مطالعه اثر نانوکپسولاسیون عصاره چای سبز بر زنده مانی لاکتوباسیلوس کازئی و بیفیدوباکتریوم لاکتیس در بستنی سیمبیوتیک

نویسندگان

گروه بهداشت و کنترل کیفی مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

زمینه مطالعه: علیرغم فواید بسیار ترکیبات طبیعی از جمله عصاره چای سبز، استفاده از آن‌ها در تولید مواد غذایی و دارویی کاربرد محدودی دارد. امروزه کپسولاسیون ترکیبات طبیعی در نانولیپوزوم‌ها به عنوان یک روش مناسب و کارامد جهت محافظت این مواد طی فرایند تولید و نگهداری، مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف: در این مطالعه، خصوصیات فیزیکوشیمیایی نانولیپوزوم‌های عصاره چای سبز و فعالیت پری بیوتیکی آن بر روی دو پروبیوتیک لاکتوباسیلوس کازئی و بیفیدوباکتریوم لاکتیسدر محیط کشت و بستنی بررسی شد. روش کار: ابتدا عصاره آبی چای سبز به روش فیلم نازک کپسوله شده و توسط امواج مافوق صوت به اندازه‌های نانو در آمدند. به منظور بررسی خواص پری بیوتیکی نانولیپوزوم‌های عصاره چای سبز، 1 % از این عصاره در حضور دو پروبیوتیک لاکتوباسیلوس کازئی و بیفیدوباکتریوم لاکتیس به محیط کشت و بستنی اضافه شدند. نتـایـج: میانگین قطر نانولیپوزوم‌های بدست آمده، حدود nm 9/1 ±7/44 با شاخص پراکندگی 014/0 ± 203/0، و میزان محصور سازی عصاره چای سبز نانولیپوزومی تحت شرایط بهینه 97% بود. علاوه بر این، افزودن 1% عصاره چای سبز نانولیپوزومی در محیط کشت، رشد لاکتوباسیلوس کازئی و بیفیدوباکتریوم لاکتیس را به طور معنی‌داری افزایش داد. در بین گروه‌های مورد مطالعه، کمترین کاهش در میانگین لگاریتم تعداد لاکتوباسیلوس کازئی در طول مدت زمان نگهداری در بستنی‌های حاوی 1% عصاره چای سبز نانولیپوزومی معادل log 59/1 و بیشترین کاهش در بستنی‌های گروه کنترل برابر با log 16/4 مشاهده شده است. همچنین کمترین اختلاف در میانگین لگاریتم تعداد بیفیدوباکتریوم لاکتیس در بستنی‌های حاوی 1% عصاره چای سبز نانولیپوزومی معادل log 84/0 و بیشترین اختلاف در بستنی‌های گروه کنترل برابر با log 4/4 بدست آمده است. نتیجه گیری نهایی: نانو کپسولاسیون عصاره چای سبز اثر معنی‌داری در  رشد و زنده مانی پروبیوتیک‌ها در محیط کشت و بستنی دارد و می‌توان از این روش به منظور افزایش بقای پروبیوتیک‌ها طی فرایند تولید و نگهداری مواد غذایی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of green tea extract nanoencapsulation on the survival of Lactobacillus Casei and Bifidobacterium lactis in symbiotic ice cream

نویسندگان [English]

  • negin noori
  • Behshad Noudoost
  • Hasan Gandomi Nasrabadi
  • Afshin Akhondzadeh Basti
Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran- Iran
چکیده [English]

BACKGROUND: The application of natural compounds including green tea extract (GTE) in food preparation and pharmaceutical industries is limited. Nowadays, encapsulation in nanoliposomes could be used as a delivery system to protect compounds during processing and storage. Objectives: In this study, physicochemical characterization of green tea extract encapsulated in nanoliposomes and its prebiotic activities on two probiotic bacteria Lactobacillus casei and Bifidobacterium lactis were evaluated in media and ice cream. Methods: At first, GTE encapsulated in liposomes by thin film layer method and with sonication liposomes reached to nanoscale. For evaluation of the prebiotic activity of nanoliposomal GTE on probiotics, 1% of nanoliposomal GTE in the presence of Lactobacillus casei and Bifidobacterium lactis was added to MRS broth and ice cream. Results: The mean diameter of nanoliposomes was about 44/7± 1/9 nm and had 0/203 ±0/014 polydispersity index. Entrapment eficiency of nanoliposomal GTE under the optimum conditions was 97%. Moreover, addition of 1% nanoliposomal GTE significantly increased the growth rate of Lactobacillus casei and Bifidobacterium lactis in culture media (p<0.05). The lowest reduction of Lactobacillus casei count during storage period was recorded in ice cream containing 1% of nanoliposomal GTE, while the control group showed the reduction of 4/16 log in Lactobacillus casei count. Similarly, addition of 1% of nanoliposomal GTE was most effective on survival of Bifidobacterium lactis in ice cream, since the bacterial count lowered only 0/84 log during the storage compared to 4/4 log reduction in control group. Conclusions:  The considerable effect of nanoliposomal GTE on growth and survival rate probiotics in media and ice cream has been presented in this study and  the use of nanoliposome encapsulation can be proposed as a new method to increase stability of natural compounds, during different processes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • green tea extract
  • nanoliposome encapsulation
  • prebiotic properties
  • ice cream
De Lacey, A.L., Pérez-Santín, E., López-Caballero, M., Montero, P. (2014) Survival and metabolic activity of probiotic bacteria in green tea. LWT-Food Sci Technol. 55: 314-322.

Donsì, F., Annunziata, M., Sessa, M., Ferrari, G. (2011) Nanoencapsulation of essential oils to enhance their antimicrobial activity in foods. Food Sci Technol. 44: 1908-1914.

Fan, M., Xu, S., Xia, S., Zhang, X. (2008) Preparation of salidrosidenano-liposomes by ethanol injection method and in vitro release study. Eur. Food Res. 227: 167-174.

Fang, J.-Y., Hung, C.-F., Hwang, T.-L., Huang, Y.-L. (2005) Physicochemical characteristics and in vivo deposition of liposome-encapsulated tea catechins by topical and intratumor administrations. J Drug Target. 13: 19-27.

Fang, J.-Y., Hwang, T.-L., Huang, Y.-L., Fang, C.-L. (2006) Enhancement of the transdermal delivery of catechins by liposomes incorporating anionic surfactants and ethanol. Int J Pharm. 310: 131-138.

Fang, Y.-P., Tsai, Y.-H., Wu, P.-C., Huang, Y.-B. (2008) Comparison of 5-aminolevulinic acid-encapsulated liposome versus ethosome for skin delivery for photodynamic therapy. Int J Pharm. 356: 144-152.

Fočo, A., Gašperlin, M., Kristl, J. (2005) Investigation of liposomes as carriers of sodium ascorbyl phosphate for cutaneous photo protection. Int J Pharm.  291: 21-29.

Gülseren, I.B. Corredig, M. (2013) Storage stability and physical characteristics of tea-polyphenol-bearing nanoliposomes prepared with milk fat globule membrane phospholipids. J Agric. Food Chem. 61: 3242-3251.

Hekmat, S., McMahon, D.J. (1992) Survival of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium bifidum in ice cream for use as a probiotic food. J Dairy Sci. 75: 1415-1422.

 Heurtault, B., Saulnier, P., Pech, B., Proust, J.-E., Benoit, J.-P. (2003) Physico-chemical stability of colloidal lipid particles.Biomaterials. 24: 4283-4300.

Homayouni, A., Azizi, A., Ehsani, M., Yarmand, M., Razavi, S. (2008) Effect of microencapsulation and resistant starch on the probiotic survival and sensory properties of synbiotic ice cream. Food Chem. 111: 50-55.

Huang, Y.-B., Tsai, M.-J., Wu, P.-C., Tsai, Y.-H., Wu, Y.-H., Fang, J.-Y. (2011) Elastic liposomes as carriers for oral delivery and the brain distribution of (+)-catechin. J Drug Target. 19: 709-718.

ISIRI. (1998) Method for Sensory Evaluation of Ice Cream. Tehran, Iran: Institute of Standards and Industrial Research of Iran. p. 1-5. 18.           ISIRI number 4937, Institute of Standards and Industrial

ISIRI. (2005) In Ice-cream: Specification and Test Method. 1st Revision, Tehran, Iran: ISIRI number 2450, Institute of Standards and Industrial Research of Iran.

Jaziri, I.N., Slama, M.B., Mhadhbi, H., Urdaci, M.C.,Hamdi, M. (2009) Effect of green and black teas (Camellia sinensis L.) on the characteristic microflora of yogurt during fermentation and refrigerated storage. Food Chem. 112: 614-620.

Kailasapathy, K., Chin, J. (2000) Survival and therapeutic potential of probiotic organisms with reference to Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium spp. Immunol Cell Biol. 78: 80-88.

Lee, C.-M., Lee, H.-C., Lee, K.-Y. (2005) O-palmitoylcurdlan sulfate (OPCurS)-coated liposomes for oral drug delivery. J Biosci Bioeng. 100: 255-259.

Lu, Q., Li, D.-C., Jiang, J.-G. (2011) Preparation of a tea polyphenol nanoliposome system and its physicochemical properties. J Agric Food Chem. 59: 13004-13011.

Macdonald, I.A., Mader, J.A., Bussard, R.G. (1983) The role of rutin and quercitrin in stimulating flavonol glycosidase activity by cultured cell-free microbial preparations of human feces and saliva. Mutat Res Lett. 122: 95-102.

Maestrelli, F., González-Rodríguez, M.L., Rabasco, A.M., Mura, P. (2005) Preparation and characterisation of liposomes encapsulating ketoprofen-cyclodextrin complexes for transdermal drug delivery. Int J Pharm. 298: 55-67.

Manosroi, A., Podjanasoonthon, K., Manosroi, J. (2002) Stability and release of topical tranexamic acid liposome formulations. J Cosmetic Sci. 53: 375-386.

Marhamatizadeh, M.H., Ehsandoost, E., Gholami, P. (2013) The influence of Green Tea (Camellia sinensis L.) Extract on characteristic of probiotic bacteria in milk and yoghurt during fermentation and refrigerated storage. Int J Farm Alli Sci. 2: 599-606.

Molan, A.L., De, S., Meagher, L. (2008) Antioxidant activity and polyphenol content of green tea flavan-3-ols and oligomeric pro anthocyanidins.Int J Food Sci Nutr. 60: 497-506.

Najgebauer-Lejko, D. (2014) Effect of green tea supplementation on the microbiological, antioxidant, and sensory properties of probiotic milks.Dairy Sci Technol. 94: 327-339.

Saxelin, M., Grenov, B., Svensson, U., Fonden, R., Reniero, R., Mattila-Sandholm, T. (1999) The technology of probiotics. Trends Food Sci Technol. 10: 387-392.

Shah, N.P., Ding, W.K., Fallourd, M.J., Leyer, G. (Improving the stability of probiotic bacteria in model fruit juices using vitamins and antioxidants. J Food Sci. 75: M278-M282.

Takahashi, M., Inafuku, K.-I., Miyagi, T., Oku, H., Wada, K., Imura, T. (2005) Efficient preparation of liposomes encapsulating food materials using lecithins by a mechanochemical method. J Oleo Sci. 56: 35-42.

Tellez, A. (2008) Probiotics in Food Safety and Human Health, edited by Ipek Goktepe, Vijay K. Juneja, Mohamed Ahmedna CRC Press Taylor &amp; Francis Group, Boca Raton-London-New York, 2006, 493 p. ISBN 1-57444-514-6. Trends Food Sci Technol. 19: 498-499.

Trotta, M., Peira, E., Debernardi, F., Gallarate, M.(2002) Elastic liposomes for skin delivery of dipotassium glycyr rhizinate. Int J Pharm. 241: 319-327.

Vernazza, C.L., Rabiu, B.A., Gibson, G.R. (2006) Human colonic microbiology and the role of dietary intervention: introduction to prebiotic, in Prebiotics: Development and application.  Gibson, G.R., Rastall, R. A. (eds.). John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK. p. 1-28.

Vodnar, D.C., Socaciu, C. (2012) Green tea increases the survival yield of Bifidobacteria in simulated gastrointestinal environment and during refrigerated conditions. Chem Cent. J. 6: 61.

Weisburger, J.H. (1999) Tea and health: the underlying mechanisms. Exp Biol Med. 220: 271-275.

WHO, F. (2001) Evaluation of health and nutritional properties of powder milk and live lactic acid bacteria. Food and Agriculture Organization of the United Nations and World Health Organization Expert Consultation Report: 1-34.

Xu, J., Yang, F., Chen, L., Hu, Y., Hu, Q. (2003) Effect of selenium on increasing the antioxidant activity of tea leaves harvested during the early spring tea producing season. J Agric Food Chem. 51: 1081-1084.

Yamamoto, T., Juneja, L.R., Kim, M. (1997) Chemistry and applications of green tea. New York. CRC press.

Zou, L., Liu, W., Liu, W., Liang, R., Li, T., Liu, C. (2014) Characterization and bioavailability of tea polyphenol nanoliposome prepared by combining an ethanol injection method with dynamic high-pressure microfluidization. J Agric Food Chem. 62: 934-941.