عنوان

اثر محافظت سرمایی هیدروژل‌‌‌های متیل سلولز/ پلی وینیل پیرولیدون بر زنده‌مانی باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم در طول خشک کردن انجمادی

Number

پ۲۶۱۳۱

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

اثر محافظت سرمایی هیدروژل‌‌‌های متیل سلولز/ پلی وینیل پیرولیدون بر زنده‌مانی باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم در طول خشک کردن انجمادی

First Statement of Responsibility

الهه موثق آلانق

Name of Publisher, Distributor, etc.

کشاورزی

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۰

Specific Material Designation and Extent of Item

۵۵ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

صنایع غذایی گرایش زیست فناوری مواد غذایی

Date of degree

۱۴۰۰/۰۶/۳۰

Text of Note

باکتري‌هاي اسیدلاکتیک به دلیل کاربرد گسترده‌ در صنایع تخمیري و تولید محصولات پروبیوتیکی بسیار حائز اهمیت هستند. خشک‌کردن انجمادي در مقایسه با سایر روش‌هاي خشک‌کردن داراي مزایای متعددی می‌باشد. به عنوان مثال در این روش خصوصیات مرفولوژیکی و بیوشیمیایی باکتري حفظ شده و از طرفی نرخ زنده‌مانی بالاتری فراهم می‌آید. یکی از اصلی‌ترین علل افت زنده‌مانی سلول‌ها در این روش در مقایسه با سایر روش‌های خشک‌کردن، آسیب‌هاي ناشی از انجماد بر سلول‌ها و به خصوص غشاء سلولی است. به همین جهت در مرحله‌ي انجماد می‌توان به کمک استفاده از مواد محافظ در محیط سلول‌ها از وارد آمدن آسیب به آن‌ها جلوگیری نمود. مکانیسم عمل این مواد بدین صورت است که با تشکیل فاز شیشه‌اي در اطراف سلول و کاستن از تحرک سلولی، افزایش زنده‌مانی را حین فرآیند سبب می‌شوند. هدف این تحقیق، بررسی اثر محافظت‌کنندگی دو هیدروژل پلی‌وینیل‌پیرولیدون/ متیل‌سلولز بر میزان بقای لاکتوباسیلوس‌پلانتاروم طی فرآیند خشک‌کردن انجمادی و مقایسه‌ی میزان زنده‌مانی در آن‌ها با میزان زنده‌مانی محافظ رایج در صنعت (شیر‌پس‌چرخ) بود. بدین منظور، بعد از فعال‌سازی کشت میکرواورگانیسم مورد مطالعه، توده‌ی میکرواورگانیسم‌ با استفاده از سانتریفوژ جدا شد و پس از شست‌وشو با سرم فیزیولوژی، با آن رقیق شده و به روش پور پلیت کشت داده شد. محلول پلی‌وینیل‌پیرولیدون، متیل‌سلولز و شیرپس‌چرخ و ترکیبی از آن‌ها تهیه شده و استریل شدند. برای بررسی ساختار هیدروژل‌های مورد استفاده آنالیزهای SEM,FTIR,XRD انجام شد و مشخص گردید هر دو ماده در سطح دارای شکلی نامنظم و ساختاری آمورف هستند. تعیین دمای انتقال شیشه‌‌ای توسط آنالیز DSC صورت پذیرفت که برای هر دو ماده تقریبا در محدوده‌ی 170 درجه‌ی سانتی‌گراد بود. برای انجام فرآیند خشک‌کردن، سوسپانسیون میکروبی با محلول‌های محافظ مخلوط شد و بعد از همگن شدن، درون ویال‎ها ریخته شده و سپس درون خشک‌کن انجمادی تحت فرآیند قرار گرفت. تعیین میزان زنده‌مانی بلافاصله بعد از خشک‌کردن به وسیله‌ی کشت باکتری و سپس شمارش تعداد کلنی‌های رشد کرده، صورت گرفت. نتایج تجزیه و تحلیل آماری حاکی از آن بود که فرمولاسیون مختلف ترکیبات محافظت‌کننده از لحاظ میزان بقای باکتری لاکتوباسیلوس‌پلانتاروم اختلاف معنی‌داری با یکدیگر دارند )05/0.(p< هم‌چنین نتایج مقایسه‌ی میانگین داده‌ها به روش دانکن نشان داد که بیشترین زنده‌مانی با 06/76% مربوط به ترکیب بهینه (نسبت یک به یک پلی‌وینیل‌پیرولیدون10%(w/v)/ متیل‌سلولز4% (w/v)) و کم‌ترین آن با 96/66% زنده‌مانی مربوط به (نسبت ترکیب بهینه 75%(w/v) / شیرپس‌چرخ 25%(w/v)) بود.

Text of Note

Abstract: The lactic acid bacteria are one of the most important bacteria which are extensively used in fermentation industries and probiotic products. Among all methods of drying, freeze-drying is a very useful method that has several advantages such as higher stability of the morphological and biochemical characteristics and greater bacterial survival. However, a disadvantage of this method is the formation of ice crystals during the freezing stage which can easily disrupt the outer membrane of the cells. Given this, cryoprotectant compounds are used to overcome this problem. The action mechanism of these materials is to reduce cellular mobility by forming a glassy phase surrounding the cells, so that the survival rate is increased during the process. Therefore, this study aimed to investigate the cryoprotective effect of methylcellulose/ polyvinylpyrrolidone hydrogels on the viability of Lactobacillus plantarum during freeze-drying and compare them with the effect of skim milk on the viability of studied microorganism. For this purpose, after activating the culture of the microorganism until the stationary phase, the biomass was separated by using a centrifuge and then washed with physiological serum. Afterward, it was diluted and cultured by the pour plate method. A solution of polyvinylpyrrolidone, methylcellulose and skim milk and a combination of them was prepared and sterilized. To study the structure of the hydrogels, scanning electron microscope (SEM), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), and X-ray diffraction (XRD) analyses were performed. The results indicated that the hydrogels had an irregular shape, amorphous and high porosity. The glass transition temperature of hydrogels was determined by differential scanning calorimetry (DSC) analysis, which was in the range of approximately 170 °C for both materials. In the next stage, the hydrogels with different formulations were prepared and then mixed with microbial suspension. Finally, the mixture was poured into vials and freeze-dried. Statistical analysis showed that the different formulations of cryoprotectant compounds were significantly differente in terms of survival of Lactobacillus plantarum (p<0.05). As the highest (76.02%) survival was related to (optimal composition) (10% polyvinylpyrrolidone (w / v) / 4% methylcellulose (w / v) (one to one ratio) and the lowest (66.96%) was related to (optimal composition 75% (w / v) /skim milk 25% (w / v)). So it can be concluded that the optimal composition (10% polyvinylpyrrolidone (w/v) / 4% methylcellulose (w/v) (one to one ratio) might be replaced instead of skim milk in the industry.

Variant Title

The cryoprotective effect of methylcellulose/ polyvinylpyrrolidone hydrogels on the viability of Lactobacillus plantarum during freeze drying

Entry Element

موثق آلانق، ‏

Part of Name Other than Entry Element

‏ الهه

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏رضایی مکرم،

Entry Element

صوتی خیابانی،

Entry Element

قیاسی فر،

Part of Name Other than Entry Element

‏رضا

Part of Name Other than Entry Element

‏محمود

Part of Name Other than Entry Element

‏ شیوا

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Entry Element

تبریز