Lenmagolaj-süteményen alapuló, nem tejszerű kefirszerű erjesztett ital fejlesztése, jellemzése és bioaktivitása

Łukasz Łopusiewicz

1 Bioimmobilizációs és innovatív csomagolóanyagok központja, Élelmiszertudományi és Halászati Kar, Nyugat-Pomerániai Műszaki Egyetem Szczecin, Janickiego 35, 71-270 Szczecin, Lengyelország; lp.ude.tuz@akswolzord_ailime (E.D.); [email protected] (P.S.); lp.ude.tuz@aksnyzemm (M.M.); lp.ude.tuz@kaiwoktrab-rutra (A.B.)

Emilia Drozłowska

Paulina Siedlecka

Monika Mężyńska

Artur Bartkowiak

Sienkiewicz Monika

2 Allergológiai és Légzési Rehabilitációs Tanszék, Lodzi Orvostudományi Egyetem, Zeligowskiego 7/9, 90-752 Lodz, Lengyelország; [email protected] (M.S.); [email protected] (H.Z.-B.)

Hanna Zielińska-Bliźniewska

2 Allergológiai és Légzési Rehabilitációs Tanszék, Lodzi Orvostudományi Egyetem, Zeligowskiego 7/9, 90-752 Lodz, Lengyelország; [email protected] (M.S.); [email protected] (H.Z.-B.)

Paweł Kwiatkowski

3 Diagnosztikai Immunológiai Tanszék, mikrobiológiai, immunológiai és laboratóriumi orvoslás tanszék, Pomerániai Orvostudományi Egyetem, Szczecin, Powstancow Wielkopolskich Avenue 72, Szczecin, 70-111, Lengyelország; [email protected]

Absztrakt

A lenmagolaj-süteményt (FOC) potenciális szubsztrátként értékelték egy új kefirszerű fermentált ital előállításához. Három, 5%, 10% és 15% (w/w) FOC-ot tartalmazó változatot oltottunk be kefirszemekkel és inkubáltuk 25 ° C-on 24 órán át. Feldolgozás után az italokat hűtött körülmények között (6 ° C) tárolták 21 napig. Becsülték a mikrobiális populáció, a pH, a savasság, a fehérjék, a polifenolok, a flavonoidok, az aszkorbinsav és a redukáló cukrok szintjének változását. Ezenkívül meghatároztuk a viszkozitást, a szilárdságot, a színt és az antioxidáns tulajdonságokat. Az eredmények azt mutatták, hogy a tejsavbaktériumok, valamint az élesztő képesek jól növekedni a FOC-ban mindenféle kiegészítés nélkül. Hűtőszekrényben történő tárolás során a mikroorganizmusok életképessége meghaladta a kefirtermékekhez ajánlott minimális szintet. Az erjedés eredményeként az italok kiváló antioxidáns aktivitást mutattak. A FOC italok funkcionális jellemzői miatt a kefirszemek alkalmazása megfelelő potenciált mutatott az ipari felhasználásra. Ezért ezeket az italokat új, nem tejtermékként használhatják a mikroflóra előnyös fogyasztására, különösen a vegánok és a laktóz-intoleráns fogyasztók számára.

1. Bemutatkozás

Az elmúlt években egyre nagyobb az érdeklődés új funkcionális élelmiszerek kifejlesztése iránt. A fermentált italok fogyasztása világszerte népszerűségnek örvend egészséget elősegítő hatásuk és kapcsolódó tulajdonságaik miatt [1,2,3,4,5,6,7]. Az erjesztett italok tartalmazhatnak probiotikus mikroorganizmusokat, amelyek élő mikroorganizmusok, amelyek megfelelő mennyiségben, ehető mátrixokban történő alkalmazásuk egészségügyi előnyökkel jár a fogyasztók számára [2,8,9,10,11]. Ezen mikroorganizmusok közül sokat tejsavbaktériumként (LAB) azonosítottak, és általában erjesztett tej, joghurt vagy kefir formájában fogyasztják [7,9]. Általában a legtöbb erjesztett termékről kiderült, hogy legalább 106 telepképző egységet (CFU)/ml tartalmaz, a koncentrációk változóktól függően változhatnak, például a termék régiójától, életkorától és időpontjától, amikor a termékeket elemzik vagy fogyasztják [3]., 6,8,10]. Az Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezet (FAO) és az Egészségügyi Világszervezet (WHO) szerint a kefirnek legalább 107 CFU/ml mikroorganizmust, a végterméknek pedig legalább 104 CFU/ml élesztőt kell tartalmaznia [3,10, 12,13].

A tehéntej-alternatívák iránti fogyasztói kereslet azonban nőtt a laktóz-intolerancia, az allergia és a koleszterinszint diagnózisának növekedése következtében. Ezenkívül a vegetarianizmus folyamatos tendenciája, a növekvő számú vegán/vegetáriánus fogyasztók körében, világszerte hatalmas jelentőségűvé tette a nem tejipari probiotikus termékeket [1,23]. Jelenleg alternatív kefirkészítményeket javasolnak, amelyek a tejet helyettesítik és más szénhidrátokat alkalmaznak különféle, nem tejből származó, nagy hozzáadott értékű probiotikus italok előállításához, amelyek funkcionális élelmiszerekként jellemezhetők [7,13,16,17,21,24]. Az új termékek fontos élelmiszerek lehetnek, amelyek élő mikroorganizmusokat szolgáltatnak a vegetáriánusok számára, korlátozott fermentált termékek rendelkezésre állásával [1,13]. Hasonlóképpen érdekes eredményeket mutattak be a kefir tenyészetek melasz [9,13], rizs [24], földimogyoró [16], kakaómassza [7], szójakivonatok [25], gyümölcsök és zöldségek [1] erjesztésére történő alkalmazásával kapcsolatban., 2,12,13,14], mogyoró, dió, rizs és szója növényi tej [10,17,19,20,21].

Legjobb tudásunk szerint nem jelentettek beszámolást a hidegen sajtolással nyert lenmagolaj-torta erjesztett kefirszerű italok előállítására történő felhasználásáról. Így a bemutatott tanulmány célja ital előállítása kefirszemcsékkel erjesztett lenmagolaj-sütemény különböző koncentrációin, valamint annak bioaktivitásának, mikrobiológiai és fiziokémiai tulajdonságainak értékelésén alapuló hűtőszekrényben történő 21 napos tárolás során.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Anyagok és reagensek

Hidegen sajtolt technikával nyert lenmagolaj-süteményt (FOC) az ACS Sp. z o.o. (Bydgoszcz, Lengyelország). A gyártó információi szerint a FOC közeli összetétele a következő volt: szilárdanyag-tartalom 80,50%, hamutartalom 4,50%, fehérjetartalom 41,97%, zsírtartalom 6,11%, szénhidrát 27,99%, rost 6,29%. Kereskedelmi kefirszemeket (Yoghurt-Tek®, Lactoferm Kefir Series, Kefir-31) a Biochem s.r.l. (Róma, Olaszország). Nátrium-hidroxid, ammónia-víz, kálium-jodid, ezüst-nitrát, kénsav, bórsav, sósav, hidrogén-peroxid, dinátrium-foszfát, mononátrium-foszfát, fenolftalein, 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH), 2,2′- azino-bisz (3-etil-benzotiazolin-6-szulfonsav) (ABTS), metanol, Folin-Ciocalteu reagens, nátrium-karbonát, galluszsav, nátrium-nitrit, alumínium-klorid, kvercetin, 3,5-dinitrosalicilsav, nátrium-tartarát-tetrahidrát, ecetsav savat, nátrium-acetátot, 2,6-diklór-fenolindofenolt, oxálsavat, aszkorbinsavat, kálium-ferricinidet, triklór-ecetsavat, vas-kloridot és klóramfenikolt a Sigma Aldrich-től (Darmstadt, Németország) vásároltuk. A glükózt a Chempur-tól (Piekary Śląskie, Lengyelország) szállították. Valamennyi reagens analitikai minőségű volt. Pufferolt peptonvizet, MRS agart és Sabouraud agart a Merck-től (Darmstadt, Németország) szereztünk be.

2.2. Lenmagolaj sütemény készítése és cianogén vegyületek meghatározása

Mivel a HCN eltávolítási arányát a következőképpen számították ki:

2.3. Erjesztés

Homogenizálás után az elegyeket tartályokba osztjuk, és 30 percig 60 ° C-on melegítve pasztörizáljuk, majd lehűtjük és hűtőszekrényben tároljuk az erjedés előtt egy nappal. Kereskedelmi kefirszemek, amelyek Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricust és Saccharomyces cerevisiae-t használtunk ebben a vizsgálatban. Kefirszerű italokat úgy állítottak elő, hogy 500 ml adott változatot (25 ° C-ra előmelegítve) összekevertek 5 g kefirszemcsével (1,26 × 10 7 ± 0,20 CFU/g LAB-ot és 1,36 × 10 7 ± 0,34 CFU-t tartalmazva)./g élesztő) és 25 ° C-on 100 ml zárt steril műanyag pohárban 24 órán át fermentáljuk. Feldolgozás után az italokat lehűtötték és 6 ° C-on tárolták 21 napig. Az elemzéseket 1, 4, 7, 14 és 21 napos tárolás után végeztük. A nem erjesztett referencia mintákat ugyanúgy kezeltük, de kefirszemek hozzáadása nélkül, ami összehasonlításra szolgált.

2.4. A teljes szilárdanyag-tartalom (TSC), a fehérjetartalom (PC), a hamutartalom (AC), a pH és a titrálható savasság (TA) meghatározása

Az összes szilárd anyag (968,11), fehérje (99120) és hamu (94546) tartalmat AOAC standard módszerekkel mértük [34]. 6,38 szorzótényezőt alkalmaztunk a nitrogén százalék fehérje százalékra való átszámítására. A nem erjesztett és fermentált minták pH-ját közvetlenül 25 ° C-on mértük pH-mérővel (CP-411, Elmetron, Zabrze, Lengyelország). A mintákban a TA-meghatározást (tejsav g-jában kifejezve 100 ml mintánként) Bernat és mtsai. [35], amely abból állt, hogy 5 g mintát összekevertünk 20 ml desztillált vízzel, és 0,01 M NaOH-oldattal titráltuk, fenolftaleint (0,1%, w/v 95% etanolban) használva indikátorként.

2.5. Tejsavbaktériumok és élesztő életképességének meghatározása

A teljes tárolás során a mintákat (1 ml) összegyűjtöttük és 9 ml steril pufferolt peptonvízzel hígítottuk (Merck, Darmstad, Németország), és sorozatos hígításokat készítettünk. A tejsavbaktériumok számát MRS (de Man, Rogosa és Sharpe) táptalajon (Merck, Darmstad, Németország) határoztuk meg 37 ° C-on, anaerob körülmények között 72 órán át tartó inkubálás után, míg az élesztőszámot Sabouraud táptalajon (150 ppm-mel kiegészítve). klóramfenikol) 25 ° C-on 72 órán át. A mikroorganizmusok felsorolását három példányban hajtottuk végre (30-300 kolóniával rendelkező lemezek számlálásával), és az életképes sejtek számát CFU/ml mintában fejeztük ki.

2.6. Szilárdság és viszkozitás mérések

A textúraprofilokat szobahőmérsékleten végeztük Zwick/Roell 2,5 Z berendezéssel (Zwick/Roell, Ulm, Németország), hengeres szondával (átmérője 40 mm). A mintákat 50 mm mélységben gondosan beledobtuk üvegpoharakba (55 mm belső átmérőjű és 70 mm magas). A mintákba való behatolási sebesség 10 mm/s, a behatolási mélység 25 mm volt. A kényszeridő eredményei alapján kiszámították a szilárdságot. A viszkozitásméréseket reométeren (AR G2, TA Instruments Ltd., New Castle, DE, USA) végeztük. A mintákat 20 ° C-on elemeztük 62 mm átmérőjű rozsdamentes acél kúplemez segítségével. Az állandó állapotú áramlásméréseket 50 s -1 nyírási sebességgel hajtottuk végre, és a viszkozitásértékeket a TA Rheology Advantage Data Analysis berendezés V 5.4.7 szoftveréből kaptuk. (TA Instruments, New Castle, DE, USA).

2.7. Színelemzés

A minták színét egy Konica Minolta CR - 5 színmérővel mértük a Hunter Lab színrendszerrel (Konica Minolta, Osaka, Japán). A színkoordináták a következők voltak: világosság (L *), vörösség/zöldség (+/− a *) és sárgaság/kékség (+/− b *). Az elemzéseket három egymástól független időpontban végeztük el, és átlagértékként adtuk meg ± szórással.

2.8. A felülúszók előállítása és az antioxidáns aktivitás elemzése

Az elemzéshez tiszta folyadékok előállítása céljából a mintákat 1,5 ml-es Eppendorf-csövekbe helyeztük, és 10 percig 20 ° C-on 14 000 fordulat/perc sebességgel centrifugáltuk (Centrifuga 5418 Eppendorf, Varsó, Lengyelország). Az adott típusú minta felülúszóit összekevertük és 0,22 um-es nejlonmembránszűrőn (Sigma-Aldrich, Darmstadt, Németország) átszűrtük. A kapott tiszta folyadékokat további elemzésekhez használtuk. A DPPH gyökfogó aktivitást Tong és munkatársai módszerével határoztuk meg. [36]. Két milliliter reakcióelegy 1 ml 0,1 mM DPPH metanolos oldatot és 1 ml felülúszót tartalmaz. A keverékeket erőteljesen rázzuk, és sötétbe helyezzük. Az abszorpciót 517 nm-en mértük (UV-Vis Thermo Scientific Evolution 220 spektrofotométer (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, DE, USA) 30 perc elteltével, és a gátlási képességet a következő képlet alapján kaptuk:

ahol Abs0 abszorbancia minta nélkül és Abs1 abszorbancia a minta jelenlétében.

A minták antioxidáns aktivitását az ABTS gyökös kation dekolorizációs vizsgálattal is kimértük Kim és munkatársai módszertanát követve. [37]. Az ABTS radikális kationt (ABTS +) úgy állítottuk elő, hogy az ABTS törzsoldatot (7,4 mM desztillált vízben) reagáltattuk 2,45 mM kálium-perszulfáttal (végső koncentráció), és használat előtt hagytuk a keveréket szobahőmérsékleten sötétben állni 16 órán át. . A vizsgálat előtt az oldatot etanollal hígítottuk, hogy 734 nm-en 0,700 ± 0,02 abszorbancát kapjunk. A reagens vakminta-értékét vettük (A0). 3 ml hígított ABTS · + oldat hozzáadása után 50 µL mintához az abszorbanciát 734 nm-en mértük pontosan 6 perc kezdeti keverés után (A1). Az ABTS gyökfogási sebességet a következő képlettel számoltuk:

ahol Abs0 az abszorbancia minta nélkül, és Abs1 az abszorbancia a minta jelenlétében.

2.9. Csökkentő teljesítmény meghatározása

Az egyes minták redukáló erejét Tong és munkatársai által leírt módszerrel becsültük meg. [36]. A felülúszókat (500 μl) csőbe helyeztük, amelyhez 1,25 ml foszfátpuffer oldatot (0,2 M, pH 6,6), valamint 1,25 ml 1% -os kálium-ferricianid oldatot adtunk. 20 percig 50 ° C-on végzett inkubálás után 1,25 ml triklór-ecetsav-oldatot adunk a csőbe. 10 percig 3000 fordulat/perc sebességgel végzett centrifugálással nyert 1,25 ml felülúszót 1,25 ml ionmentes vízzel hígítottunk. Végül 0,25 ml 0,1% -os vas (III) -klorid-oldatot adunk a vizsgálat befejezéséhez. Az abszorbanciát 700 nm-en határoztuk meg, ami a redukáló teljesítményt képviselte.

2.10. Az összes polifenol-tartalom (TPC) meghatározása

Az egyes felülúszók összes polifenol-tartalmát Folin-Ciocalteu módszerrel határoztuk meg Tong és munkatársai által leírtak szerint. [36]. A felülúszókat (100 µL) összekevertük 6 ml desztillált vízzel és 0,5 ml Folin-Ciocalteu reagenssel. 3 perc múlva 1,5 ml telített Na2C03-oldatot adunk hozzá, és az elegyet 30 percig sötétben, 40 ° C-on inkubáljuk. A keverék abszorbanciáját 765 nm-en mértük (UV-Vis Thermo Scientific Evolution 220 spektrofotométer). A TPC koncentrációját mg gallussav-ekvivalens (GAE)/ml minta (mg GAE/ml) formájában számoltuk.

2.11. A teljes flavonidtartalom (TFC) meghatározása

Az egyes minták teljes flavonoidtartalmát (TFC) Tong és munkatársai által leírt módszerrel becsültük meg. enyhe módosítással [36]. 250 ul felülúszót összekevertünk 1 ml desztillált vízzel és 75 ul 5% -os NaNO2 oldattal. 5 perc elteltével 75 ul 10% -os AlCl3-oldatot adunk hozzá, és az elegyet 6 percig állni hagyjuk, mielőtt 250 ul 1 M NaOH-t adunk hozzá. A teljes térfogatú elegyet desztillált vízzel 3 ml-re egészítettük ki, majd az abszorbanciát 510 nm-en mértük (UV-Vis Thermo Scientific Evolution 220 spektrofotométer). A kalibrációs görbéhez kvercetint használtunk, és az eredményeket mg quercetin ekvivalens (QE)/ml minta (mg QE/ml) formájában fejeztük ki.

2.12. A redukáló cukortartalom (RSC) meghatározása

A redukáló cukortartalmat (RSC) DNS (3,5-dinitroszalicilsav) módszerrel határoztuk meg. Összesen 10 g DNS-t feloldunk 200 ml desztillált vízben folyamatos keverés közben, majd lassan 16 g NaOH-ot (először 150 ml desztillált vízben oldunk) adunk hozzá. Az elegyet keverés közben 50 ° C-on inkubáljuk, így tiszta oldatot kapunk. Ezután kis adagokban hozzáadunk 403 g kálium-nátrium-tartarát-tetrahidrátot. Az elegyet papírszűrőn szűrjük, és a térfogatot desztillált vízzel 1000 ml-re töltjük. Egy milliliter felülúszót összekevertünk 1 ml 0,05 m acetátpufferrel (pH 4,8), és 3 ml DNS-reagenst adtunk hozzá, majd erőteljesen rázattuk. Az elegyeket forralt vízben 5 percig inkubáltuk, majd szobahőmérsékleten lehűtöttük. Ezután az abszorbancia értékeket 540 nm-en rögzítettük (UV-Vis Thermo Scientific Evolution 220 spektrofotométer). A kalibrációs görbéhez acetát-pufferben lévő glükózt használtunk.

2.13. Az aszkorbinsav-tartalom meghatározása

Az aszkorbinsav-tartalom meghatározásához a korábban leírt módon a 2,6-diklór-fenolindofenol redukciójával járó Tillmans-titrálási módszert alkalmaztuk [38]. Két milliliter felülúszót összekevertünk 2 ml (2%) oxálsavoldattal és erőteljesen rázattuk. Az oldatot gyorsan 2,6-diklór-fenol-indofenollal titráltuk, amíg a rózsaszín 30 másodpercig megmaradt. Az aszkorbinsav tartalmát milligrammban/ml minta fejezzük ki.