Development of whey protein-pullulan microcapsules for the encapsulation of Lactobacillus acidophilus NRRL-B 4495 as a functional food ingredient
Fonksiyonel gıda katkı maddesi olarak Lactobacillus acidophilus NRRL-B 4495'in enkapsülasyonu için peynir altı suyu proteini-pullulan mikrokapsüllerinin geliştirilmesi
- Tez No: 371902
- Danışmanlar: PROF. DR. HAYRİYE ŞEBNEM HARSA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus acidophilus
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı in vitro gastrointestinal koşullar altında probiyotik bakterilerin canlılığı üzerine etkisini gözlemlemek amacıyla, peynir altı suyu proteini-pullulan (PAS-pullulan) mikrokapsüllerinin geliştirilmesidir. Bu çalışmada probiyotik bakterileri olarak <i>Lactobacillus acidophilus</i> NRRL-B 4495'in kullanımına karar verilmiştir. Bu çalışma, probiyotik bakteri hücrelerinin PAS-pullulan jel matris içine başarılı bir şekilde kapsüllenmiş olduğunu göstermektedir. Uygun mikrokapsül oluşumu parametreleri şu şekilde belirlenmiştir; ayçicek yağı ile %10.8 oranında pullulan içeren protein jel matrise sahip, %50 iç polimer sulu fazdan oluşan birincil emülsiyon oluşumu ve 10.00 log KOB/g optimum bakteri oranı olarak kararlaştırılmıştır. Peynir altı suyu proteininden oluşan duvar matrisi içerisine pullulan eklenmesi ile daha yoğun ve pürüzsüz yüzey yapısına sahip küresel mikrokapsüllerin oluştuğu gözlemlenmiştir. Duvar matris içinde bulunan farklı pullulan konsantrasyonları ile 80μm-68μm arasında ortalama çapa sahip mikrokapsüller elde edilmiştir. <i>Lactobacillus acidophilus</i> NRRL-B 4495'in in vitro gastrointestinal koşullar altında canlı kalma oranları pullulan varlığıyla önemli ölçüde (p <0.05) artmıştır. Simüle edilen mide çözeltisi içerisinde 3saat inkübasyon sonucunda PAS-pullulan duvar matrisi %87.18 oranında bakteri canlılığı gösterir iken serbest hücreler için bu oran %73.19 olarak hesaplanmıştır. Protein-polisakkarit jel ağı ile mide çözeltisinin yanında safra tuzunun da difüzyonu sınırlandırılmıştır. Püskürterek kurutma işlemi esnasında yüksek pullulan varlığı sonucu fibril yapıların oluşumu gözlemlenmiştir. Probiyotik hücrelerin protein:pullulan oranı 4.5:1 olan Pas-pullulan duvar matrisi varlığında 145 ºC dış sıcaklıkla püskürtülerek kurutulması en uygun koşul olarak belirlenmiştir. Ayrıca pullulan varlığı ile mikrokapsüllerin salınım özellikleri de değişim göstermiştir. pH tolerans testi ile PAS-pullulan matrisine kapsüllenen bakterilerin uygun ortam koşulları altında çoğalmasının mümkün olduğu sonucuna varılmıştır. Öte yandan, geliştirilmiş polimer duvar matrisine kapsülleme işleminin bakterilerin ısı stresine karşı dayanıklılıklarında olumlu bir sonuç elde edilememiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to develop whey protein-pullulan (WPI-pullulan) microcapsules in order to assess its protective effect on the viability probiotic bacteria under in vitro gastrointestinal conditions. The probiotic bacteria used in this study was of <i>Lactobacillus acidophilus</i> NRRL-B 4495. This study demonstrated that probiotic bacterial cells were successfully encapsulated into WPI-pullulan gel matrix. The appropriate microcapsule formation parameters include formation of primary emulsion having 50% inner polymer aqueous phase having whey protein in the presence of 10.8% pullulan with sunflower oil. Optimal concentration of bacteria for microencapsulation was decided to be kept at 10.00 log CFU/g since increasing initial load resulted in decreasing microencapsulation efficiency. The incorporation of pullulan into whey protein wall matrix created spherical microcapsules with denser and smoother surface structure. Microcapsules with varying pullulan concentrations in the wall matrix obtained the mean diameters between 68 µm to 80µm. The survival rates of <i>Lactobacillus acidophilus</i> NRRL-B 4495 under in vitro gastrointestinal conditions were significantly (p<0.05) improved by the presence of pullulan. WPI-pullulan wall matrix resulted in a 87.18% survival rate as compared to 73.19 % for free cells after 3h incubation in simulated gastric solution. Protein-polysaccharide gel network formed in the microcapsules restricted diffusion of bile salts, as well. During spray drying experiments with high concentration of pullulan, fibrous structure formation was observed. Optimal conditions for spray drying of probiotic cells were decided to have 145 ºC as an outlet temperature in the presence of WPI-pullulan wall matrix with 4.5:1 protein:pullulan ratio. Moreover pullulan incorporation in contributed to release properties of microcapsules by altering the dissolution and porosity properties. On the other hand, encapsulation into developed polymer wall matrix in wet and spray dried forms did not provide any positive advantage for the responses of probiotic microorganism against heat stress.
Benzer Tezler
- Development of functional chocolate using gamma-amino butyric acid producer probiotic : Prominent to alleviate anxiety disorder
Kaygı bozukluğunu gidermede önemli olan: Gama-amino bütirik asit üreticisi probiyotik kullanılarak fonksiyonel çikolata geliştirilmesi
MERVE ÖZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Development of Probiotic Chocolate Using Gamma-Amino Butyric Acid Producer Probiotics to Overcome Anxiety Disorder
Anksiyete Bozukluğunu Gidermek için Gama-Amino Bütirik Asit Üreticisi Probiyotik Bakteriler Kullanılarak Probiyotik Çikolata Geliştirilmesi
MERVE ÖZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
İzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Development of whey protein isolate based nanocomposite food packaging films incorporated with chitosan and zein nanoparticles
Kitosan ve zein nanotanecikler içeren peynir altı suyu izolatı bazlı nanokompozit gıda ambalajı filmlerinin geliştirilmesi
PELİN OYMACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Development and characterization of whey based alpha-lactalbumin protein nanotubes for food applications
Gıda uygulamaları için peyniraltı suyu kaynaklı alfa-laktalbumin protein nanaotüplerinin üretimi ve karakterizasyonu
ÖZGÜR TARHAN
- Utilization of cheese whey as a medium for bacterial cultivation and protein expression, bacterial cellulose production, and biofertilizer development
Peynir suyunun bakteri kültürü ve protein üretimi, bakteriyel selüloz üretimi ve biyo gübre geliştirme için bir ortam olarak kullanılması
AMIR TOWFIQ HASAN ALKOWLANI