ارزیابی تأثیر تخمیر جوانه گندم با استفاده از مخمر و باکتری‌های اسید لاکتیک بر میزان ترکیبات زیست‌فعال

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 9، دوره 19، شماره 2 - شماره پیاپی 80، خرداد و تیر 1402، صفحه 333-347   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی فارسی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.2022.74066.1123

نویسندگان

الناز بیات اصل¹؛ مرضیه موسوی نسب²؛ محبوبه فضایلی^{* 1}

¹گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

²پژوهشکده فراوری آبزیان، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

جوانه‌ی گندم یک مکمل غذایی پر ارزش و یک محصول جانبی کارخانه‌ی آرد است که برای تامین غذای دام و تولید روغن مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترکیبات کوئینون موجود در جوانه‌ی گندم دارای خاصیت ضد سرطانی است که به وفور در جوانه‌ی گندم یافت می‌شود. هدف از این پژوهش، مطالعه و بررسی اثر تخمیر بر ترکیبات زیست فعال موجود در جوانه‌ی گندم با خواص ضد‌سرطانی است. در این مطالعه تخمیر جوانه‌ی گندم توسط مخمر ساکارومایسس سرویسیه5052  و باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم  1058در pH های معادل 5/4، 6 و 5/7 و زمان‌های24، 48 و 72 ساعت صورت گرفت و از روش سطح پاسخ جهت یافتن شرایط بهینه تخمیر استفاده شد و جوانه‌ی گندم تخمیری بعد از خشک شدن از لحاظ خصوصیات فیزیکوشیمیایی و ترکیبات زیست فعال مورد بررسی قرار گرفت. پس از 48 ساعت تخمیر میزان ترکیبات زیست فعال به بالاترین میزان خود رسید و در ادامه روند کاهش میزان این ترکیبات مشاهده شد و در 72 ساعت به کمترین میزان رسیدند. به عنوان مثال میزان ترکیبات فنولی و دی متوکسی بنزوکوئینون نمونه‌های جوانه گندم تخمیر شده با مخمر در pH معادل 6 در زمان‌های تخمیر 24، 48 و 72 ساعت به ترتیب عبارت بودند از: 46/2، 90/2 و 75/2 میلی‌گرم معادل گالیک اسید در گرم و 076/0، 230/0 و 170/0 میلی‌گرم در گرم. شرایط بهینه‌ی به دست آمده در این مطالعه تخمیر جوانه گندم به وسیله باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم  1058در مدت زمان 48 ساعت و pH معادل 6 بدست آمد. در شرایط بهینه‌ی بدست آمده میزان فنول کل، ربایندگی رادیکال آزاد DPPH و میزان دی متوکسی بنزوکوئینون به ترتیب 33/3 میلی‌گرم معادل گالیک اسید در گرم، 49/86 درصد و 56/0 میلی گرم در گرم بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

ساکارومایسس سرویسیه؛ کوئینون؛ گاماآمینوبوتریک اسید؛ لاکتوباسیلوس پلانتاروم

مراجع

1. AACC. (2000). Approved Methods of the AACC. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, Minnesota. (Methods 08-01, 30-10, 44-19, 46-10).
2. Adedoyin, R.A., Afolabi, A., Adegoke, O.O., Akintomide, A.O., & Awotidebe, T.O. (2013). Relationship between socioeconomic status and metabolic syndrome among Nigerian adults. Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews,7(2), 91-94. https://doi.org/10.1016/j.dsx.2013.02.014
3. Babu, C.R., Ketanapalli, H., Beebi, S.K., & Kolluru, V.C. (2018). Wheat bran-composition and nutritional quality: a review. Advanced Biotechnology Microbiology,9(1), 1-7.
4. Donkor, O.N., Stojanovska, L., Ginn, P., Ashton, J., & Vasiljevic, T. (2012). Germinated grains–Sources of bioactive compounds. Food Chemistry,135(3), 950-959. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.05.058
5. Đorđević, T.M., Šiler-Marinković, S.S., & Dimitrijević-Branković, S.I. (2010). Effect of fermentation on antioxidant properties of some cereals and pseudo cereals. Food Chemistry,119(3), 957-963. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.07.049
6. Hur, S.J., Lee, S.Y., Kim, Y.C., Choi, I., & Kim, G.B. (2014). Effect of fermentation on the antioxidant activity in plant-based foods. Food Chemistry,160, 346-356.  https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.03.112
7. Karovičová, Z.K.J., & Kohajdova, J. (2007). Fermentation of cereals for specific purpose. Journal of Food and Nutrition Researc,46(2), 51-57.  https://doi.org/10.4014/jmb.1004.04037
8. Katina, K., Juvonen, R., Laitila, A., Flander, L., Nordlund, E., Kariluoto, S., & Poutanen, K. (2012). Fermented wheat bran as a functional ingredient in baking. Cereal Chemistry,89(2), 126-134. https://doi.org/10.1094/CCHEM-08-11-0106
9. Kim, M.H., Jo, S.H., Ha, K.S., Song, J.H., Jang, H.D., & Kwon, Y.I. (2010). Antimicrobial activities of 1, 4-benzoquinones and wheat germ extract. Journal of Microbiology and Biotechnology,20(8), 1204-1209.
10. Liu, F., Chen, Z., Shao, J., Wang, C., & Zhan, C. (2017). Effect of fermentation on the peptide content, phenolics and antioxidant activity of defatted wheat germ. Food Bioscience,20, 141-148. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2017.10.002
11. Lu, Q., Bjørnstad, Å., Ren, Y., Asad, M. A., Xia, X., Chen, X., & Lillemo, M. (2012). Partial resistance to powdery mildew in German spring wheat ‘Naxos’ is based on multiple genes with stable effects in diverse environments. Theoretical and Applied Genetics,125, 297-309. https://doi.org/10.1007/s00122-012-1834-6
12. Niu, L.Y., Jiang, S.T., & Pan, L.J. (2013). Preparation and evaluation of antioxidant activities of peptides obtained from defatted wheat germ by fermentation. Journal of Food Science and Technology,50, 53-61. https://doi.org/10.1007/s13197-011-0318-z
13. Rizzello, C. G., Cassone, A., Coda, R., & Gobbetti, M. (2011). Antifungal activity of sourdough fermented wheat germ used as an ingredient for bread making. Food Chemistry,127(3), 952-959. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.01.063
14. Rizzello, C. G., Mueller, T., Coda, R., Reipsch, F., Nionelli, L., Curiel, J. A., & Gobbetti, M. (2013). Synthesis of 2-methoxy benzoquinone and 2, 6-dimethoxybenzoquinone by selected lactic acid bacteria during sourdough fermentation of wheat germ. Microbial Cell Factories,12(1), 1-9. https://doi.org/10.1186/1475-2859-12-105
15. Rizzello, C.G., Nionelli, L., Coda, R., De Angelis, M., & Gobbetti, M. (2010). Effect of sourdough fermentation on stabilisation, and chemical and nutritional characteristics of wheat germ. Food Chemistry,119(3), 1079-1089. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.08.016
16. Sandhu, K.S., Punia, S., & Kaur, M. (2016). Effect of duration of solid state fermentation by Aspergillus awamorinakazawa on antioxidant properties of wheat cultivars. LWT-Food Science and Technology,71, 323-328. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.04.008
17. Zhang, J. Y., Xiao, X., Dong, Y., Wu, J., Yao, F., & Zhou, X. H. (2015). Effect of fermented wheat germ extract with lactobacillus plantarum dy-1 on HT-29 cell proliferation and apoptosis. Journal of Agricultural and Food Chemistry,63(9), 2449-2457. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5b00041
18. Zhang, X.Y., Chen, J., Li, X.L., Yi, K., Ye, Y., Liu, G., & Wang, Z.G. (2017). Dynamic changes in antioxidant activity and biochemical composition of tartary buckwheat leaves during Aspergillus niger fermentation. Journal of Functional Foods,32, 375-381. https://doi.org/10.1016/j.jff.2017.03.022
19. Zheng, Z. Y., Guo, X. N., Zhu, K. X., Peng, W., & Zhou, H.M. (2017). Artificial neural network–Genetic algorithm to optimize wheat germ fermentation condition: Application to the production of two anti-tumor benzoquinones. Food Chemistry,227, 264-270. https://doi.org/10.1039/C5RA27004A
20. Zheng, Z., Guo, X., Zhu, K., Peng, W., & Zhou, H. (2016). The optimization of the fermentation process of wheat germ for flavonoids and two benzoquinones using EKF-ANN and NSGA-II. RSC Advances,6(59), 53821-53829. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.01.077
21. Zhu, K., Zhou, H., & Qian, H. (2006). Antioxidant and free radical-scavenging activities of wheat germ protein hydrolysates (WGPH) prepared with alcalase. Process Biochemistry,41(6), 1296-1302. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2005.12.029