بداية الثقافات الجافة أفضل

يقوم باحثو TUM بتطوير عملية صديقة للبيئة لجعل البروبيوتيك أكثر استقرارًا

فهي في اللبن الزبادي ، ومزيج الحبوب ومسحوق حليب الأطفال - البكتيريا بروبيوتيك آخذة في الازدياد كما الإضافات المعززة للصحة في رف الطعام. ومع ذلك ، فإن إنتاج هذا "الغذاء الوظيفي" يعاني من عيوب: فبعض سلالات البكتيريا النشطة فقط هي قوية لدرجة أنها تنجو من طرق الإنتاج التقليدية. طور مهندسو العمليات وأخصائيو الأحياء الدقيقة من الجامعة التقنية بميونيخ (TUM) عملية لطيفة بشكل خاص لتتمكن من استخدام البروبيوتيك غير المستخدمة سابقًا في المستقبل. والنتيجة تساعد الشركات والمستهلكين على حد سواء: فهي توفر الطاقة والمال في التصنيع وفي الوقت نفسه تجعل البروبيوتيك يدوم لفترة أطول.

كمضافات وظيفية ، تعزز البروبيوتيك جهاز المناعة وصحة الأمعاء. لكن كيف يدخلون في تغليف المواد الغذائية؟ حتى الآن ، تم تجفيف بكتيريا البروبيوتيك في الغالب بحيث يمكن استخدامها في صورة مركزة كمضافات غذائية. لكن التجفيف بالتجميد يمثل مشكلة - فبالنسبة لبعض البروبيوتيك ، يعني ذلك موتًا محتملاً للبرد كما أنه يستهلك طاقة كبيرة. لأنه في هذه العملية ، يجب أولاً تجميد البروبيوتيك. ثم يتم إمدادهم بالحرارة عندما يتم تجميدهم. هذا يحول الجليد مباشرة إلى بخار ماء ، والذي يتم إزالته من المستحضر البكتيري. أراد باحثو TUM من رئيس قسم هندسة العمليات الغذائية وتكنولوجيا الألبان تقصير هذا "الالتفاف": لذلك بدأوا في البحث عن عملية تجفيف أكثر لطفًا وصديقة للبيئة.

اكتشف باحثو TUM التجفيف بالفراغ بدرجة حرارة منخفضة (NTVT) ، حيث يعمل هذا أيضًا في ظروف معتدلة. ومع ذلك ، في هذه العملية ، يظل المنتج سائلاً: في ظل التفريغ ، يمكن تبخير السائل عند درجات حرارة معتدلة - عند ضغط هواء 10 ملي بار ، يغلي الماء عند حوالي 8 درجات مئوية. بالمقارنة مع التجفيف بالتجميد ، يمكنك توفير 40٪ من الطاقة بهذه الطريقة. الفريق المحيط د. قامت Petra Först من رئيس قسم هندسة العمليات الغذائية وتكنولوجيا الألبان بالتحقيق في هذه العملية في تجربة مع ثلاث سلالات بكتيرية بروبيوتيك: حدد باحثو TUM أولاً ظروف NTVT المثلى وفي الخطوة الثانية قارنوا النتائج مع التجفيف الكلاسيكي بالتجميد.

مع نتيجة مفاجئة: في بعض الحالات ، أدى التجفيف بالفراغ بدرجة حرارة منخفضة إلى بقاء أفضل من التجفيف بالتجميد التقليدي. تُظهر زراعة الزبادي Lactobacillus bulgaricus ، التي لا تكاد تتحمل التجفيف بالتجميد ، تحسنًا بمقدار عشرة أضعاف في المحصول بعد NTVT. وبالتالي فإن تطوير العملية الجديدة يتيح أيضًا استخدام "مرشحات" بروبيوتيك ذات خصائص تعزز الصحة حساسة للغاية لعملية التصنيع السابقة في صناعة الأغذية. على العكس من ذلك ، فقد تبين أيضًا أن البروبيوتيك الذي ينجو من التجفيف بالتجميد جيدًا ، يؤدي بشكل أسوأ في التجفيف بالفراغ في درجات الحرارة المنخفضة. باختصار: تعتمد أنسب طريقة للتجفيف على السلالة البكتيرية المعنية.

فريق البحث بقيادة د. يورغن بير من رئيس قسم الأحياء الدقيقة التقنية في TUM. قاموا بفحص السلالات البكتيرية بحثًا عن الاختلافات المحتملة التي يمكن أن تفسر السلوك غير المتكافئ في عمليات التجفيف: وبالتالي يمكن أن يكمن السر في غشاء الخلية البكتيرية الذي يحمي البكتيريا من التأثيرات البيئية. وقد تبين أن هذا "الدرع الواقي" القابل للتكيف من البروبيوتيك له تركيبة مختلفة من الأحماض الدهنية لكل سلالة بكتيرية. يمكن للباحثين الآن التحكم في هذه التركيبة بطريقة مستهدفة عن طريق تغيير ظروف الزراعة قبل عملية التجفيف - في الاختبار العملي ، تمكنوا من زيادة معدل بقاء السلالة البكتيرية بعد التجفيف بنحو 50٪ من خلال تحسين ظروف الزراعة.

بالمناسبة ، فإن عملية التجفيف بالفراغ ذات درجة الحرارة المنخفضة ليست فقط أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، بل لها أيضًا تأثير إيجابي على ثبات التخزين: البروبيوتيك في شكل مسحوق تم إنتاجه باستخدام NTVT تحافظ على فترة أطول بكثير في المزيج أو مسحوق حليب الأطفال أكثر من تلك الناتجة عن التجفيف بالتجميد التقليدي بعد فتح العبوة. هذا يعني أنه حتى بعد التخزين في ظل ظروف غير مواتية ، يبقى عدد أكبر من البكتيريا النشطة في المنتج حتى يتم استهلاكه.

الأدب:

فورست ، ص. كولوزيك ، يو. شميت ، م. باور ، إس. Santivarangkna ، Ch: استقرار تخزين بكتيريا البروبيوتيك المجففة بالفراغ Lactobacillus paracasei F19. معالجة الأغذية والمنتجات الحيوية ، النشر المسبق عبر الإنترنت في http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096030851100054X (دوى: 10.1016 / j.fbp.2011.06.004)

باور ، SAW ؛ شنايدر ، س. بهر ، ياء ؛ كولوزيك ، يو. فورست ، ب.: التأثير المشترك للتخمير وظروف التجفيف على البقاء والنشاط الأيضي لمزارع البروبيوتيك البادئة بعد التجفيف بالشفط بدرجة حرارة منخفضة. J. Biotechnology ، منشور مسبق عبر الإنترنت على الموقع http: //www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168165611003099 (دوى: 10.1016 / j.jbiotec.2011.06.010)

المصدر: ميونيخ [TUM]