مقايسه قابليت محصولات مختلف مبتني بر پرتقال جهت توليد محصول پروبيوتيك با استفاده از Lactobacillus plantarum PTCC 1896

چكيده توسعه فرآورده‌هاي پروبيوتيك غيرلبني به دليل محدوديت‌هاي مصرف محصولات لبني و تمايل افراد به گياه خواري مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. هدف از اين پژوهش، مقايسه بسترهاي مختلف مبتني بر پرتقال شامل آب پرتقال پالپ‌دار، آب پرتقال بدون پالپ و پودر پرتقال براي توليد محصول پروبيوتيك و تعيين مناسب‌ترين بستر براي حفظ پايداري و زنده‌ماني باكتري بود. در اين راستا، قابليت اين سه ماتريس براي توليد محصول پروبيوتيك حاوي Lactobacillus plantarum PTCC 1896 بررسي شد. باكتري به دو صورت آزاد و درون‌پوشاني‌شده با آلژينات سديم 2 درصد به روش اكستروژن به محصولات افزوده شد و پايداري آن طي نگهداري، مقاومت در شرايط گوارشي شبيه‌سازي‌شده و ويژگي‌هاي حسي محصولات ارزيابي گرديد. بر اساس نتايج به‌دست‌آمده، دانك هاي توليدشده با آلژينات سديم بازده درون‌پوشاني 55/0± 9/82 درصد را نشان دادند . همچنين ساختار دانك‌ها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و طيف‌سنجي رامان بررسي شد و نتايج تشكيل دانك‌هاي آلژيناتي با ساختار يكنواخت و پيوسته را تأييد كرد. تحليل رامان كانفوكال نيز نشان داد كه ضخامت لايه ژلي آلژينات كلسيم حدود 11 ميكرومتر است كه نقش مهمي در حفاظت سلول‌هاي پروبيوتيك در برابر تنش‌هاي محيطي ايفا مي‌كند. بررسي زنده‌ماني باكتري در طول 28 روز نگهداري نشان داد كه روش درون‌پوشاني و نوع محصول تأثير معني‌داري (05/0‎>p ) بر بقاء باكتري دارند، به‌طوري‌كه در تمامي تيمارها نمونه‌هاي درون‌پوشاني‌شده زنده‌ماني بيشتري نسبت به نمونه‌هاي آزاد نشان دادند. در پايان دوره نگهداري، بيشترين ميزان زنده‌ماني مربوط به پودر پرتقال حاوي باكتري درون‌پوشاني‌شده با مقدار Log CFU/g 33/9 بود، در حالي‌كه كمترين مقدار در آب پرتقال بدون پالپ حاوي باكتري آزاد با Log CFU/g 58/6 مشاهده شد. ارزيابي مقاومت در شرايط گوارشي شبيه‌سازي‌شده نشان داد كه بيشترين كاهش جمعيت باكتري در مرحله معده رخ مي‌دهد، به‌ويژه در تيمارهاي حاوي باكتري آزاد، در حالي‌كه محصولات پودري درون‌پوشاني‌شده بيشترين ميزان بقاء را در تمامي مراحل گوارشي نشان دادند. در مرحله روده، بيشترين تعداد باكتري مربوط به پودر پرتقال درون‌پوشاني‌شده با مقدار Log CFU/g 91/7 بود كه پس از آن آب پرتقال پالپ‌دار درون‌پوشاني‌شده با CFU/g Log 83/7 و آب پرتقال بدون پالپ درون‌پوشاني‌شده با Log CFU/g 66/7 قرار داشتند، همچنين تعداد باكتري به صورت آزاد در روده در محصولات پودر پرتقال، آب پرتقال پالپ‌دار و آب پرتقال بدون پالپ به‌ترتيب Log CFU/g 85/6، Log CFU/g 72/6، Log CFU/g 46/6 گزارش شد. نتايج آزمون فريدمن نشان داد كه نوع محصول و نوع تيمار باكتري تأثير معني‌داري(05/0‎>p ) بر ويژگي‌هاي حسي شامل احساس دهاني، رنگ، مزه و پذيرش كلي دارد؛ به‌طوري‌كه در ميان تيمارهاي حاوي پروبيوتيك، نمونه آب پرتقال پالپ‌دار حاوي دانك بيشترين امتياز را در شاخص‌هاي مزه و پذيرش كلي و نزديك‌ترين عملكرد را به نمونه شاهد نشان داد، در حالي‌كه در ارزيابي رنگ، تيمارهاي آب پرتقال پالپ‌دار و پودر پرتقال حاوي باكتري بدون پوشش و در شاخص احساس دهاني، پودر پرتقال حاوي باكتري بدون پوشش بالاترين امتياز را در ميان نمونه‌هاي پروبيوتيكي كسب كردند. در مجموع، نتايج نشان داد كه انتخاب ماتريس‌هاي مختلف پرتقال و درون‌پوشاني با آلژينات سديم نقش مهمي در افزايش پايداري و زنده‌ماني پروبيوتيك دارد و مي‌تواند زمينه توسعه صنعتي فرآورده‌هاي پروبيوتيك غيرلبني بر پايه پرتقال را فراهم سازد. كلمات كليدي: لاكتوباسيلوس پلانتاروم، درون پوشاني، محصولات پرتقال، شبيه سازي گوارشي، خواص حسي

Abstract The present study aimed to develop an‎d compare three orange-based probiotic products (powdered, pulp-containing, an‎d pulp-free) enriched with Lactobacillus plantarum in free an‎d microencapsulated forms using sodium alginate beads. Alginate beads were produced by the extrusion method, an‎d their morphology an‎d size were eva‎luated by scanning electron microscopy (SEM). The beads exhibited irregular shapes with wrinkled surfaces an‎d an average diameter of 1.94 ± 0.30 mm, indicating the formation of a compact an‎d continuous gel network. The physicochemical properties (pH an‎d titratable acidity), probiotic viability during storage, simulated gastrointestinal tolerance, an‎d sensory characteristics were eva‎luated. The results showed that microencapsulation significantly improved probiotic survival compared to free cells in all three products. The most critical reduction in cell counts occurred during the gastric phase, while encapsulated cells demonstrated higher resistance an‎d partial recovery under intestinal conditions. Among the tested matrices, the powdered product containing encapsulated cells exhibited the highest probiotic viability throughout the study. Physicochemical parameters showed only slight variations during storage. Sensory eva‎luation results indicated that both formulation type an‎d bacterial state significantly influenced mouthfeel, color, taste, an‎d overall acceptability. Pulp-containing samples, particularly probiotic treatments, achieved the highest acceptability scores, whereas the lower scores for certain powdered samples were primarily attributed to the rehydration characteristics of the dried beads. Overall, sodium alginate beads effectively enhanced probiotic stability under simulated gastrointestinal conditions an‎d during storage. The powdered orange-based formulation, particularly in encapsulated form, demonstrated promising potential as a stable carrier system for functional probiotic beverage development. Keywords: Microencapsulation, Lactobacillus plantarum, Orange product, Gastrointestinal simulation, Probiotic viability, Sensory properties

صبيحه سليمانيان زاد , مرجان مجدي نسب

نفيسه سلطاني زاده , ابراهيم قاسمي