيري شد. در مرحله كاربردي، اين پست‌بيوتيك‌ها به‌عنوان پوشش فيله‌هاي مرغ استفاده شدند و به مدت 9 روز در دماي 4 درجه سلسيوس نگهداري گرديد. تغييرات pH، رنگ، شاخص پراكسيداسيون چربي (TBA) و شمارش ميكروبي شامل باكتري‌هاي مزوفيل، سايكروفيل، اسيدلاكتيك، سالمونلا اينتريتيديس و استافيلوكوكوس اورئوس بررسي شد. بازده استخراج پلي‌ساكاريد 4٫43 درصد و كربوهيدرات كل 73٫87 درصد بود. گلوكز با 238٫72 ميلي‌گرم بر گرم به‌عنوان مونوساكاريد اصلي شناسايي شد. پلي‌ساكاريد استحصالي داراي وزن مولكولي برابر با 613٫53 كيلودالتون بود. طيف‌نگاري XRD ساختار نيمه‌بلوري و آزمون‌هاي حرارتي پايداري تا 214 درجه سلسيوس را نشان داد. ظرفيت نگهداري آب و چربي به‌ترتيب 3٫64 و 5٫47 گرم بر گرم بود. اين پلي‌ساكاريد در مقايسه با اينولين مقاومت گوارشي بيشتري داشت(0٫05‎>p) و رشد لاكتوباسيلوس اسيدوفيلوس را به‌طور معني‌داري تحريك كرد .پست‌بيوتيك توليدشده در محيط حاوي گلوكز قوي‌ترين فعاليت آنتي‌اكسيداني و ضدباكتريايي را نشان داد و رشد باكتري‌هاي پاتوژن را به‌طور مؤثري مهار كرد. پس از آن، پست‌بيوتيك توليدشده در محيط حاوي پلي‌ساكاريد پوست سبز پسته قرار داشت. نوع پري‌بيوتيك تأثيري بر كيفيت تركيبات فرار و اسيدهاي آلي نداشت، اما كميت آن‌ها را تغيير داد. در مطالعه روي فيله‌هاي مرغ، تيمارهاي پست‌بيوتيك، به‌ويژه آن‌هايي كه از پلي‌ساكاريد پوست سبز پسته و گلوكز توليد شده بودند، افزايش pH را كاهش دادند، رنگ را حفظ كردند و شاخص TBA را پايين‌تر از نمونه كنترل نگه داشتند. همچنين، رشد ميكروارگانيسم‌هاي عامل فساد به‌طور معني‌داري مهار شد و ماندگاري محصول افزايش يافت. به‌طور كلي، پلي‌ساكاريد بوقناق داراي ويژگي‌هاي پري‌بيوتيكي و تكنولوژيكي مطلوب بود و توانست رشد باكتري پروبيوتيك را تحريك كند. هرچند ساختار شيميايي پري‌بيوتيك‌ها تأثير قابل‌توجهي بر نوع پست‌بيوتيك¬ها نداشت، اما كميت و كارايي زيستي آن‌ها را تغيير داد. پست‌بيوتيك‌هاي حاصل از پلي‌ساكاريد پوست سبز پسته عملكرد زيستي قوي‌تري در مقايسه با پلي‌ساكاريد بوقناق داشتند و مي‌توانند به‌عنوان نگهدارنده‌هاي طبيعي مؤثر براي افزايش ماندگاري و ايمني فيله‌هاي مرغ استفاده شوند. اين نتايج اهميت استفاده از پلي‌ساكاريدهاي گياهي متنوع در بهبود كيفيت و ايمني مواد غذايي از طريق توليد پست‌بيوتيك‌ها را تأييد مي‌كند.

This study aimed to extract an‎d investigate a novel polysaccharide from Eryngium billardieri an‎d eva‎luate its prebiotic properties. Additionally, we compared the biological properties of postbiotics produced by Lactobacillus acidophilus PTCC1643 using prebiotics from Eryngium billardieri, pistachio green hulls, an‎d glucose. Water-soluble polysaccharides were isolated from the aerial parts of Eryngium billardieri using hot water extraction. The chemical compo-sition, including the total polysaccharide content, was determined. Structural features, such as the type of constituent monosaccharides (HPLC), molecular weight (HPGPC), an‎d thermal stability (TGA an‎d DSC), were also determined. The water an‎d oil holding capacities, an‎d resistance to hydrolysis by simulated gastric juice an‎d alpha-amylase were eva‎luated. Postbi-otics were produced from Lactobacillus acidophilus cultures in media containing Eryngium billardieri polysaccharide, pistachio green hull polysaccharide, an‎d glucose. After centrifuga-tion an‎d filtration, the resulting supernatants were used as crude postbiotics for further analy-sis. Volatile compounds (GC-MS) an‎d organic acids (HPLC) were identified an‎d quantified in the samples. Antibacterial activity against Salmonella enteritidis an‎d Staphylococcus aureus was measured using the disc diffusion method an‎d minimum inhibitory concentration (MIC). In the applied phase, these postbiotics were used as a coating for chicken breast fillets, which were stored for nine days at 4°C. Changes in pH, color, thiobarbituric acid-reactive substanc-es (TBA) index, an‎d microbial counts of mesophilic bacteria, psychrophilic bacteria, lactic ac-id bacteria, Salmonella enteritidis, an‎d Staphylococcus aureus were investigated. The polysaccharide extraction yield was 4.43%, with a total carbohydrate content of 73.87%. Glucose was identified as the main monosaccharide at 238.72 mg/g. XRD spectroscopy re-vealed a semicrystalline structure, an‎d thermal analysis indicated stability up to 214°C. The water- an‎d oil-holding capacities were 3.64 g/g an‎d 5.47 g/g, respectively. This polysaccharide demonstrated greater digestive resistance than inulin (p<‎0.05) an‎d significantly stimulated the growth of Lactobacillus acidophilus. The postbiotic produced in the glucose-containing medi-um showed the strongest antioxidant an‎d antibacterial activity, effectively inhibiting the growth of pathogenic bacteria, followed by that produced in the pistachio green hull medium. The type of prebiotic did not affect the quality of volatile compounds an‎d organic acids but altered their quantity. In the applied study, postbiotic treatments, particularly those from pis-tachio green hull an‎d glucose, reduced the increase in pH, preserved color, an‎d maintained a lower thiobarbituric acid (TBA) index than the control. Furthermore, the growth of spoilage microorganisms was significantly inhibited, an‎d the shelf life of the product was extended. Overall, Eryngium billardieri polysaccharides exhibited desirable prebiotic an‎d technological properties an‎d stimulated the growth of probiotic bacteria. Although the chemical structure of prebiotics did not significantly affect the type of postbiotic metabolites, it did alter their quantity an‎d biological efficacy. Postbiotics derived from pistachio green hull polysaccharides exhibited stronger biological activity than those derived from Eryngium billardieri polysac-charides an‎d can be used as effective natural preservatives to increase the shelf life an‎d safety of chicken fillets. These results confirm the importance of using diverse plant polysaccharides to improve food quality an‎d safety through postbiotic production.

صبيحه سليمانيان زاد

اميرحسين گلي

مريم فنائي كهراني , محد رباني خوراسگاني , مرجان مجدي نسب