Name: Process Development for the Spray-Drying of Probiotic Bacteria and Evaluation of the Product Quality (Video) | JoVE
Uploaded: 2023-04-07T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Process Development for the Spray-Drying of Probiotic Bacteria and Evaluation of the Product Quality at JoVE.com

Denne studien ble delvis finansiert av Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Finance Code 001. Denne studien ble også delvis støttet av FAPESP - São Paulo Research Foundation. E.C.P.D.M. er takknemlig for et forskerstipend fra National Council for Scientific and Technological Development (CNPq) 306330/2019-9.

1. Produksjon av probiotiske celler
<ol><li>Forbered De Man Rogosa og Sharpe (MRS) buljong.</li>
	<li>Reaktiver 1% (v / v) av kulturen av interesse i MRS-buljongen (her ble Lactiplantibacillus paraplantarum FT-259 brukt).</li>
	<li>Inkuber i 24 timer ved tilstrekkelig temperatur (vi brukte 37 °C).</li>
</ol>2. Skill bakteriene fra kulturen
<ol><li>Sentrifuger bakteriekulturen ved 7,197 x g i 5 minutter ved 4 °C ved bruk av 50 ml koniske rø...

Optimizing Spray-Dried Probiotic Product Quality Through Process Development

<ol>
	<li>Food and Agricultural Organization of the United Nations and World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probiotics+in+food:+Health+and+nutritional+properties+and+guidelines+for+evaluation.+FAO+Food+and+Nutrition+Paper+85.">Probiotics in food: Health and nutritional properties and guidelines for evaluation. FAO Food and Nutrition Paper 85.</a> Food and Agricultural Organization. , (2006).</li><li>Sharma, R., Rashidinejad, A., Jafari, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+spray+dried+encapsulated+probiotics+in+functional+food+formulations.">Application of spray dried encapsulated probiotics in functional food formulations.</a> Food and Bioprocess Technology. 15, 2135-2154 (2022).</li><li>Reid, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probiotic+use+in+an+infectious+disease+setting.">Probiotic use in an infectious disease setting.</a> Expert Review of Anti-Infective Therapy. 15 (5), 449-455 (2017).</li><li>Alvarez-Olmos, M. I., Oberhelman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probiotic+agents+and+infectious+diseases:+a+modern+perspective+on+a+traditional+therapy.">Probiotic agents and infectious diseases: a modern perspective on a traditional therapy.</a> Clinical Infectious Diseases. 32 (11), 1567-1576 (2001).</li><li>He, X., Zhao, S., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Faecalibacterium+prausnitzii:+A+next-generation+probiotic+in+gut+disease+improvement.">Faecalibacterium prausnitzii: A next-generation probiotic in gut disease improvement.</a> Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology. 2021, 6666114 (2021).</li><li>Corona-Hernandez, R. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+stability+and+viability+of+microencapsulated+probiotic+bacteria:+A+review.">Structural stability and viability of microencapsulated probiotic bacteria: A review.</a> Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 12 (6), 614-628 (2013).</li><li>Hill, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+International+Scientific+Association+for+Probiotics+and+Prebiotics+consensus+statement+on+the+scope+and+appropriate+use+of+the+term+probiotic.">The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic.</a> Nature Reviews Gastroenterology &amp; Hepatology. 11 (8), 506-514 (2014).</li><li>Ch&#225;vez, B. E., Ledeboer, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drying+of+probiotics:+Optimization+of+formulation+and+process+to+enhance+storage+survival.">Drying of probiotics: Optimization of formulation and process to enhance storage survival.</a> Drying Technology. 25 (7-8), 1193-1201 (2007).</li><li>Wang, G., Chen, Y., Xia, Y., Song, X., Ai, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+probiotic+preparations+and+their+applications.">Characteristics of probiotic preparations and their applications.</a> Foods. 11 (16), 2472 (2022).</li><li>Baral, K. C., Bajracharya, R., Lee, S. H., Han, H. -. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advancements+in+the+pharmaceutical+applications+of+probiotics:+Dosage+forms+and+formulation+technology.">Advancements in the pharmaceutical applications of probiotics: Dosage forms and formulation technology.</a> International Journal of Nanomedicine. 16, 7535 (2021).</li><li>Bustamante, M., Oomah, B. D., Rubilar, M., Shene, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+Lactobacillus+plantarum+and+Bifidobacterium+infantis+encapsulation+with+chia+seed+(Salvia+hispanica+L.)+and+flaxseed+(Linum+usitatissimum+L.)+mucilage+and+soluble+protein+by+spray+drying.">Effective Lactobacillus plantarum and Bifidobacterium infantis encapsulation with chia seed (Salvia hispanica L.) and flaxseed (Linum usitatissimum L.) mucilage and soluble protein by spray drying.</a> Food Chemistry. 216, 97-105 (2017).</li><li>Tran, T. T. A., Nguyen, H. V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+spray-drying+temperatures+and+carriers+on+physical+and+antioxidant+properties+of+lemongrass+leaf+extract+powder.">Effects of spray-drying temperatures and carriers on physical and antioxidant properties of lemongrass leaf extract powder.</a> Beverages. 4 (4), 84 (2018).</li><li>Oliveira, W. P., Oliveira, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardisation+of+herbal+extracts+by+drying+technologies.">Standardisation of herbal extracts by drying technologies.</a> Phytotechnology:A Sustainable Platform for the Development of Herbal Products. , 105-140 (2021).</li><li>Burgain, J., Gaiani, C., Linder, M., Scher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+of+probiotic+living+cells:+From+laboratory+scale+to+industrial+applications.">Encapsulation of probiotic living cells: From laboratory scale to industrial applications.</a> Journal of Food Engineering. 104 (4), 467-483 (2011).</li><li>Boza, Y., Barbin, D., Scamparini, A. R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survival+of+Beijerinckia+sp.+microencapsulated+in+carbohydrates+by+spray-drying.">Survival of Beijerinckia sp. microencapsulated in carbohydrates by spray-drying.</a> Journal of Microencapsulation. 21 (1), 15-24 (2004).</li><li>De Castro-Cislaghi, F. P., dos Reis e Silva, C., Fritzen-Freir, C. B., Lorenz, J. G., Sant’Anna, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bifidobacterium+Bb-12+micro+encapsulated+by+spray+drying+with+whey:+survival+under+simulated+gastrointestinal+conditions,+tolerance+to+NaCl,+and+viability+during+storage.">Bifidobacterium Bb-12 micro encapsulated by spray drying with whey: survival under simulated gastrointestinal conditions, tolerance to NaCl, and viability during storage.</a> Journal of Food Engineering. 113 (2), 186-193 (2012).</li><li>Fu, N., Huang, S., Xiao, J., Chen, X. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Producing+powders+containing+active+dry+probiotics+with+the+aid+of+spray+drying.">Producing powders containing active dry probiotics with the aid of spray drying.</a> Advances in Food and Nutrition Research. 85, 211-262 (2018).</li><li>Barbosa, J., Teixeira, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+probiotic+fruit+juice+powders+by+spray-drying:+A+review.">Development of probiotic fruit juice powders by spray-drying: A review.</a> Food Reviews International. 33 (4), 335-358 (2017).</li><li>Waterhouse, G. I. N., Sun-Waterhouse, D., Su, G., Zhao, H., Zhao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spray-drying+of+antioxidant-rich+blueberry+waste+extracts;+Interplay+between+waste+pretreatments+and+spray-drying+process.">Spray-drying of antioxidant-rich blueberry waste extracts; Interplay between waste pretreatments and spray-drying process.</a> Food and Bioprocess Technology. 10 (6), 1074-1092 (2017).</li><li>Tulini, F. L., Winkelstr&#246;ter, L. K., De Martinis, E. C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+evaluation+of+the+probiotic+potential+of+Lactobacillus+paraplantarum+FT259,+a+bacteriocinogenic+strain+isolated+from+Brazilian+semi-hard+artisanal+cheese.">Identification and evaluation of the probiotic potential of Lactobacillus paraplantarum FT259, a bacteriocinogenic strain isolated from Brazilian semi-hard artisanal cheese.</a> Anaerobe. 22, 57-63 (2013).</li><li>Ribeiro, L. L. S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+encapsulated+lactic+acid+bacteria+as+bioprotective+cultures+in+fresh+Brazilian+cheese.">Use of encapsulated lactic acid bacteria as bioprotective cultures in fresh Brazilian cheese.</a> Brazilian Journal of Microbiology. 52 (4), 2247-2256 (2021).</li><li>P&#237;seck&#253;, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Milk Powder Manufacture. , (2012).</li><li>Patel, K. C., Chen, X. D., Kar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+temperature+uniformity+during+air+drying+of+a+colloidal+liquid+droplet.">The temperature uniformity during air drying of a colloidal liquid droplet.</a> Drying Technology. 23 (12), 2337-2367 (2005).</li><li>Son, S. -. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antioxidant+and+immunostimulatory+effect+of+potential+probiotic+Lactobacillus+paraplantarum+SC61+isolated+from+Korean+traditional+fermented+food,+jangajji.">Antioxidant and immunostimulatory effect of potential probiotic Lactobacillus paraplantarum SC61 isolated from Korean traditional fermented food, jangajji.</a> Microbial Pathogenesis. 125, 486-492 (2018).</li><li>Choi, E. A., Chang, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholesterol-lowering+effects+of+a+putative+probiotic+strain+Lactobacillus+plantarum+EM+isolated+from+kimchi.">Cholesterol-lowering effects of a putative probiotic strain Lactobacillus plantarum EM isolated from kimchi.</a> LWT- Food Science and Technology. 62 (1), 210-217 (2015).</li><li>Kiep&#347;, J., Dembczy&#324;ski, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+trends+in+the+production+of+probiotic+formulations.">Current trends in the production of probiotic formulations.</a> Foods. 11 (15), 2330 (2022).</li><li>Kiekens, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+spray-drying+on+the+pili+of+Lactobacillus+rhamnosus+GG.">Impact of spray-drying on the pili of Lactobacillus rhamnosus GG.</a> Microbial Biotechnology. 12 (5), 849-855 (2019).</li><li>Huang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spray+drying+of+probiotics+and+other+food-grade+bacteria:+A+review.">Spray drying of probiotics and other food-grade bacteria: A review.</a> Trends in Food Science and Technology. 63, 1-17 (2017).</li><li>Wang, N., Fu, N., Chen, X. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+extent+and+mechanism+of+the+effect+of+protectant+material+in+the+production+of+active+lactic+acid+bacteria+powder+using+spray+drying:+A+review.">The extent and mechanism of the effect of protectant material in the production of active lactic acid bacteria powder using spray drying: A review.</a> Current Opinion in Food Science. 44, 100807 (2022).</li><li>Broeckx, G., Vandenheuvel, D., Claes, I. J. J., Lebeer, S., Kiekens, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drying+techniques+of+probiotic+bacteria+as+an+important+step+towards+the+development+of+novel+pharmabiotics.">Drying techniques of probiotic bacteria as an important step towards the development of novel pharmabiotics.</a> International Journal of Pharmaceutics. 505 (1-2), 303-318 (2016).</li><li>Zheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanisms+of+the+protective+effects+of+reconstituted+skim+milk+during+convective+droplet+drying+of+lactic+acid+bacteria.">The mechanisms of the protective effects of reconstituted skim milk during convective droplet drying of lactic acid bacteria.</a> Food Research International. 76, 478-488 (2015).</li><li>Kolida, S., Tuohy, K., Gibson, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prebiotic+effects+of+inulin+and+oligofructose.">Prebiotic effects of inulin and oligofructose.</a> British Journal of Nutrition. 87 (S2), S193-S197 (2002).</li><li>Teferra, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Possible+actions+of+inulin+as+prebiotic+polysaccharide:+A+review.">Possible actions of inulin as prebiotic polysaccharide: A review.</a> Food Frontiers. 2 (4), 407-416 (2021).</li><li>Labuza, T. P., Altunakar, B., Barbosa-Canovas, G. V., Fontana, A. J., Schmidt, S. J., Labuza, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+activity+prediction+and+moisture+sorption+isotherms.">Water activity prediction and moisture sorption isotherms.</a> Water Activity in Foods: Fundamentals and Applications. , 161-205 (2020).</li><li>Misra, S., Pandey, P., Mishra, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+approaches+for+co-encapsulation+of+probiotic+bacteria+with+bioactive+compounds,+their+health+benefits+and+functional+food+product+development:+A+review.">Novel approaches for co-encapsulation of probiotic bacteria with bioactive compounds, their health benefits and functional food product development: A review.</a> Trends in Food Science &amp; Technology. 109, 340-351 (2021).</li><li>Misra, S., Pandey, P., Dalbhagat, C. G., Mishra, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+technologies+and+coating+materials+for+improved+probiotication+in+food+products:+A+review.">Emerging technologies and coating materials for improved probiotication in food products: A review.</a> Food and BioprocessTechnology. 15 (5), 998-1039 (2022).</li><li>Martins, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+ideal+water+activity+and+powder+temperature+after+spray+drying+to+reduce+Lactococcus+lactis+cell+viability+loss.">Determination of ideal water activity and powder temperature after spray drying to reduce Lactococcus lactis cell viability loss.</a> Journal of Dairy Science. 102 (7), 6013-6022 (2019).</li><li>Vock, S., Kl&#246;den, B., Kirchner, A., Wei&#223;g&#228;rber, T., Kieback, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Powders+for+powder+bed+fusion:+A+review.">Powders for powder bed fusion: A review.</a> Progress in Additive Manufacturing. 4, 383-397 (2019).</li></ol>

L. paraplantarum FT-259 er en grampositiv, stavformet bakterie, er produsent av bakteriociner med antilisterial aktivitet, og har høyt probiotisk potensial20. Son et al.24 har tidligere demonstrert immunostimulerende og antioksidantkapasitet av L. paraplantarum-stammer. Dessuten har de stort probiotisk potensial, med egenskaper som stabilitet under kunstige mage- og galleforhold, følsomhet for antibiotika og binding til tarmceller. I tillegg produserer d...

For å bli definert som probiotika, må mikroorganismer tilsatt matvarer (eller kosttilskudd) konsumeres levende, kunne overleve under passasje i vertens mage-tarmkanal og nå virkningsstedet i tilstrekkelige mengder for å utøve gunstige effekter 1,2,7.
Den økende interessen for probiotika skyldes de mange fordelene for menneskers helse de gir, for eksempel stimulering av immunsystemet, reduksjon av serumkolesterolnivåer og forbedring av tarmbarrierefunksjonen ved å virke mot skadelige mikrober, samt deres gunstige effekter ved behandling av irritabel tarmsyndrom, Blant annet 2,3. I tillegg har flere studier vist at probiotika kan påvirke andre deler av menneskekroppen positivt der ubalanserte mikrobielle samfunn kan forårsake smittsomme sykdommer 3,4,5.
For at probiotika skal være terapeutisk effektiv, bør produktet inneholde mellom 10 6-107 CFU / g bakterier ved forbrukstidspunktet6. På den annen side har det italienske helse- og helsedepartementet Canada fastslått at minimumsnivået av probiotika i mat skal være henholdsvis 109 CFU / g levedyktige celler per dag eller per porsjon7. Tatt i betraktning høye mengder probiotika er nødvendig for å garantere at de vil ha gunstige effekter, er det viktig å garantere overlevelse under behandling, hyllelagring og passasje gjennom mage-tarmkanalen (GI). Flere studier har vist at mikroinnkapsling er en effektiv metode for å forbedre den generelle levedyktigheten til probiotika 8,9,10,11.
I denne sammenheng er det utviklet flere metoder for mikroinnkapsling av probiotika, for eksempel spraytørking, frysetørking, spraykjøling, emulsjon, ekstrudering, koaservasjon og nylig fluidiserte senger11,12,13,14. Mikroinnkapsling ved spraytørking (SD) er mye brukt i næringsmiddelindustrien fordi det er en enkel, rask og reproduserbar prosess. Det er enkelt å skalere opp, og det har et høyt produksjonsutbytte ved lave energibehov11,12,13,14. Ikke desto mindre kan eksponeringen for høye temperaturer og lavt fuktighetsinnhold påvirke overlevelsen og levedyktigheten til de probiotiske cellene15. Begge parametrene kan forbedres for en gitt belastning ved å bestemme effekten av kulturalder og forhold for å forhåndstilpasse kulturen og optimalisere sprøytetørkeforholdene (innløps- og utløpstemperaturer, forstøvningsprosess) og den innkapslede sammensetningen 8,14,16,17,18.
Sammensetningen av innkapslingsløsningen er også en viktig faktor under SD, da den kan definere beskyttelsesnivået mot ugunstige miljøforhold. Inulin, arabisk tyggegummi, maltodekstriner og skummet melk er mye brukt som innkapslingsmidler for probiotisk tørking 5,17,18,19. Inulin er et fruktoligosakkarid som presenterer en sterk prebiotisk aktivitet og fremmer tarmhelsen19. Skummet melk er svært effektiv for å opprettholde levedyktigheten til tørkede bakterieceller og genererer et pulver med gode rekonstitueringsegenskaper17.
Lactiplantibacillus paraplantarum FT-259 er en melkesyrebakterie som produserer bakteriocin og presenterer antilisterial aktivitet, i tillegg til probiotiske egenskaper20,21. Det er en fakultativ heterofermentativ stavformet grampositiv bakterie som vokser fra 15 ° C til 37 ° C20 og er kompatibel med den homeostatiske kroppstemperaturen. Denne studien hadde som mål å presentere alle trinnene som er involvert i produksjon og fysisk-kjemisk karakterisering av et spraytørket probiotikum (L. paraplantarum FT-259) og evaluere påvirkning av beskyttelsesmidler og tørketemperaturer.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aqua Lab 4TEV</td>
			<td>Decagon Devices</td>
			<td>-</td>
			<td>Water activity meter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge (mod. 5430 R )</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>-</td>
			<td>Centrifuge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Colloidal SiO2 (Aerosil 200)</td>
			<td>Evokik</td>
			<td>7631-86-9</td>
			<td>drying aid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fructooligosaccharides from chicory</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>9005-80-5</td>
			<td>drying aid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GraphPad Prism (version 8.0) software</td>
			<td>GraphPad Software</td>
			<td>-</td>
			<td>San Diego, California, USA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Karl Fischer 870 Titrino Plus</td>
			<td>Metrohm</td>
			<td>-</td>
			<td>Moisture content</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lactose</td>
			<td>Milkaut</td>
			<td>63-42-3&#160;</td>
			<td>drying aid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Maltodextrin</td>
			<td>Ingredion</td>
			<td>9050-36-6</td>
			<td>drying aid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Milli-Q</td>
			<td>Merk</td>
			<td>-</td>
			<td>Ultrapure water system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRS Agar</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>-</td>
			<td>Culture medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRS Broth</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>-</td>
			<td>Culture medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OriginPro (version 9.0) software</td>
			<td>OriginLab</td>
			<td>-</td>
			<td>Northampton, Massachusetts, USA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spray dryer SD-05</td>
			<td>Lab-Plant Ltd</td>
			<td>-</td>
			<td>Spray dryer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whey protein</td>
			<td>Arla Foods Ingredients S.A.</td>
			<td>91082-88-1</td>
			<td>drying aid</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

process development for the spray-drying of probiotic bacteria and evaluation of the product quality

Probiotika og prebiotika er av stor interesse for næringsmiddel- og farmasøytisk industri på grunn av deres helsemessige fordeler. Probiotika er levende bakterier som kan gi gunstige effekter på menneskers og dyrs velvære, mens prebiotika er typer næringsstoffer som fôrer de gunstige tarmbakteriene. Pulver probiotika har vunnet popularitet på grunn av den enkle og praktiske inntaket og innlemmelsen i kostholdet som kosttilskudd. Tørkeprosessen forstyrrer imidlertid cellens levedyktighet siden høye temperaturer inaktiverer probiotiske bakterier. I denne sammenheng hadde denne studien som mål å presentere alle trinnene som er involvert i produksjon og fysisk-kjemisk karakterisering av et spraytørket probiotisk og evaluere påvirkning av beskyttelsesmidlene (simulert skummet melk og inulin: maltodextrin forening) og tørketemperaturer for å øke pulverutbyttet og cellens levedyktighet. Resultatene viste at den simulerte skummet melk fremmet høyere probiotisk levedyktighet ved 80 ° C. Med dette beskyttelsesmiddelet reduseres den probiotiske levedyktigheten, fuktighetsinnholdet og vannaktiviteten (Aw) så lenge innløpstemperaturen øker. Probiotikaenes levedyktighet reduseres omvendt med tørketemperaturen. Ved temperaturer nær 120 °C viste det tørkede probiotikumet levedyktighet rundt 90 %, et fuktighetsinnhold på 4,6 % w/w og en Aw på 0,26; verdier som er tilstrekkelige til å garantere produktstabilitet. I denne sammenheng er det nødvendig med spraytørketemperaturer over 120 °C for å sikre de mikrobielle cellenes levedyktighet og holdbarhet i pulverisert tilberedning og overlevelse under matbehandling og lagring.

Process Development for the Spray-Drying of Probiotic Bacteria and Evaluation of the Product Quality

I denne studien ble L. paraplantarum innkapslet av SD ved bruk av innkapslingsmidler av matkvalitet (inulin: maltodextrin og simulert melkepulver), som viser høy produktkvalitet og effekt for å bevare bakteriecellens levedyktighet17,19.
Resultatene av SD for probiotika ved 80 ° C viste at de forskjellige beskyttelsessystemene (inulin: maltodextrin og simulert skummet melk) fremmet effektiv beskyttelse av probiotiske celler,...

Watch this Scientific Journal Video about Process Development for the Spray-Drying of Probiotic Bacteria and Evaluation of the Product Quality at JoVE.com

Process Development for the Spray-Drying of Probiotic Bacteria and Evaluation of the Product Quality (Video) | JoVE 

Denne protokollen beskriver trinnene som er involvert i produksjon og fysisk-kjemisk karakterisering av et spraytørket probiotisk produkt.

Prosessutvikling for spraytørking av probiotiske bakterier og evaluering av produktkvalitet

Probiotics and prebiotics are of great interest to the food and pharmaceutical industries due to their health benefits. Probiotics are live bacteria that ...

I vårt laboratorium forsker vi på gunstige mikrober, inkludert probiotika, som er levende mikroorganismer som kan legges til mat for å forbedre forbrukernes helse, Vanligvis ved å konkurrere med patogene bakterier i tarmen for å utelukke dem og lindre symptomer, som diaré eller andre gastrointestinale sykdommer. I dag har mange teknikker blitt brukt for å garantere at probiotika vil overleve i mat i løpet av holdbarheten. Og også, de trengte å tolerere de tøffe forholdene i mage-tarmkanalen for å utøve sine gunstige effekter i tarmen.Vi studerte mange teknologier som kan forbedre overlevelsen av probiotika, enten i mat eller i den menneskelige verten. Blant teknikkene er mikroinnkapsling ved spraytørking av stor interesse fordi den er enkel, rask og reproduserbar, og gir høye utbytter ved lave energikrav. Det er imidlertid utfordrende å bestemme de rette forholdene for å få tørket probiotika.Og for det må passende beskyttelsesmidler velges. Skummet melk, maltodekstrin, eller andre lignende probiotiske inulin har blitt brukt med forskjellige probiotiske stammer. Området mikroinnkapsling er et lykkelig utviklende forskningsfelt som har potensial til å påvirke næringsmiddelindustrien ved å tilby nye produkter som skal brukes som funksjonelle ingredienser.I denne studien demonstrerer vi hvordan man oppnår et mikroinnkapslet preparat av en potensiell probiotisk kultur ved hjelp av spraytørkingsteknikken. Vi viser også hvordan du bestemmer hovedparametrene for å karakterisere pulveret, få det, og hvordan man evaluerer overlevelsesgraden til probiotisk.