Підвищення активності біфідобактерій та молочнокислих бактерій, а також покращення окислювальної стабільності у функціональному водоростевому концентрованому йогурті з порошком Spirulina platensis
Анотація
Це дослідження спрямоване на задоволення зростаючого попиту на здорові функціональні молочні продукти шляхом вивчення включення Spirulina platensis до складу концентрованого йогурту та оцінки її впливу на закваски та властивості продукту. Комплексний аналіз продемонстрував здатність спіруліни посилювати ріст біфідобактерій, кислотність, вміст ПНЖК та антиоксидантну активність у йогуртах, що вказує на її потенціал для покращення поживної якості та окислювальної стабільності молочних продуктів. У дослідженні вивчався вплив різних співвідношень спіруліни на активність йогуртових заквасок, включаючи Lb. casei, Lb. plantarum, Lb. acidophilus та суміш біфідобактерій. Було приготовано три концентровані йогурти, включаючи контроль, зразок пробіотика та зразок з додаванням порошку спіруліни. Результати показали, що хоча спіруліна не мала значного впливу на молочнокислі бактерії, вона помітно стимулювала ріст біфідобактерій. Оброблені зразки демонстрували підвищену кислотність і вміст TVFAs, причому значення рН мали зворотну тенденцію порівняно з контролем. Чіткі відмінності в параметрах кольору та сенсорних оцінках відрізняли контрольні зразки від оброблених. Крім того, добавка спіруліни продемонструвала помітний ефект у підвищенні антиоксидантної активності, що спостерігається через активність поглинання радикалів DPPH, і вплинула на значення пероксиду, що відображає покращену окислювальну стабільність йогурту. Таке успішне використання спіруліни свідчить про її потенційне застосування в різноманітних їстівних водоростях у харчовому секторі, особливо в молочних продуктах, покращуючи як поживні, так і сенсорні аспекти, а також сприяючи покращенню окислювальної стабільності
Ключові слова
їстівні водорості; функціональні продукти харчування; антиоксидантна активність; корисні бактерії; молочні продукти
[1] Abbas, H.M., Shahein, N.M., Abd-Rabou, N.S., Fouad, M.T., & Zaky, W.M. (2017). Probiotic-fermented milk supplemented with rice bran oil. International Journal of Dairy Science, 12(3), 204-210. doi: 10.3923/ ijds.2017.204.210.
[2] Akalın, A.S., Unal, G., Dinkci, N.A.Y.I.L., & Hayaloglu, A.A. (2012). Microstructural, textural, and sensory characteristics of probiotic yoghurts fortified with sodium calcium caseinate or whey protein concentrate. Journal of Dairy Science, 95(7), 3617-3628. doi: 10.3168/jds.2011-5297.
[3] Ali, S.K., Mahmoud, S.M., El-Masry, S.S., Alkhalifah, D.H.M., Hozzein, W.N., & Aboel-Ainin, M.A. (2022). Phytochemical screening and characterization of the antioxidant, anti-proliferative and antibacterial effects of different extracts of Opuntia ficus-indica peel. Journal of King Saud University-Science, 34(7), article number 102216. doi: 10.1016/j.jksus.2022.102216.
[4] Alshafei, M.M., Hanafi, E., Fouad, M.T., Kassem, S., Ahmed, K.A., & Elbakry, H. (2022). Effect of microcapsulated Spirulina plantensis and Bifidobacterium Longum on metabolic syndrome of female rat model. Egyptian Journal of Chemistry, 65(11), 749-759. doi: 10.21608/ejchem.2022.105404.4860.
[5] AOAC. (2012). From https://www.aoac.org/.
[6] Azzi, A. (2018). Many tocopherols, one vitamin E. Molecular Aspects of Medicine, 61, 92-103. doi: 10.1016/j. mam.2017.06.004.
[7] Barkallah, M., Dammak, M., Louati, I., Hentati, F., Hadrich, B., Mechichi, T., Ali Ayadi, M., Fendri, I., Attia, H., & Abdelkafi, S. (2017). Effect of Spirulina platensis fortification on physicochemical, textural, antioxidant and sensory properties of yoghurt during fermentation and storage. Lwt, 84, 323-330. doi: 10.1016/j.lwt.2017.05.071.
[8] Bhowmik, D., Dubey, J., & Mehra, S. (2009). Probiotic efficiency of Spirulina platensis-stimulating growth of lactic acid bacteria. World Journal of Dairy & Food Sciences, 4, 160-163.
[9] Burdurlu, H.S., & Karadeniz, F. (2003). Effect of storage on nonenzymatic browning of apple juice concentrates. Food Chemistry, 80(1), 91-97. doi: 10.1016/s0308-8146(02)00245-5.
[10] Cabrera, F., Serrano, A., Torres, Á., Rodriguez-Gutierrez, G., Jeison, D., & Fermoso, F.G. (2019). The accumulation of volatile fatty acids and phenols through a pH-controlled fermentation of olive mill solid waste. Science of the Total Environment, 657, 1501-1507. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.12.124.
[11] Chen, C., Zhao, S., Hao, G., Yu, H., Tian, H., & Zhao, G. (2017). Role of lactic acid bacteria on the yoghurt flavour: A review. International Journal of Food Properties, 20(sup1), S316-S330. doi: 10.1080/10942912.2017.1295988.
[12] da Silva, S.C., Fernandes, I.P., Barros, L., Fernandes, Â., Alves, M.J., Calhelha, R.C., Pereira, C., Barreira, J.C.M., Manrique, Y., Colla, E., Ferreira, I.C.F.R., & Barreiro, M.F. (2019). Spray-dried Spirulina platensis as an effective ingredient to improve yoghurt formulations: Testing different encapsulating solutions. Journal of Functional Foods, 60, article number 103427. doi: 10.1016/j.jff.2019.103427.
[13] Darwish, A., Ahmed, S., & Aboel-Ainin, M. (2020). Nutritional properties and antioxidant activity of seven sweet potato cultivars and clones (Ipomoea batatas L.). Scientific Journal of Agricultural Sciences, 2(2), 123-136. doi: 10.21608/sjas.2020.48692.1052.
[14] de Caire, G.Z., Parada, J.L., Zaccaro, M.C., & de Cano, M.M.S. (2000). Effect of Spirulina platensis biomass on the growth of lactic acid bacteria in milk. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 16, 563-565. doi: 10.1023/A:1008928930174.
[15] Donkor, O.N., Henriksson, A., Vasiljevic, T., & Shah, N.P. (2006). Effect of acidification on the activity of probiotics in yoghurt during cold storage. International Dairy Journal, 16(10), 1181-1189. doi: 10.1016/j.idairyj.2005.10.008.
[16] El-Shenawy, M., Fouad, M.T., Hassan, L.K., Seleet, F.L., & El-Aziz, M.A. (2019). A probiotic beverage made from tiger-nut extract and milk permeate. Pakistan Journal of Biological Sciences, 22(4), 180-187. doi: 10.3923/ pjbs.2019.180.187.
[17] Flores-Mancha, M.A., Ruíz-Gutiérrez, M.G., Sánchez-Vega, R., Santellano-Estrada, E., & Chávez-Martínez, A. (2021). Effect of encapsulated beet extracts (Beta vulgaris) added to yoghurt on the physicochemical characteristics and antioxidant activity. Molecules, 26(16), article number 4768. doi: 10.3390/molecules26164768.
[18] Folkenberg, D.M., & Martens, M. (2003). Sensory properties of low fat yoghurts. Part A: Effect of fat content, fermentation culture and addition of non-fat dry milk on the sensory properties of plain yoghurts. Milchwissenschaft, 58(1-2), 48-51.
[19] Gallegos-Acevedo, M.A., Chavez-Martinez, A., Corral-Luna, A., Renteria-Monterrubio, A.L., Burrola-Barraza, M.E., Lechuga-Valles, R., Dominguez-Viveros, J., Sanchez-Vega, R., & Castillo-González, A.R. (2018). Microbial characterization and diversity of artisanal Ranchero cheese with emphasis in Lactococcus strains. Food Science and Technology, 39, 143-148. doi: 10.1590/fst.28217.
[20] Golmakani, M.T., Soleimanian-Zad, S., Alavi, N., Nazari, E., & Eskandari, M.H. (2019). Effect of Spirulina (Arthrospira platensis) powder on probiotic bacteriologically acidified feta-type cheese. Journal of Applied Phycology, 31, 1085-1094. doi: 10.1007/s10811-018-1611-2.
[21] Guldas, M., & Irkin, R. (2010). Influence of Spirulina platensis powder on the microflora of yoghurt and acidophilus milk. Mljekarstvo, 60(4), 237-243.
[22] Hassan, H.M., Aboel-Ainin, M.A., Ali, S.K., & Darwish, A.G.G. (2021). Antioxidant and antimicrobial activities of MEOH extract of lemongrass (Cymbopogon citratus). Journal of Agricultural Chemistry and Biotechnology, 12(2), 25-28. doi: 10.21608/jacb.2021.149473.
[23] Hussein, A.M.S., Fouad, M.T., Abd El-Aziz, M., Ashour, N.E., & Mostafa, E.A.M. (2017). Evaluation of physicochemical properties of some date varieties and yoghurt made with its syrups. Journal of Biological Sciences, 17(5), 213-221. doi: 10.3923/jbs.2017.213.221.
[24] Kearney, N., Stanton, C., Desmond, C., Coakley, M., Collins, J.K., Fitzgerald, G., & Ross, R.P. (2008). Challenges associated with the development of probiotic-containing functional foods. Handbook of Fermented Functional Foods, 2, 26-69. doi: 10.1201/9780203009727.ch2.
[25] Mesbah, E.E., Matar, A.A., & Karam-Allah, A.A. (2022). Functional properties of yoghurt fortified with Spirulina platensis and milk protein concentrate. Journal of Food and Dairy Sciences, 13(1), 1-7. doi: 10.21608/ jfds.2022.114135.1032.
[26] Mettwally, W.S., Zahran, H.A., Khayyal, A.E., Ahmed, M.M., Allam, R.M., & Saleh, D.O. (2022). Calotropis procera (Aiton) seeds fixed oil: Physicochemical analysis, GC–MS profiling and evaluation of its in-vivo antiinflammatory and in-vitro antiparasitic activities. Arabian Journal of Chemistry, 15(9), article number 104085. doi: 10.1016/j.arabjc.2022.104085.
[27] Mohamed, D.A., Hassanein, M.M., El-Messery, T.M., Fouad, M.T., El-Said, M.M., Fouda, K.A., & Abdel-Razek, A.G. (2017). Amelioration of diabetes in a rat model through yoghurt supplemented with probiotics and olive pomace extract. International Journal of Biological Sciences, 17(7), 320-33. doi: 10.3923/jbs.2017.320.333.
[28] Pérez-Soto, E., Cenobio-Galindo, A.D.J., Espino-Manzano, S.O., Franco-Fernández, M.J., Ludeña-Urquizo, F.E., Jiménez-Alvarado, R., Zepeda-Velázquez, A.P., & Campos-Montiel, R.G. (2021). The addition of microencapsulated or nanoemulsified bioactive compounds influences the antioxidant and antimicrobial activities of a fresh cheese. Molecules, 26(8), article number 2170. doi: 10.3390/molecules26082170.
[29] Santiago-Morales, I.S., Trujillo-Valle, L., Márquez-Rocha, F.J., & Hernández, J.F.L. (2018). Tocopherols, phycocyanin and superoxide dismutase from microalgae: as potential food antioxidants. Applied Food Biotechnology, 5(1), 19-27. doi: 10.22037/afb.v5i1.17884.
[30] Shazly, A.B., Khattab, M.S., Fouad, M.T., Abd El Tawab, A.M., Saudi, E.M., & El-Aziz, M.A. (2022). Probiotic yoghurt made from milk of ewes fed a diet supplemented with Spirulina platensis or fish oil. Annals of Microbiology, 72, article number 29. doi: 10.1186/s13213-022-01686-4.
[31] Silva, M., Kadam, M.R., Munasinghe, D., Shanmugam, A., & Chandrapala, J. (2022). Encapsulation of nutraceuticals in yoghurt and beverage products using the ultrasound and high-pressure processing technologies. Foods, 11(19), article number 2999. doi: 10.3390/foods11192999.
[32] Son, J.K., Jo, Y.J., Jung, Y.J., Lee, Y.R., Lee, J., & Jeong, H.S. (2023). Fermentation and quality characteristics of yoghurt treated with Bifidobacterium longum. Nutrients, 15(15), article number 3490. doi: 10.3390/nu15153490.
[33] Steel, R.G.D., & Torrie, J.H. (1960). Principles and procedures of statistics. Biometrika, 48(1/2), article number 234. doi: 10.2307/2333165.
[34] Thiviya, P., Gamage, A., Gama-Arachchige, N.S., Merah, O., & Madhujith, T. (2022). Seaweeds as a source of functional proteins. Phycology, 2(2), 216-243. doi: 10.3390/phycology2020012.
[35] Varga, L., & Szigeti, J. (1998). Microbial changes in natural and algal yoghurts during storage. Acta Alimentaria (Budapest), 27(2), 127-135.
[36] Varga, L., Szigeti, J., Kovács, R., Földes, T., & Buti, S. (2002). Influence of a Spirulina platensis biomass on the microflora of fermented ABT milks during storage (R1). Journal of Dairy Science, 85(5), 1031-1038. doi: 10.3168/ jds.s0022-0302(02)74163-5.
[37] Zahran, H., Mabrouk, A.M., & Salama, H.H. (2022). Evaluation of yoghurt fortified with encapsulated echium oil rich in stearidonic acid as a low-fat dairy food. Egyptian Journal of Chemistry, 65(4), 29-41. doi: 10.21608/ ejchem.2021.99859.4642.
[38] Zaky, W.M., Kassem, J.M., Abbas, H.M., & Mohamed, S.H. (2013). Evaluation of salt-free labneh quality prepared using dill and caraway essential oils. Life Science Journal, 10(4), 3379-3386. doi: 10.7537/marslsj100413.505.