Εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών στην παραγωγή προβιοτικών τροφίμων και in vivo έλεγχος της προβιοτικής δράσης
Authors: Σανταρμάκη Βαλεντίνη 
Published: September 2021

Σκοπός της διατριβής ήταν η ανάπτυξη νέων προβιοτικών προϊόντων με ακινητοποιημένες καλλιέργειες σε φυσικούς φορείς. Γι’ αυτό διερευνήθηκαν (α) in vivo για προβιοτικές ιδιότητες κύτταρα L. plantarum 2035 και L. plantarum ACA-DC 2640, (β) η παραγωγή προβιοτικών καλλιεργειών σε τυρόγαλα, (γ) η ακινητοποίηση προβιοτικών καλλιεργειών σε φυσικούς φορείς, (δ) η ξήρανση υγρών προβιοτικών καλλιεργειών, (ε) η επίδραση θερμοκρασίας αποθήκευσης στη βιωσιμότητα προβιοτικών καλλιεργειών, (στ) η επίδραση ακινητοποίησης και ξήρανσης στη μεταβολική δραστικότητα και στο προφίλ πτητικών ενώσεων ζυμωμένων προϊόντων γάλακτος, και (ζ) η καταλληλότητα ακινητοποιημένων προβιοτικών καλλιεργειών στην παραγωγή τροφίμων. Ειδικότερα, 24h μετά από εφάπαξ ή καθημερινή χορήγηση τα στελέχη L. plantarum 2035 και L. plantarum ACA-DC 2640 ταυτοποιήθηκαν με multiplex PCR σε ανώτατα επίπεδα ≥ 7 logcfu/g σε κόπρανα, εντερικό περιεχόμενο ή εντερικό ιστό τυφλού και κόλου. Κατά την παραγωγή κυττάρων L. casei ATCC 393 σε τυρόγαλα, ο μέγιστος ρυθμός ανάπτυξης και η μέγιστη παραγωγικότητα βιομάζας παρατηρήθηκαν σε pH 6.5. Μεγαλύτερη (P<0.05) συγκέντρωση ξηρής βιομάζας καταγράφηκε μετά την προσθήκη 4% λακτόζης.Ακολούθως, μελετήθηκε η ακινητοποίηση κυττάρων L. casei ATCC 393 σε αμύγδαλο, φιστίκι Αιγίνης, μπισκότο, δημητριακά καλαμποκιού, σοκολατούχα δημητριακά, ή νιφάδες βρώμης, και παράχθηκαν υγρές, θερμικά αποξηραμένες ή λυοφιλιωμένες καλλιέργειες. Ακολούθησε αποθήκευση στους 4 ή 20 ή -18˚C. Η ακινητοποίηση και οι χαμηλές θερμοκρασίες αποθήκευσης, παρέτειναν την επιβίωση υγρών ή ξηρών κυττάρων του στελέχους σε επίπεδα > 7 logcfu/g έως και 396 ημέρες μετά την αποθήκευση στους 4˚C. Επιπλέον, στις υγρές καλλιέργειες καταγράφηκε σταδιακή μείωση (P<0.05) της τιμής aw, ενώ στις ξηρές παρατηρήθηκε σταδιακή αύξηση (P<0.05). Κατά τον έλεγχο μεταβολικής δραστικότητας των νέων καλλιεργειών παράχθηκε σημαντική ποσότητα γαλακτικού οξέος και καταγράφηκε υψηλό ποσοστό μετατροπής. Οι μεγαλύτερες τιμές παραγωγικότητας και απόδοσης ήταν 3.53 g/L*h και 0.91 g/g, αντίστοιχα. Οι σημαντικότερες ενώσεις ήταν εστέρες, οργανικά οξέα, αλκοόλες και καρβονυλικές ενώσεις. Ακολούθησε παραγωγή παγωτών με 1% ελεύθερη ή 10% ή 32% ακινητοποιημένη καλλιέργεια (υγρή ή ξηρή) και αντίστοιχα δείγματα ελέγχου. Το στέλεχος L. casei ATCC 393 ταυτοποιήθηκε σε επίπεδα ≥ 7 logcfu/g έως 2 έτη στους -18˚C, σχεδόν σε όλα τα παγωτά. Η προσθήκη προβιοτικής καλλιέργειας δεν επηρέασε το pH (5.27-6.59). Οι σημαντικότερες πτητικές ενώσεις ήταν εστέρες, οργανικά οξέα, αλκοόλες και καρβονυλικές ενώσεις. Σύμφωνα με την PCA ανάλυση, ξεχωρίζουν τα δείγματα διαφορετικής περιεκτικότητας σε ακινητοποιημένη καλλιέργεια. Τα παγωτά θεωρήθηκαν υψηλής ποιότητας και ήταν αποδεκτά από τους δοκιμαστές.Τέλος, παράχθηκαν γιαούρτια με προσθήκη ελεύθερης ή ακινητοποιημένης καλλιέργειας L. plantarum 2035. Τα επίπεδα του στελέχους προσδιορίσθηκαν ≥ 6 logcfu/g, ακόμα και μετά την ημερομηνία λήξης των προϊόντων, και η προσθήκη τους δεν επηρέασε τον πληθυσμό των στρεπτόκοκκων, και το pH των γιαουρτιών. Από την παρούσα διατριβή, συμπεραίνεται ότι η ακινητοποίηση έχει θετική επίδραση στην κυτταρική επιβίωση, σε επίπεδα που σχετίζονται με ευεργετικά οφέλη (> 6 ή 7 logcfu/g), και στη μεταβολική δραστικότητα.