اثر تخمیر به‌وسیله دو باکتریلاکتوباسیلوس روتری و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوسبر فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره کینوا

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 6، دوره 17، شماره 5 - شماره پیاپی 71، آذر و دی 1400، صفحه 747-759   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v17i5.88370

نویسندگان

رعنا طهماسبی¹؛ مهتا میرزایی^{* 1}؛ محمدرضا خانی²

¹گروه علوم و صنایع غذایی، واحد شهر قدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

²دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرقدس

چکیده

فعالیت پروتئولیتیک باکتری‌های تخمیرکننده می‌تواند منجر به تولید پپتیدهای زیست‌فعال با فعالیت‌های آنتی‌اکسیدانی، ضدفشارخون، ضددیابت و غیره گردد. در این پژوهش اثر تخمیر به‌وسیله دو باکتری لاکتوباسیلوس روتری و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و ترکیب دو باکتری بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره کینوا در زمان‌های مختلف تخمیر بررسی گردید .فرآیند تخمیر با تلقیح میکروارگانیسم‌های لاکتوباسیلوس روتری و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس به‌صورت جداگانه و ترکیبی به عصاره آبی کینوا آغاز و در زمان‌های صفر، 24، 48 و 72، ساعت نمونه‌برداری انجام شد. سپس فاکتورهایی ازقبیل pH، اسیدیته، میزان پروتئین محلول، میزان هیدرولیز، میزان ترکیبات فنولی و فعالیت آنتی‌اکسیدانی نمونه‌ها با روش مهار رادیکال‌های DPPH و ABTS موردبررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس توان اسیدسازی بیشتری در مقایسه با لاکتوباسیلوس روتری دارد. به‌طوری‎که میزان اسیدیته در نمونه تخمیرشده توسط لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس بعد از 72 ساعت از 27/0 به 13/1 درصد رسید، درحالی‎که این مقدار در نمونه تخمیرشده توسط لاکتوباسیلوس روتری 80/0 درصد اندازه‌گیری شد. درجه هیدرولیز در نمونه‌های تخمیرشده توسط تمام گونه‌ها افزایش یافت و بیشترین افزایش مربوط به نمونه تخمیرشده توسط باکتری لاکتوباسیلوس روتری بود، به‌طوری‎که میزان گروه‌های آمین آزاد از 28/20 به 14/58 میکرومول لوسین/میلی‌گرم پروتئین در طی 72 ساعت تخمیر رسید. میزان فعالیت آنتی‌اکسیدانی براساس مهار رادیکال‌های DPPH وABTS  در تمامی نمونه‌های تخمیری افزایش یافت. بیشترین میزان فعالیت آنتی‌اکسیدانی به‌ترتیب در نمونه‌های تخمیرشده توسط لاکتو باسیلوس روتری، ترکیب دو باکتری لاکتوباسیلوس روتری و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس (با نسبت 50:50) و لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس مشاهده شد. میزان ترکیبات فنولی در تمامی نمونه‌های تخمیرشده افزایش یافت، اما بیشترین افزایش مربوط به نمونه تخمیرشده توسط لاکتوباسیلوس روتری بود که بعد از 72 ساعت فرآیند تخمیر از 73/0 به 21/16 میلی‌گرم اسیدگالیک/میلی‌لیتر رسید. درنهایت نتایج این تحقیق نشان دادند که تخمیر عصاره کینوا باعث بهبود خواص آنتی‌اکسیدانی آن می‌شود و محصول تولیدی دارای پتانسیل کاربرد به‌عنوان نوشیدنی تخمیری می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

تخمیر؛ عصاره کینوا؛ فعالیت آنتی‌اکسیدانی؛ لاکتوباسیلوس روتری؛ لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس

مراجع

Apostolidis, E., Kwon, Y.-I., Ghaedian, R., Shetty, K., 2007. Fermentation of milk and soymilk by Lactobacillus bulgaricus and Lactobacillus acidophilus enhances functionality for potential dietary management of hyperglycemia and hypertension. Food biotechnology 21, 217-236.

Abugoch, L., Castro, E., Tapia, C., Añón, M.C., Gajardo, P., Villarroel, A., 2009. Stability of quinoa flour proteins (Chenopodium quinoa Willd.) during storage. International journal of food science & technology 44, 2013-2020.

Akpinar-Bayizit, A., Yilmaz-Ersan, L., Ozcan, T., 2010. Determination of boza's organic acid composition as it is affected by raw material and fermentation. International Journal of Food Properties 13, 648-656.

Ankolekar, C., Pinto, M., Greene, D., Shetty, K., 2012. In vitro bioassay based screening of antihyperglycemia and antihypertensive activities of Lactobacillus acidophilus fermented pear juice. Innovative food science & emerging technologies 13, 221-230.

Afify, A.E.-M.M., El Baroty, G.S., El Baz, F.K., El Baky, H.H.A., Murad, S.A., 2018. Scenedesmus obliquus: Antioxidant and antiviral activity of proteins hydrolyzed by three enzymes. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology 16, 399-408.

Bagheri F, Mirdamadi S, Mirzaei M, Safavid M. 1398. Production of beneficial fermented milk by lactobacilli isolated from traditional Iranian dairy products. Quarterly Journal of New Food Technologies, 2: 255-243.

Bianchi, F., Rossi, E., Gomes, R., Sivieri, K., 2015. Potentially synbiotic fermented beverage with aqueous extracts of quinoa (Chenopodium quinoa Willd) and soy. Food Science and Technology International 21, 403-415.

Chung, Y.-C., Chang, C.-T., Chao, W.-W., Lin, C.-F., Chou, S.-T., 2002. Antioxidative activity and safety of the 50 ethanolic extract from red bean fermented by Bacillus subtilis IMR-NK1. Journal of Agricultural and Food Chemistry 50, 2454-2458.

Chen, G.-W., Tsai, J.-S., Pan, B.S., 2007. Purification of angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptides and antihypertensive effect of milk produced by protease-facilitated lactic fermentation. International Dairy Journal 17, 641-647.

Ceballos‐González, C., Bolívar‐Monsalve, J., Ramírez‐Toro, C., Bolívar, G.A., 2018. Effect of lactic acid fermentation on quinoa dough to prepare gluten‐free breads with high nutritional and sensory quality. Journal of Food Processing and Preservation 42, e13551.

Dallagnol, A.M., Pescuma, M., De Valdez, G.F., Rollán, G., 2013. Fermentation of quinoa and wheat slurries by Lactobacillus plantarum CRL 778: proteolytic activity. Applied microbiology and biotechnology 97, 3129-3140.

Ebrahimi Jam S., Zarrin Qalami S., Ganjloo A. 1398. Production of gluten-free fermented beverage based on quinoa by probiotic bacteria, Journal of Food Industry Research, 1: 42-27.

Fitznar, H.P., Lobbes, J.M., Kattner, G., 1999. Determination of enantiomeric amino acids with high-performance liquid chromatography and pre-column derivatisation with o-phthaldialdehyde and N-isobutyrylcysteine in seawater and fossil samples (mollusks). Journal of Chromatography A 832, 123-132.

Griffiths, M.W., Tellez, A.M., 2013. Lactobacillus helveticus: the proteolytic system. Frontiers in Microbiology 4, 30.

Izadi A., Zarrin Qalami S., Ganjloo A. 1396. Production of useful fermented beverage based on rice containing natural sweetener of honey. Journal of Food Science and Technology, Volume 62, Number 14, pp. 201-214.

Juanmardi A, Labafi M, Khodanian F, Salehi A. 1395. Feasibility Study of Fermented Beverage Extraction from Red Beet Extract by Lactic Acid Bacteria, Journal of Food Science and Technology 56: 9-1.

Juan, M.-Y., Chou, C.-C., 2010. Enhancement of antioxidant activity, total phenolic and flavonoid content of black soybeans by solid state fermentation with Bacillus subtilis BCRC 14715. Food microbiology 27, 586-591.

Karbasi M., Mousavi M., Yarmand M. S. 1394. Production and packaging of fermented beverage from date juice containing Lactobacillus rhamnosus, Journal of Food Processing and Storage, 2: 38-17.

Khalili F, Erjaei Z. 1397. Effect of sourdough fermentation containing Lactobacillus plantarum and Lactobacillus ruteri on sensory, physicochemical and stale properties of barley bread. Journal of Food Science and Nutrition, 3: 42 -33.

Katina, K., Liukkonen, K.-H., Kaukovirta-Norja, A., Adlercreutz, H., Heinonen, S.-M., Lampi, A.-M., Pihlava, J.-M., Poutanen, K., 2007. Fermentation-induced changes in the nutritional value of native or germinated rye. Journal of Cereal Science 46, 348-355.

Kim, S.-K., 2013. Marine proteins and peptides: biological activities and applications. John Wiley & Sons.

Lowry, O., Rosebrough, N., Farr, A., Randall, R., 1951a. Total protein estimation by Lowry's method. J. Biol. Chem 193, 265.

Moayedi A, NikPayam M, Khomeiri M, Aghdaei S. 1396. Antibacterial activity of hydrolyzed proteins obtained from enzymatic digestion of soy protein isolates on some food index bacteria. Journal of Applied Microbiology in Food Industry, 3: 31-22.

Mizuno, S., Matsuura, K., Gotou, T., Nishimura, S., Kajimoto, O., Yabune, M., Kajimoto, Y., Yamamoto, N., 2005. Antihypertensive effect of casein hydrolysate in a placebo-controlled study in subjects with high-normal blood pressure and mild hypertension. British Journal of Nutrition 94, 84-91.

Magala, M., Kohajdova, Z., Karovičová, J., Greifova, M., Hojerova, J., 2015. Application of lactic acid bacteria for production of fermented beverages based on rice flour. Czech Journal of Food Sciences 33, 458-463.

Mirzaei, M., Mirdamadi, S., Ehsani, M.R., Aminlari, M., 2018. Production of antioxidant and ACE-inhibitory peptides from Kluyveromyces marxianus protein hydrolysates: Purification and molecular docking. Journal of Food and Drug Analysis 26, 696-705.

National Standard No. 11117. 1989. Fermented Milks - Kefir Drink - Characteristics and Test Methods.

Pérez-Escalante, E., Jaimez-Ordaz, J., Castañeda-Ovando, A., Contreras-López, E., Añorve-Morga, J., González-Olivares, L.G., 2018. Antithrombotic activity of milk protein hydrolysates by lactic acid bacteria isolated from commercial fermented milks. Brazilian Archives of Biology and Technology 61.

Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., Rice-Evans, C., 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free radical biology and medicine 26, 1231-1237.

Rathore, S., Salmerón, I., Pandiella, S.S., 2012. Production of potentially probiotic beverages using single and mixed cereal substrates fermented with lactic acid bacteria cultures. Food Microbiology 30, 239-244.

Sade Miri S, Lari H, Arab A. 1394. Measurement of total anthocyanin phenol and antioxidant activity in pericarb of pumpkin fruit of Qazvini cultivar Cucurbita pepo L.var squash. National Conference on New Topics in Agriculture, 3: 275-267.

Souri A, Mirzaei M, Mirdamadi S. 1397. Evaluation of the antioxidant effect of green tea leaf extract on the survival of probiotic bacteria in watermelon juice. Journal of Food Science and Technology, 85: 86-73.

Sharma, N., Singh, N., Singh, O., Pandey, V., Verma, P., 2011. Oxidative stress and antioxidant status during transition period in dairy cows. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences 24, 479-484.

Shobharani, P., Nanishankar, V., Halami, P., Sachindra, N., 2014. Antioxidant and anticoagulant activity of polyphenol and polysaccharides from fermented Sargassum sp. International journal of biological macromolecules 65, 542-548.

Saadi, S., Saari, N., Anwar, F., Hamid, A.A., Ghazali, H.M., 2015. Recent advances in food biopeptides: Production, biological functionalities and therapeutic applications. Biotechnology advances 33, 80-116.

Sezgin, A.C., Sanlier, N., 2019. A new generation plant for the conventional cuisine: quinoa (Chenopodium Quinoa Willd.). Trends in Food Science & Technology.

Wright, K., Pike, O., Fairbanks, D., Huber, C., 2002. Composition of Atriplex hortensis, sweet and bitter Chenopodium quinoa seeds. Journal of Food Science 67, 1383-1385.

Wang, Y.-C., Yu, R.-C., Chou, C.-C., 2006. Antioxidative activities of soymilk fermented with lactic acid bacteria and bifidobacteria. Food microbiology 23, 128-135.

Wang, X., Yu, H., Xing, R., Chen, X., Liu, S., Li, P., 2017. Optimization of the extraction and stability of antioxidative peptides from mackerel (Pneumatophorus japonicus) protein. BioMed research international 2017.

Zannini, E., Jeske, S., Lynch, K.M., Arendt, E.K., 2018. Development of novel quinoa-based yoghurt fermented with dextran producer Weissella cibaria MG1. International journal of food microbiology 268, 19-26.