LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS VETERINARIJOS AKADEMIJA
Veterinarijos fakultetas
Justina Tomkevičiūtė
Raugintų pieno produktų saugos ir tvarumo didinimas
antioksidacinėmis ir antibakterinėmis savybėmis
pasižyminčiais CO
2augaliniais ekstraktais bei vietinės
kilmės Lactococcus lactis bakterijomis
Increasing the safety and sustainability of fermented dairy
products with antioxidative and antibacterial properties of
CO
2plant extracts and local wild type Lactococcus lactis
bacteria
Maisto mokslo nuolatinių studijų
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBASDarbo vadovas: prof. dr. Loreta Šernienė Maisto saugos ir kokybės katedra
2 DARBAS ATLIKTAS MAISTO SAUGOS IR KOKYBĖS KATEDROJE
PATVIRTINIMAS APIE ATLIKTO DARBO SAVARANKIŠKUMĄ
Patvirtinu, kad įteikiamas magistro baigiamasis darbas „Raugintų pieno produktų saugos ir tvarumo didinimas antioksidacinėmis ir antibakterinėmis savybėmis pasižyminčiais CO2
augaliniais ekstraktais bei vietinės kilmės Lactococcus lactis bakterijomis“:
1. Yra atliktas mano pačios.
2. Nebuvo naudotas kitame universitete Lietuvoje ir užsienyje.
3. Nenaudojau šaltinių, kurie nėra nurodyti darbe, ir pateikiu visą naudotos literatūros sąrašą.
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
PATVIRTINIMAS APIE ATSAKOMYBĘ UŽ LIETUVIŲ KALBOS TAISYKLINGUMĄ ATLIKTAME DARBE
Patvirtinu lietuvių kalbos taisyklingumą atliktame darbe.
(data) (autoriaus vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO VADOVO IŠVADA DĖL DARBO GYNIMO
(data) (darbo vadovo vardas, pavardė) (parašas)
MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS APROBUOTAS KATEDROJE (INSTITUTE)
(aprobacijos data) (katedros (instituto) vedėjo (-os) vardas, pavardė)
(parašas)
Magistro baigiamojo darbo recenzentai 1)
2)
(vardas, pavardė) (parašai)
Magistro baigiamųjų darbų gynimo komisijos įvertinimas:
3
TURINYS
SANTRAUKA ... 5 SUMMARY ... 6 SANTRUMPOS ... 7 ĮVADAS ... 8 1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 9 1.1. CO2 augaliniai ekstraktai ... 91.1.1. Augaliniai ekstraktai ir CO2 ekstrakcija ... 9
1.1.2. Augalinių ekstraktų antioksidacinės savybės ... 11
1.1.3. Augalinių ekstraktų antimikrobinės savybės ... 13
1.1.4. Augalinių ekstraktų panaudojimas pieno produktų gamyboje ... 14
1.2. Vietinės kilmės bakterijų kultūra Lactococcus lactis ... 15
1.2.1. Taksonomija ... 15
1.2.2. Vietinės kilmės bakterijų kultūrų svarba ir aktualumas ... 15
1.2.3. Probiotinės savybės ... 16
1.2.4. Panaudojimas pieno produktų gamyboje ... 17
1.3. Rauginti pieno produktai bei jų nauda žmogaus sveikatai ... 18
2. TYRIMO METODAI IR MEDŽIAGA ... 19
2.1 Tyrimo vieta ir etapai ... 19
2.2 CO2 augalinių ekstraktų atrinkimas ... 19
2.2.1 Tyrimo objektai ... 19
2.2.2 Juslinio priimtinumo tyrimas ... 20
2.2.3 Antioksidacinių savybių tyrimas ... 20
2.2.4 Antimikrobinių savybių tyrimas ... 20
2.3 Vietinės kilmės L. lactis bakterijų atrinkimas ... 21
2.3.1 Tyrimo objektai ir jų paruošimas ... 21
2.3.2 Rauginto pieno gaminio su L. lactis raugais gamyba ... 21
2.3.3 Rauginto pieno gaminių, raugintų L. lactis bakterijomis, juslinis tyrimas ... 21
2.3.4 Probiotinių L. lactis savybių tyrimas ... 22
2.3.5 Kolonijų skaičiavimas ... 22
2.4 Rauginto pieno gaminių gamyba ir kokybinių savybių tyrimas ... 22
2.4.1 Tyrimo objektai ir jų paruošimas ... 22
2.4.2 pH matavimas ... 23
2.4.3 Juslinių savybių tyrimas ... 23
2.4.4 D(-) ir L(+) izomerų tyrimas ... 23
2.4.5 Tvarumo laikymo metu tyrimas ... 23
4
3. TYRIMO REZULTATAI... 24
3.1 CO2 augalinių ekstraktų atrinkimas ... 24
3.1.1 Juslinio priimtinumo tyrimas ... 24
3.1.2 Antioksidacinių savybių tyrimas ... 25
3.1.3 Antimikrobinių savybių tyrimas ... 26
3.2 Vietinės kilmės L. lactis padermių, skirtų raugų gamybai, atrinkimas ... 27
3.2.1. L. lactis padermių juslinis priimtinumas ... 27
3.2.2. Probiotinių L. lactis savybių tyrimas ... 27
3.3. Rauginto pieno gaminių kokybinių savybių bei tvarumo įvertinimas ... 29
3.3.1. pH kitimas laikymo metu ... 29
3.3.2. Juslinis priimtinumas ... 30
3.3.3. D(-) ir L(+) pieno rūgšties izomerų tyrimas ... 31
3.3.4. Tvarumo laikymo metu tyrimas ... 32
4. REZULTATŲ APTARIMAS ... 33
4.1 CO2 augalinių ekstraktų juslinės, antioksidacinės bei antimikrobinės savybės ... 33
4.2. Vietinės kilmės L. lactis padermių juslinės ir probiotinės savybės ... 35
4.3. Rauginto pieno gaminių kokybinės savybės bei tvarumas ... 36
IŠVADOS ... 37
LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 39
5
SANTRAUKA
Raugintų pieno produktų saugos ir tvarumo didinimas antioksidacinėmis ir antibakterinėmis savybėmis pasižyminčiais CO2 augaliniais ekstraktais ir vietinės kilmės Lactococcus lactis
bakterijomis Justina Tomkevičiūtė Magistro baigiamasis darbas
Tyrimo atlikimo vieta: LSMU VA Maisto saugos ir kokybės katedra. Darbo vadovas: prof. dr. Loreta Šernienė
Darbo tikslas: parinkti geriausiomis antioksidacinėmis ir antibakterinėmis savybėmis pasižyminčius CO2 augalų ekstraktų bei probiotinių Lactococcus lactis bakterijų mišinius jusliškai priimtinų raugintų pieno produktų gamybai.
Tyrimo uždaviniai:
1. Nustatyti devyniolikos skirtingų augalinių ekstraktų juslines, antioksidacines ir antimikrobines savybes bei atrinkti du perspektyviausius ekstraktus.
2. Ištirti penkių skirtingų vietinės kilmės Lactococcus lactis padermių juslines ir probiotines savybes bei atrinkti dvi perspektyviausias padermes.
3. Išanalizuoti atrinktų CO2 augalinių ekstraktų ir Lactococcus lactis bakterijų kombinacijų įtaką raugintų pieno produktų technologinėms, juslinėms, cheminėms savybėms bei tvarumui.
Metodika: 19 skirtingų CO2 ekstraktų juslinės savybės tiriamos vertinant bendrą juslinį priimtinumą skalėje (0-10); antioksidacinės savybės tiriant oksidacinį pajėgumą ABTS+ (trolmikromol/l) bei fenolinių junginių kiekį Folin - Ciocalteu (GAE mg/g) metodais; antimikrobinės savybės tiriant 8 skirtingų patogeninių mikroorganizmų slopinimą agaro šulinėlio metodu. Penkių skirtingų vietinės kilmės L. lactis padermių juslinės savybės tiriamos vertinant bendrą juslinį priimtinumą skalėje (0 - 10), o probiotinės savybės – atsparumą pH 2,5 ir pH 8,0. Perspektyviausiomis savybėmis pasižymėję augaliniai ekstraktai ir L. lactis padermės buvo kombinuotos gaminant rauginto pieno gaminius bei tiriami kokybiniai rodikliai: pH, D/L pieno r. izomerai, juslinis priimtinumas bei tvarumas (pieno rūgšties bakterijų kiekis laikymo metu).
Rezultatai ir išvados: Raugintuose pieno gaminiuose, pagamintuose su atrinktais cinamono (Cinnamomum cassia) ir krapų (Anethum graveolens var. sowa) CO2 augaliniais ekstraktais bei vietinės kilmės L. lactis padermėmis M16 ir M76 nustatyta, augalinių ekstraktų įtaka (p ≤ 0,05) gerinant D/L pieno rūgšties izomerų santykį, o vietinės kilmės raugų įtaka (p ≤ 0,05) mažinant gaminių pH, gerinant juslinį priimtinumą, bei didinant PRB išgyvenamumą produkto laikymo metu. Raktažodžiai: rauginti pieno produktai, CO2 augaliniai ekstraktai, Lactococcus lactis,
6
SUMMARY
Increasing the safety and sustainability of fermented dairy products with antioxidative and antibacterial properties of 𝐂𝐎𝟐 plant extracts and local wild type Lactococcus lactis bacteria
Justina Tomkevičiūtė Master‘s Thesis
Research location: Lithuanian University of Health Sciences, Veterinary academy, Departament of Food Safety and Quality
Supervisor: prof. dr. Loreta Šernienė
The aim of the study was to determine the best combination of CO2 plant extracts with antioxidant and antibacterial properties and probiotic Lactococcus lactis bacteria to produce sensory acceptable fermented milk products.
The objectives of the study:
1. To identify the sensory, antioxidant and antimicrobial properties of nineteen different herbal extracts and select the two most promising extracts.
2. To investigate the sensory and probiotic properties of five different strains of local origin Lactococcus lactis and to select two most promising strains.
3. Compare the sensory, technological and chemical properties of fermented milk products made with selected CO2 plant extracts and Lactococcus lactis bacteria to assess their safety and sustainability.
Methodology: The sensory properties of 19 different CO2 extracts are studied by evaluating the overall sensory acceptability; antioxidant properties by ABTS+ and Folin - Ciocalteu methods; antimicrobial properties by inhibition of 8 different pathogenic microorganisms by the Agar well method. The sensory properties of five different strains of wild L. lactis are studied by evaluating the total sensory acceptability on a scale 0 to 10 and probiotic properties of resistance to pH 2.5 and pH 8.0. Plant extracts with the most promising properties and L. lactis strains were combined for the production of fermented milk products and qualitative indicators were tested: pH, D/L lactic acid isomers, sensory acceptability, product sustainability during storage.
Results and conclusions: In fermented milk products made with selected cinnamon (Cinnamomum cassia) and dill (Anethum graveolens) CO2 plant extracts and two wild local L. lactis strains, results of the influence of plant extracts (p ≤ 0.05) on improving D/L lactic acid isomers ratio and the positive influence of wild L.lactis (p ≤ 0.05) on reducing the pH of the products, improving sensory acceptability, increasing the product sustainability during storage were obtained. Key words: fermented milk, CO2 plant extracts, Lactococcus lactis, antioxidant properties, antibacterial properties, wild bacteria.
7
SANTRUMPOS
AE – augalinis ekstraktas; ATP – adenozintrifosfatas; C° - Celsijaus laipsniai; EA – eterinis aliejus; FB – funkcionalusis biokomponentas; g – gramai; h – valanda;IDK - identifikacijos kodas;
KSV – kolonijas sudarantys vienetai;
L. lactis – Lactococcus lactis;
Log – logaritminis vienetas; lot. – lotyniškai;
LSMU – Lietuvos sveikatos mokslų universitetas; ml – mililitrai;
MRS - De Man, Rogosa and Sharpe sultinys/agaras; PBS – Buferinis peptono druskos tirpalas;
PRB – pieno rūgšties bakterijos; Pvz. – pavyzdys, pavyzdžiui; RPG – rauginto pieno gaminys; spp. – angl. species;
subsp. – angl. subspecies; temp. – temperatūra;
VA – Veterinarijos akademija; val. – valanda.
8
ĮVADAS
Didėjantis vartotojų susirūpinimas dėl cheminių priedų maisto produktuose ir galimo jų neigiamo poveikio sveikatai vis labiau skatina maisto pramonę ieškoti veiksmingų natūralių maisto priedų bei konservantų, todėl pastaruoju metu, didelis mokslininkų ir gamybininkų susidomėjimas skiriamas aktyviesiems biokomponentams, esantiems augalų ekstraktuose bei bakterinės kilmės biokonservantams, tokiems kaip pieno rūgšties bakterijos ir jų metabolitai.
Augaliniai ekstraktai - tai daugybės natūralių biologiškai aktyvių komponentų - antioksidantų, polifenolinių junginių, karotenų, fitosterolių, antocianų – kompleksinis darinys. Augalų aromatinių ir aktyviųjų komponentų panaudojimas buvo ir yra neatsiejamas civilizacijų vystymosi elementas, persipynęs tarp gyvybiškai svarbių maisto, farmacijos, medicinos ir žemės ūkio sektorių. Seniausi ir dažniausiai taikomi augalinių ekstraktų išgavimo metodai XX amžiaus pabaigoje įgijo modernų ir sudėtingą konkurentą, tai – superkritinė skystoji ekstrakcija anglies dvideginiu, kurios metu išgauti CO2 augaliniai ekstraktai tampa naujos kartos augalų antioksidacinių ir antimikrobinių savybių išraiškos būdais, kurių pritaikymas maisto pramonėje įgalina pakeisti daugelį metų naudojamus sintetinius maisto priedus ir konservantus.
Komercinių pieno rūgšties bakterijų, ypač Lactobacillus padermių, biokonservavimo savybės maisto pramonėje yra plačiai išnagrinėtos ir pritaikytos, tačiau dabartinė inovatyvi šios srities atšaka – tai vietinės kilmės pieno rūgšties bakterijos, tokios kaip Lactococcus lactis, kurios potencialiai pasižymi probiotinėmis savybėmis bei tikėtinai praturtina vartotojo žarnyno mikroflorą, didina atsparumą patogenams bei lemia efektyvesnį maistinių medžiagų pasisavinimą.
Rauginti maisto produktai ir gėrimai – tai neatsiejama daugelio žmonių civilizacijų mitybos dalis, kurių gamybos tradicijos atmenama prieš tūkstančius metų, todėl atsižvelgiant į minėtus iššūkius buvo suformuluoti magistrinio baigiamojo darbo tyrimo tikslas ir uždaviniai.
Darbo tikslas: parinkti geriausiomis antioksidacinėmis ir antibakterinėmis savybėmis pasižyminčius CO2 augalų ekstraktų bei vietinės kilmės Lactococcus lactis bakterijų mišinius raugintų pieno produktų gamybai.
Tyrimo uždaviniai:
1. Nustatyti devyniolikos skirtingų augalinių ekstraktų juslines, antioksidacines ir antimikrobines savybes bei atrinkti du perspektyviausius ekstraktus.
2. Ištirti penkių skirtingų vietinės kilmės Lactococcus lactis padermių juslines ir probiotines savybes bei atrinkti dvi perspektyviausias padermes.
3. Išanalizuoti atrinktų CO2 augalinių ekstraktų ir Lactococcus lactis bakterijų kombinacijų įtaką raugintų pieno produktų technologinėms, juslinėms, cheminėms savybėms bei tvarumui.
9
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. CO2 augaliniai ekstraktai
1.1.1. Augaliniai ekstraktai ir CO2 ekstrakcija
Augalų aromatinių ir aktyviųjų komponentų panaudojimas buvo ir yra neatsiejamas civilizacijų vystymosi elementas, persipynęs tarp gyvybiškai svarbių mitybos, medicinos, farmacijos, rekreacijos ar net religijos disciplinų (1). Pasauliniu mastu registruota daugiau nei 3000 gaminamų skirtingų augalų rūšių ekstraktų, tačiau tik 300 iš jų yra pripažinti kaip ekonomiškai svarbūs pramonine prasme. Augalų ekstraktų sudėtis ir kokybė priklauso nuo augalų derliaus nuėmimo sezono, geografinės padėties, brandumo ir panaudoto augalo dalies, genetinės variacijos, džiovinimo, sandėliavimo ir laikymo sąlygų (2).
Augalinis ekstraktas (AE) – tai koncentruotas augalo aromatinių, vaistinių ar kitų vertingų veikliųjų biokomponentų mišinys, gautas augalinės kilmės žaliavą apdorojus specialiais tirpikliais (ekstrahentais). Pagrindinės augalų ekstraktų veikliosios medžiagos yra: eteriniai aliejai, saponinai, bioflavonoidai, fenoliniai junginiai, vitaminai ir mineralinės medžiagos, chlorofilas, polisacharidai, glikozidai, terpenai, rauginės medžiagos (3). Augalinio ekstrakto panaudojimo galimybės ir pritaikymas tiesiogiai susiję su pagrindiniu veikliuoju ekstrakto biokomponentu – eteriniu aliejumi (4).
Eterinis aliejus (EA) - tai organinių ir lakiųjų komponentų mišinys, sudarytas iš šių komponentų kategorijų: alkanų, fenolių, monoterpenų, seskviterpenų, alkoholių, eterių, aldehidų, ketonų, karboksirūgščių, esterių, oksidų, laktonų, kumarinų, furanoidų (5, 6). Išvardinti komponentai yra tik maža dalis visų sudedamų dalių, esančių kiekviename eteriniame aliejuje. Kadangi EA yra natūralūs kompleksinio pobūdžio mišiniai, jų sudėtyje gali būti apie 20–60 komponentų. EA yra charakterizuojami pagal 1-3 sudėtyje dominuojančius komponentus, kurių koncentracija, lyginant su kitų komponentų kiekiais, yra didžiausia (20 – 70 proc.) (7).
Iš skirtingų augalo dalių (žiedai, lapai, šaknys, stiebai, vaisiai ar sėklos) ekstrahuoti EA pasižymi skirtingomis biologinėmis savybėmis, lemiančiomis platų ekstraktų panaudojimo spektrą maisto, farmacijos, kosmetikos, parfumerijos ar aromaterapijos reikmėms (8).
Nuo seno augalų apdirbimui ir eterinių komponentų išskyrimui buvo ir yra taikomi įvairūs metodai: aliejaus spaudimas šaltuoju būdu, distiliavimas vandeniu ir/arba vandens garais, ekstrakcija panaudojant cheminius ekstrahentus, tokius kaip heksaną, etanolį ir kt. Minėtus klasikinius ekstrahavimo būdus vis dažniau keičia modernūs metodai. Vienas iš jų – ekstrakcija panaudojant anglies dvideginį (CO2) (9).
L. Kiškūnė, UAB „Kvapų namai“ darbuotoja 2015 metų straipsnyje apie įmonėje gaminamus augalinius ekstraktus teigia, jog seniausi ir dažniausiai taikomi eterinių aliejų ir augalinių ekstraktų
10 išgavimo metodai XX amžiaus pabaigoje įgijo modernų ir sudėtingą konkurentą, tai – superkritinė skystoji ekstrakcija anglies dvideginiu (10). CO2 dujos – tai stabilios ir inertiškos dujos, nepaliekančios išgautoje substancijoje tirpiklio nuosėdų ar likučių, nedegios, tinkamos maisto gamybai, nekenkia aplinkai ir nesukuria jokių pašalinių produktų (11).
Visų frakcijų (pilnieji) CO2 ekstraktai – tirštos konsistencijos, riebūs, susidedantys iš pilno
spektro bioaktyvių lipofilinių augalo junginių: riebiųjų aliejų (sočiųjų ir nesočiųjų riebalų rūgščių), vaškų, pigmentų, vitaminų, aromatinių ir kt. junginių. Šių ekstraktų olfaktorinės (pajaučiamos uosle) savybės yra ne tokios ryškios kaip atrankiųjų ekstraktų, tačiau pilnieji CO2 ekstraktai turi
daugybę gydomųjų ir kosmetinių komponentų – antioksidantų, polifenolinių junginių, karotenų, fitosterolių, antocianų ir t. t (12).
Atrankieji CO2 ekstraktai – lakūs, skysti, panašūs į eterinius aliejus bei absoliutus,
susidedantys beveik vien iš lakiųjų aromatinių junginių. Atrankieji ekstraktai turi visapusišką kvapų gamą, artimą gyvam augalui (13).
CO2 ekstrakcijos technologijoje, naudojant CO2 kaip tirpiklį augalo komponentų išgavimo procesas yra švelnus ir tausojantis. Pramonėje naudojami 3 tirpikliai – vanduo, etanolis ir CO2, kurie gali būti charakterizuojami kaip fiziologiniai ir nežalingi aplinkai, tačiau tik CO2 turi saugaus
lipofilinio (augalų riebalinius junginius tirpinančio) tirpiklio savybes. CO2 ekstrakcijos metodas paremtas anglies dvideginio dujų savybe transformuotis į specifinę būklę, kuri vadinama superkritiniu skysčiu. Šioje būklėje anglies dvideginis gali būti naudojamas perkoliacijos (lėtas skverbimasis per filtrą, barjerą) ir maceracijos (medžiagos irimas, tirpimas) procesuose kaip bet kuris kitas tirpiklis (14).
Įprastinis EA išgavimo vandens arba vandens garų distiliavimo metodas literatūroje įvardijamas kaip paprastas, nebrangus, aplinkai draugiškas metodas, įgalinantis išgauti plačią aromatinių substancijų įvairovę. Augalinių ekstraktų išgavimas CO2 ekstrakcijos būdu gamybos pabaigoje lemia didesnę galutinio produkto (ekstrakto) išeigą, aukštesnę kokybę, specifiškesnį išgaunamų komponentų selektyvumą, didesnę išgautų komponentų įvairovę, bei kur kas mažesnį pašalinių oksidacijos produktų ir terpeninių esterių hidrolizės junginių susidarymą, nei naudojant įprastą vandens/garų distiliaciją (15). CO2 ekstrakcijos metu dujos turi būti suslėgtos, o tai reikalauja specifinių ir vis dar gan brangių įrenginių, tad gamybos kaštai tampa pagrindiniu šio metodo trūkumu.
Augalinių ekstraktų garų distiliacijos ir CO2 ekstrakcijos gamybos metodų technologinės schemos pateiktos 1 paveiksle.
11
1 pav. Augalų ekstraktų gamybos technologinė schema, taikant skirtingus metodus: A – garų
distiliacija; B - 𝐶𝑂2 ekstrakcija. Šaltinis (16).
1.1.2. Augalinių ekstraktų antioksidacinės savybės
Eteriniai aliejai - tai iš įvairių augalų išgauti lipofiliniai skysčiai, kurių sudėtyje yra skirtingų natūralių biologiškai aktyvių komponentų, lemiančių EA antimikrobines ir antioksidacines savybes, kurių pritaikymas maisto pramonėje pažymi didžiulį potencialą pakeisti jau daugelį metų naudojamus sintetinius maisto priedus ir konservantus (17).
Antioksidacinės savybės – tai geba slopinti oksidacijos procesą ir jos metu produkuojamus laisvuosius radikalus, specifiniais junginiais – antioksidantais(18).
Antioksidantas gali būti apibrėžiamas kaip medžiaga, kuri, esant mažai koncentracijai, palyginti su oksiduojamojo substrato koncentracija, sustabdo arba prailgina substrato oksidacijos procesą. Šis apibrėžimas yra universalus, tad gali būti naudojamas apibūdinti tiek antioksidantus gyvame organizme, tiek naudojamus kaip maisto priedus. Antioksidantų veikimo mechanizmai, priklausomai nuo oksidantų tipo (19):
a) laisvųjų radikalų prisijungimas ir pašalinimas; b) metalo jonų chelacija;
c) fermentų, produkuojančių laisvuosius radikalus, slopinimas; d) fermentinių endogeninių antioksidantų aktyvavimas;
e) lipidų peroksidacijos prevencija; f) DNR pažeidimo prevencija;
g) baltymų modifikacijos ir cukrų irimo prevencija.
Laisvieji radikalai yra agresyvūs, nestabilūs ir labai reaktyvūs, tik vieną elektroną turintys atomai arba junginiai, kurie atakuoja kitas molekules arba ląsteles, pakeičiant jų savybes ir sukeliant vidinius sutrikimus, vardan savojo elektrinio krūvio stabilumo (20). Laisvieji radikalai gyvuose organizmuose atsiranda dėl įvairių metabolinių veiklų, tokių kaip smogo, azoto oksidų, ozono, cigarečių dūmų, toksinių ir sunkiųjų metalų (18).
12 Antioksidantai žmogaus organizme sudaro sudėtingą daugiakomponentinę gynybinę sistemą, kuri užtikrina reaktyvias deguonies (ROS) ir azoto (RNS) radikalų ir neradikalų sujungimą, modifikaciją, slopinimą arba ardymą. Antioksidantinę ląstelės apsaugą sudaro: fermentiniai antioksidantai, pereinamuosius metalų jonus surišantys baltymai ir mažos molekulinės masės antioksidantai (21).
Oksidacija, laisvųjų radikalų susidarymas, lipidų peroksidacija ir kiti gedimo procesai vyksta ne tik žmogaus organizme, bet ir visuose gyvuose organizmuose, biologinėse sistemose, įskaitant maistą. Lipidų gedimo procesas prasideda, kai deguonis atakuoja riebalų rūgščių dvigubą jungtį ir pašalindamas vandenilio atomą sudaro lipidų radikalą L·, kuris, susijungęs su deguonimi, sudaro lipidų peroksilo radikalą (LOO·) (18). Lipidų peroksidacijos procesas maiste turi tiesioginę įtaką produkto organoleptinėms savybėms (suteikia sugedusio maisto skonį), išblukiną spalvą, keičia tekstūrą, mažina maistinę vertę ir sudaro toksiškus junginius, tokius kaip alkinalai, epoksidai, ketonai ir malondialdehidai. Antioksidantai yra dedami į produktus kaip maisto priedai, siekiant apsaugoti maistą nuo antioksidacinio gedimo, išsaugant jo organoleptines, tekstūros ir vartojimo saugumo savybes (22).
Augaliniuose ekstraktuose esantys pagrindiniai antioksidantai – tai fenoliniai junginiai. Fenoliai arba polifenoliai yra junginiai turintys vieną ar daugiau aromatinių žiedų su viena arba daugiau hidroksilo grupių, susidarantys augalų biocheminių procesų metu kaip antriniai metabolitai. Šiuo metu žinoma daugiau kaip 8000 fenolinių struktūrų, pagal molekulės struktūrą ir sudėtingumą skirstomų į 5 klases: fenolinės rūgštys, flavonoidai, stilbenai, kumarinai ir taninai (23).
Daugiau nei pusė iš visų žinomų fenolinių junginių yra priskiriami flavanoidų grupei, kurių antioksidantinis aktyvumas yra daug didesnis nei gerai žinomų antioksidantų askorbo rūgšties ir vitamino E (24). 2016 m. atliktame tyrime nustatyta, jog priklausomai nuo regiono ir lyties Europos gyventojai vidutiniškai suvartoja 774 - 1786 mg polifenolių per dieną (25).
Fenolinių junginių antioksidantinis aktyvumas įrodytas daugybe in vitro tyrimų. J. Šlapkauskaitė savo tiriamajame darbe teigia: „Fenoliai geba tiesiogiai surišti biologinėse sistemose aptinkamus žalingus O2•, ROO•, NO•, HO• radikalus, taip pat nefiziologinius radikalus, tokius kaip
DPPH• ir ABTS•+. Polifenolių gebėjimas sujungti pereinamųjų metalų jonus (ypatingai Fe2+ ir Cu+), apsaugo ląsteles nuo jų generuojamų laisvųjų radikalų sukelto oksidacinio streso“.
Įvairių augalinių ekstraktų antioksidacinis aktyvumas tiriamas panaudojant modelines sistemas su įvairiais radikalais. Fenolinių junginių aktyvumo įvertinimo metodų yra įvairių, tačiau tyrimuose dažniausiai minimi spektrofotometriniai laisvųjų radikalų surišimo gebos nustatymo ABTS·+ metodas (2,2-azino-bis(3-etilbenzotiazolinas)-6 sulfoninės rūgšties radikalo sujungimas) ir bendro fenolinių junginių kiekio nustatymo metodas pagal Folin-Ciocalteu fenolio metodą, apskaičiuojamas galo rūgšties ekvivalentu (GAE mg/g) (26).
13 1.1.3. Augalinių ekstraktų antimikrobinės savybės
Mikrobinė tarša yra vienas iš pagrindinių veiksnių, lemiančių maisto produktų kokybės praradimą ir tinkamumo vartoti termino trumpėjimą. Minimaliai perdirbtų maisto produktų paklausa visuomenėje skatina gamyboje naudoti natūralias antimikrobines medžiagas, tokias kaip augaliniai ekstraktai (27). Antimikrobinės savybės – tai geba naikinti mikroorganizmus arba sustabdyti jų augimą.
Mokslinių tyrimų rezultatai pažymi įvairių augalinių ekstraktų ir jų eterinių aliejų antimikrobinį poveikį Gram – teigiamiems (pvz., Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes,
Enterococcus spp.) ir Gram – neigiamiems (pvz., Escherichia coli, Salmonella spp., Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa) patogeniniams mikroorganizmams (28 - 31). AE pasižymi
didesniu poveikiu Gram – teigiamoms, nei Gram - neigiamoms bakterijoms, nes pagrindiniai eterinių aliejų komponentai yra hidrofobiniai ir sąveikauja su Gram – teigiamų ląstelių membrana, tad lengvai prasiskverbia į citoplazmą. Gram – neigiamų bakterijų ląstelių sienelės struktūra yra sudėtingesnė, turinti lipopolisacharidų, blokuojančių hidrofobinių aliejų prasiskverbimą, apsaugant ląstelę nuo eterinių aliejų susikaupimo membranoje (32).
Moksliniais tyrimai įrodyta, jog augalinių ekstraktų fitocheminės medžiagos taip pat turi potencialą slopinti patogeninių mikroorganizmų rezistiškumą antibiotikams (33,34). Timolis (esantis čiobrelių EA), karvakolis (esantis raudonėlio EA) ir cinamonaldehidas (esantis cinamono žievės EA) efektyviai sumažina S. typhimurium SG1, E. coli N00-666, S. aureus ir P. aeruginosa rezistiškumą ampicilinui, tetraciklinui, penicilinui, bacitracinui ir novobiocinui (35,36).
AE veikliosios medžiagos - fenoliniai junginiai esantys eteriniuose aliejuose, tokie kaip timolis, eugenolis, karvakolis, cinamonaldehidas bei hidroksilo grupės ir kt. Fenolių antimikrobinis aktyvumas priklauso nuo koncentracijos: esant mažai koncentracijai, fenoliai slopina mikrobų fermentų aktyvumą, o esant didelėmis koncentracijomis jie sukelia baltymų denatūraciją (37).
Atsižvelgiant į fenolinės struktūros įtaką antimikrobiniam aktyvumui, taip pat buvo įrodyta, kad funkcinės grupės, tokios kaip hidroksilo grupės, skatina elektronų delokalizaciją ir citoplazminės membranos pH sumažėjimą. Ši sąveika sutrikdo protonų judėjimo jėgą bei išeikvoja ląstelės energiją (ATP), todėl bakterijų ląstelės žūva (37).
Augalinių ekstraktų antimikrobiniu poveikiu mokslininkai domisi jau daugelį metų, tačiau priklausomai nuo augalinio ekstrakto rūšies ir jame dominuojančių veikliųjų medžiagų bei patogenų tipo, literatūroje pateikiami šie AE antibakterinio veikimo mechanizmai (38):
• Fizinis membranos suardymas. AE veiklieji junginiai pažeidžia mikroorganizmo membraną, sukelia ląstelės turinio nutekėjimą, sutrikdo fermentų metabolinį aktyvumą, maistinių medžiagų pernašą ir ATP sintezę.
14 • Protonų judėjimo jėgos sutrikdymas. AE veiklieji junginiai padidina protonų koncentraciją, sumažina viduląstelinį mikroorganizmo pH nedisocijuotos rūgšties jonizacijos būdu arba sutrikdant membranos pralaidumą.
• Membranų fermentų aktyvumo slopinimas. AE veiklieji junginiai pažeidžia ląstelių membranos fosfolipidus, sutrikdo fermentines sistemas ir genetinę informaciją bei oksiduoja nesočiąsias riebalų rūgštis susidarant toksišką junginį - hidroperoksidazę.
1.1.4. Augalinių ekstraktų panaudojimas pieno produktų gamyboje
Pasak mokslininko C. Caleja (39), vartotojai ieško natūralių maisto produktų, be sintetinių maisto priedų sudėtyje, tokių kaip dirbtinių konservantų, saldiklių, dažiklių ir skonio stipriklių. Sekant šitą tendenciją, tyrimai rodo, jog lyginant su įprastais pieno produktais, natūraliais augaliniais ekstraktais praturtinti pieno produktai maisto pramonei yra didelį potencialą turintis sprendimas dėl šių priežasčių:
• jusliškai vartotojams priimtinas natūralus skonis ir aromatas; • didesnis antioksidantų ir fenolinių junginių kiekis;
• stabilesnis produkto pH laikymo metu,; • antimikrobinis ir gedimą stabdantis poveikis; • ilgesnis tinkamumo vartoti terminas.
Jungtinių Amerikos Valstijų FDA institucija (angl. Food and Drug Administration) tvirtina 160 skirtingų EA kaip „saugaus vartojimo produktus“ (angl. Generally Recognised As Safe -
GRAS), leidžiamų naudoti maisto, farmacijos ir kosmetikos srityse. Šiuo metu, maisto pramonėje
daugiausia naudojami cinamono, citrusinių vaisiai, gvazdikėlių, citrinžolės, kalendrų, raudonėlio, šalavijų, pipirmėčių, čiobrelių ir rozmarinų eteriniai aliejai (40). Remiantis FEMA, didžiausias kalendrų EA kiekis, kurį galima naudoti įvairiose maisto pramonės srityse, yra toks: mėsos produktai - 68,47 mg/l; kepiniai - 62,06 mg/l; pieno produktai - 47,35 mg/l.
ES institucijų reglamentavimas apie augalinių ekstraktų naudojimą ir maksimalias vartojimo dozes maiste yra būtinas žingsnis efektyviam ir saugiam AE pritaikymui maisto gamybos technologijose (41).
15
1.2. Vietinės kilmės bakterijų kultūra Lactococcus lactis
1.2.1. Taksonomija
Pieno rūgšties bakterijos (PRB) – gram – teigiami, judrūs, fakultatyvūs anaerobai. PRB gentis apima Lactobacillus, Lactococcus, Bifidobacterium, Tetragonococcus, Vagococcus, Weissella,
Streptococcus, Leuconostoc, Aerococcus, Oenococcus, Carnobacterium, Enterococcus, Sporolac-tobacillus ir Pediococcus (42).
Lactococcus lactis – laktokokų (Lacotcoccus) genties bakterijų rūšis, priskiriama pieno
rūgšties bakterijų (PRB) klasei. Tai nesudarantis sporų, nejudrus, gram - teigiamas 0,5 – 1,5 mikrono ilgio kokas, sudarytas iš poros ląstelių arba trumpos grandinėlės. Lactococcus spp. optimali augimo temperatūra yra 30°C, bet jie gali augti nuo 10°C iki 45°C. Jų gebėjimas augti aukštesnėje nei 40°C temperatūroje, augti esant didesnei druskos koncentracijai (>4% natrio chlorido) ir gaminti rūgštį iš įvairių cukrų (arabinozė, laktozė, manitolis ir rafinozė) priklauso nuo porūšio. Egzistuoja keturi Lactococcus lactis spp. porūšiai – lactis, cremoris, hordniae ir tructae (43).
L. lactis spp. lactis lengvai prisitaiko prie aplinkos, įskaitant ir maistines matricas, tokias kaip
pienas ar pieno produktai, todėl greitai ir lengvai ima skaldyti laktozę, o tai lemia, jog L. lactis bakterija dažniausiai izoliuojama iš pieno produktų. Izoliuotos bakterijų kultūros naudojamos raugų (angl. starter cultures) gamybai ir kombinuojamos su kitomis PRB kultūromis. L. lactis raugų mišiniuose produkuoja pieno rūgštį ir skaido baltymus fermentacijos metu, todėl daro didžiulę įtaką galutinio produkto juslinėms ir mikrobiologinėms savybėms. In vitro ir in vivo tyrimų rezultatai teigia, jog L. lactis kultūra – naujos kartos probiotikas, turintis potencialą didinanti maisto produktų maistinę vertę (44).
1.2.2. Vietinės kilmės bakterijų kultūrų svarba ir aktualumas
Bakterijų kultūra yra traktuojama kaip „vietinės kilmės“, jei buvo išskirta iš vietinių natūralių, nefermentuotų arba savaiminės fermentacijos produktų, į kuriuos nebuvo pridėta komercinio raugo ar bakterijų kultūrų. W. Sybesma 2015 m. apžvalginiame straipsnyje (45): akcentuojama vietinės kilmės bakterijų kultūrų ir raugų panaudojimo svarba:
1. Nuo 1980 m. rinkoje dominuoja tik kelios probiotinės bakterijos, įskaitant gerai žinomas
Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus casei ir Bifidobacterium animalis lactis
(BB12). Vietinių ir užsienio gamintojų maisto produktų gamyboje naudojami komerciniai raugai ir PRB bei tapatūs išsivysčiusių šalių ir regionų mitybos įpročiai dėl produktų importo ir eksporto lemia vartotojų žarnyno mikrofloros įvairovės mažėjimą. 2. Vietinės kilmės bakterijų kultūros panaudojimas vietinių produktų gamybai tikėtinai
praturtina vartotojo žarnyno mikroflorą, didina atsparumą patogenams bei lemia efektyvesnį maistinių medžiagų pasisavinimą.
16 3. Vietiniai gamintojai turėtų daugiau galimybių užtikrinti vartotojų sveikatą ir mikrofloros atkūrimą, patenkinti natūralaus ir inovatyvaus maisto poreikį, bei skatinti vartotojus rinktis vietinius produktus, o ne pasikliauti probiotiniais produktais iš užsienio bendrovių, ypač jei šie produktai nėra įprastos dietos dalis arba yra labai brangūs.
4. Tikėtina, jog vietinių probiotikų rinkos plėtra padidins prieigą prie sveikų probiotinių maisto produktų, įskaitant tradiciškai fermentuotus maisto produktus.
Mokslininkų ir gamintojų susidomėjimas vietinės kilmės bakterijų kultūrų fiziologija, molekuline biologija ir pritaikymu maisto produktų, ypač pieno, gamybos technologijose, pagerinant produktų kokybę ir juslines savybes, auga. Vietinės kilmės L. lactis, izoliuotų iš maisto produktų ir vėliau panaudotų fermentuotų pieno produktų gamybai, suvartojimas gali ženkliai pagerinti vidinės žarnyno mikrofloros būseną ir adaptaciją (46).
1.2.3. Probiotinės savybės
Daugelis mokslinių tyrimų vertina komercinių L. lactis padermių biochemines ir probiotines savybes, tačiau kol kas probiotinių savybių tyrimai, analizuojant padermes, izoliuotas iš vietinių ūkininkų žalio pieno ir pieno produktų - atliekami retai. Vietinės kilmės padermių probiotinių savybių apibūdinimas ir pritaikymas yra svarbus žingsnis inovatyvių, funkcinių pieno produktų gamyboje (47).
2002 m. Pasaulio sveikatos organizacija kartu su Jungtinių Tautų maisto ir žemės ūkio organizacija paskelbė oficialų probiotikų apibrėžimą: „Probiotikai – tai gyvi mikroorganizmai, kurie, vartojami tinkamais kiekiais, naudingi vartotojo sveikatai“. Idealus probiotikas turi būti: atsparus rūgštims ir tulžiai, sugebėti prisitvirtinti prie žmogaus žarnyno gleivinės, būti saugus (48).
Probiotinis maisto produktas – tai jusliškai priimtinas produktas, kurio sudėtyje per visą tinkamumo vartoti terminą yra minimalus 6 – 7 Log KSV/g kiekis probiotinės kultūros, gebančios išgyventi virškinimo metu (pH 2,5 skrandyje bei pH 8,0 dvylikapirštėje žarnoje). Esant minėtam kiekiui probiotinės kultūros produkte, teigiama, jog mikroorganizmai geba išgyventi virškinamojo trakto sąlygomis ir patekti į paskirties vietą - plonąjį ir storąjį žarnyną. Probiotinių PRB nauda sveikatai skiriasi priklausomai nuo padermės ir veikimo mechanizmo (49).
Mokslininkų teigimu, vis didėja susidomėjimas galimu L. lactis probiotinio aktyvumo poveikiu sveikatai, kuris paprastai yra specifinis ir priklauso nuo gebėjimo išgyventi virškinamajame trakte. Tam tikros padermės turi galimybę gaminti antimikrobinį peptidą, vadinamą nizinu, todėl L. lactis naudojimas maisto ir pieno sektoriuose, siekiant išsaugoti maisto kaip natūralų būdą ir prisidėti prie sveikatos skatinimo požymių dėl probiotinės veiklos, neabejotinai atitiktų šiandienos vartotojų poreikius (47).
17 Probiotinių bakterijų kultūrų nauda žmogaus organizmui: žarnyno mikrofloros pagerinimas ir balansas, apsauga nuo patogeninių mikroorganizmų, imuninės sistemos stimuliacija, cholesterolio kiekio kraujyje sumažinimas, B grupės vitaminų sintezė, antibakterinis ir antivėžinis poveikis. 1.2.4. Panaudojimas pieno produktų gamyboje
Didėjantis vartotojų susirūpinimas dėl cheminių priedų maisto produktuose ir galimo jų neigiamo poveikio sveikatai paskatino maisto pramonę ieškoti veiksmingų natūralių maisto konservantų.
Biokonservavimas – tai pridėtinių ar natūraliai produkte esančių mikroorganizmų bei jų metabolitų panaudojimas, siekiant pagerinti mikrobiologinę saugą bei pailginti produkto tinkamumo vartoti trukmę (50). Bakterijų produkuojami šalutiniai produktai – bakteriocinai, tai natūralūs maisto konservantai eliminuojantys aršius cheminius konservantų ir apdorojimo aukštoje temperatūroje poreikį maisto produktuose, išsaugant jų organoleptines ir maistines savybes. Nizinas - bakteriocinas, kurį gamina tam tikros L. lactis ssp. lactis. Nizinas yra plačiai paplitęs maisto pramonėje ir yra parduodamas kaip maisto priedas E234, naudojamas kaip biokonservantas sūrio, pieno, majonezo, mėsos produktų, žuvies produktų gamyboje. Nizinas yra vienintelis bakteriocinas, licencijuotas kaip GRAS. Jis slopina Gram - teigiamų gedimo bakterijų, tokių kaip Listeria,
Staphylococcus ir Mycobacterium bei sporas formuojančių bakterijų Bacillus ir Clostridium,
augimą(51).
Lactococcus lactis yra viena iš svarbiausių kultūrų naudojamų kaip raugas (angl. starter culture), fermentacijos procesui inicijuoti pieno technologijoje, įskaitant sūrį, sviestą, grietinėlę ir
fermentuotus pieno gaminius.
L. lactis apsauginėms savybėms priskiriamos antimikrobinis poveikis dėl produkuojamų
antrinių metabolitų (etanolis, vandenilio peroksidas, diacetilas ir organinės rūgštys), kurie ne tik apsaugo produktą nuo gedimo inhibuodami patogeninių mikroorganizmų veiklą, bet ir gerina išskirtinį produkto skonį, aromatą, išvaizdą, spalvą ir tekstūrą. Organinės rūgštys sukuria rūgštinę aplinką, dėl kurios sumažėja viduląstelinis pH ir sumažėja membranos potencialas, nepalankus daugeliui patogeninių ir sugedusių mikroorganizmų augimui (52). Viena iš svarbiausių PRB gaminamų organinių rūgščių yra pieno rūgštis, kuri yra dviejų formų - L (+) ir D (-) izomerų. D(-) pieno rūgšties didelė koncentracija yra kenksminga žmonėms ir maisto produktuose turėtų būti vengiama, o L (+) pieno rūgštis yra tinkamiausias izomeras maisto produktuose (53).
18
1.3.
Rauginti pieno produktai bei jų nauda žmogaus sveikatai
Rauginti maisto produktai ir gėrimai – tai neatsiejama daugelio žmonių civilizacijų mitybos dalis, kurių gamybos tradicijos susiformavo prieš tūkstančius metų. Fermentuoti (rauginti) produktai – tai maisto produktai, pagaminti kontroliuojant mikroorganizmų ir fermentų poveikį mikro ir makro elementams esantiems produkte (54). Raugintiems pieno produktams priskiriami: jogurtas, kefyras, rūgpienis, acidofilinis pienas, įvairūs kiti raugintų pieno produktų mišiniai.
Raugintas pienas – gaminys, gaunamas pieną rauginant tinkamais mikroorganizmais, dėl to sumažėja pH ir susidaro arba nesusidaro sutrauka (izoelektrinis nusodinimas). Rauginti pieno produktai gali būti natūralūs ir su priedais, termiškai apdoroti ir neapdoroti termiškai, skysti ir tiršti, riebūs ir liesi.
„Gyvieji“ rauginti pieno gėrimai – vertingiausi, nes jie rauginami gyvosiomis bakterijomis ir neapdorojami termiškai. Gyvosios rauginto pieno gėrimo bakterijos, patekusios į virškinamąjį traktą, papildo jo florą naudingosiomis bakterijomis, žadina apetitą, veikia raminamai, užkerta kelią daugeliui negalavimų ir ligų. Jie gaminami iš normalizuoto pieno panaudojant pagal receptūrą nurodytas medžiagas, užraugiant specialiu raugu su bifidobakterijomis ar kitomis probiotinėmis kultūromis (55). Fermentacijos metu pieno baltymų proteolizės metu, gaminasi bioaktyvūs peptidai, atliekantys imunostimuliacinį poveikį. Šiuo metu, rinkoje galima rasti pieno gėrimų, kurių sudėtyje yra bioaktyviųjų medžiagų (ω-3 riebalų rūgštys, α-linolo rūgštis, dokozaheksaeno rūgštis, eikosapentaeno rūgštis ir t.t.) (56).
Raugintų pieno produktų esminiai gamybos technologijos etapai yra: žaliavinio pieno standartizacija, homogenizacija, pasterizacija, atvėsinimas, raugo įmaišymas, rauginimas, atšaldymas, pakavimas ir laikymas. Pagamintų raugintų pieno gėrimų skonis priklauso nuo gamybos procese naudotų bakterijų kultūros, temperatūros kontrolės ir rauginimo laiko (57).
Remiantis 2005 m. LR žemės ūkio ministro įsakymu Nr. 3D-335 (55), raugintų pieno produktų kokybės reikalavimai pateikiami 1 lentelėje.
1 lentelė. Raugintų pieno produktų kokybės reikalavimai
Rodiklis Raugintas
pienas
Rauginti pieno
gėrimai Jogurtas Kefyras
Pieno baltymai, proc. min. 2,7 min. 2,7 min. 2,7 min. 2,7 Pieno riebalai, proc. mažiau kaip 10 mažiau kaip 10 mažiau kaip
15 mažiau kaip 10 Minimalus titruojamasis
rūgštingumas, išreikštas pieno rūgšties proc.
0,3 0,6 0,6 0,6 Minimalus bendras mikroorganizmų skaičius, Log KSV/g 7 7 7 7 Minimalus kitų, ženklinant nurodomų mikroorganizmų skaičius, Log KSV/g 6 6 6 6
19
2. TYRIMO METODAI IR MEDŽIAGA
2.1 Tyrimo vieta ir etapai
Magistro baigiamojo darbo „Raugintų pieno produktų saugos ir tvarumo didinimas antioksidacinėmis ir antibakterinėmis savybėmis pasižyminčiais CO2 augalų ekstraktais ir L.lactis
bakterijomis“ tyrimai buvo vykdomi 2018 metų kovo 15 – gruodžio 15 dienomis Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Veterinarijos fakulteto Maisto saugos ir kokybės katedros mikrobiologijos laboratorijoje. Baigiamojo darbo veiklų planas buvo išskirstytas į tris mokslinio darbo tyrimo etapus pavaizduotus 2 paveiksle.
2 pav. Baigiamojo darbo veiklų etapai ir jų metu vykdomi tyrimai (schemą sudarė J. Tomkevičiūtė)
2.2 CO2 augalinių ekstraktų atrinkimas
2.2.1 Tyrimo objektaiPirmajame tyrimų etape įsigyta komercinių 19 skirtingų augalinių ekstraktų (pardavėjas – „UAB Kvapų namai“, Kaunas). Pirmajame tyrimo etape analizuojami CO2 augaliniai ekstraktai: apelsinų (lot. Citrus sinensis), kvapiųjų citrinmirčių (Backhousia citriodora), juoduogių šeivamedžių žiedų (Sambucus nigra flos.), citrinų (Citrus limon), kininių cinamonų žievės (Cinnamomum cassia), rozmarinų (Rosmarinus officinalis), kalendrų sėklų (Coriandrum sativum), paprastųjų krapų (Anethum graveolens var. sowa.), žvaigždinių anyžių (Illicium verum), kvapiųjų kriptokarijų žievės (Cryptocaria massoia), pipirmėčių (Mentha x piperita), gugulio (Commiphora
mukul), vaistinių čiobrelių (Thymus vulgaris), kardamonų (Elettaria cardamomum), kavos (Coffea arabica), gvazdikėlių (Syzygium aromaticum), imbiero (Zingiber officinalis), miros (Commiphora myrrha), dažinių ciberžolių (Curcuma longa). Detalus minėtų augalinių ekstraktų sąrašas bei
gamintojo pateikta sudėties ir veikliųjų komponentų informacija pateikta 1 priede.
Iš 19 ekstraktų pirmojo tyrimų etapo pabaigoje buvo atrinkti du ekstraktai, pasižymėję perspektyviausiomis savybėmis. • Juslinės savybės • Antioksidacinės savybės • Antimikrobinės savybės CO2augalinių ekstraktų atrinkimas • Juslinės savybės • Probiotinės savybės Vietinės kilmės L. lactis padermių
atrinkimas • Juslinės savybės • pH • D/L izomerai • Bendras PRB kiekis (0,7,14 d.) Raugintų pieno gaminių gamyba
20 2.2.2 Juslinio priimtinumo tyrimas
Juslinės augalinių ekstraktų analizės tyrimo metu buvo vertinamas 19 skirtingų augalinių ekstraktų bendras skonio priimtinumas. Mėginių juslinė analizė buvo atliekama remiantis LST ISO 6658:2000 Juslinė analizė. Metodika. Bendrosios nuorodos.
Mėginių paruošimas: į 400g 2,5 proc. riebumo graikiško jogurto („Aistė“, UAB Varėnos pienelis) buvo įlašinti 1-2 lašai augalinio ekstrakto. Mėginys su šaukšteliu išmaišomas, tam kad aktyvieji biokomponentai tolygiai pasiskirstytų mėginyje. Tokiu būdu buvo paruošti 19 skirtingų jogurto ir ekstrakto mišinių. Į vieną jogurto mėginį buvo lašinamas tik vienos rūšies ekstraktas.
Mėginių juslinis vertinimas: paruošti mėginiai buvo individualiai vertinami ekspertų grupėje, kurią sudarė 31 asmuo. Bendras skonio priimtinumas kiekvieno ekspertų grupės individo buvo vertinamas priimtinumo skalėje nuo 0 (nepriimtinas skonis) iki 9 (labai priimtinas skonis).
2.2.3 Antioksidacinių savybių tyrimas
Augalinių ekstraktų antioksidacinių savybių tyrimas atliktas pagal 2012 m. C.H. Yang ir kt. metodiką (58): ABTS+ radikalų-katijonų surišimas nustatytas spektrometriniu metodu ir apskaičiuojamas kaip Trolox ekvivalento antioksidacinis pajėgumas (trolmikromol/g); bendras fenolinių junginių kiekis nustatytas spektrometriniu metodu pagal Folin-Ciocalteu fenolio metodą ir apskaičiuojamas kaip galo rūgšties ekvivalentas (GAE mg/g).
2.2.4 Antimikrobinių savybių tyrimas
Augalinių ekstraktų antimikrobinis poveikis bakterijoms nustatytas difuzijos į agarą metodu (59). Ekstraktų antimikrobinis pajėgumas buvo nustatomas jų geba slopinti Escherichia coli (E.
coli), Staphylococcus aureus (S. aureus) Bacillus cereus (B. cereus), Pseudomonas fluorescens (P. fluorescens), Lysteria monocytogenes (L. monocytogenes), Brochothrix thermosphacta (Br. Thermosphacta), Pseudomonas aeruginosa (P.aeruginosa, Salmonella typhimurium (S.typhimurium) patogenines bakterijas.
Tyrimo eiga: mikroorganizmų suspensijos buvo sumaišytos su agaro terpe ir išpilstomos į Petri lėkšteles. Terpei sustingus, joje padarytos 4 apvalios įdubos (8 mm skersmens), į kurias pilta po 50 μl tiriamųjų ekstraktų ar etanolio/vandens (kontrolinis mėginys). Tiriamų medžiagų poveikis bakterijų kultūroms įvertintas po 24h kultivavimo 37°C temperatūroje, mielių kultūroms po 48h kultivavimo 30°C temperatūroje pagal skaidrių zonų, susidariusių aplink įdubas, skersmenį, išreikštą milimetrais (mm). Jei aplink įdubas nesusidarė skaidrios zonos, daryta išvada, kad tirta ekstraktų koncentracija neturėjo antimikrobinio poveikio tiriamai kultūrai.
Tyrimo rezultatai pateikti apskaičiuojant bendrą minėtų bakterijų slopinimo koeficientą (SK), išreikštą mm, apskaičiuotą sudėjus visų slopintų bakterijų zonų išmatavimus (𝑚𝑚𝑛) ir padalinus iš
21
2.3 Vietinės kilmės L. lactis bakterijų atrinkimas
2.3.1 Tyrimo objektai ir jų paruošimas
Antrajame tyrimų etape analizuojamos penkios skirtingos vietinės kilmės L. lactis spp. lactis padermės, kurios buvo gautos iš LSMU VA Maisto saugos ir kokybės katedrai priklausančios PRB padermių kolekcijos, išgautos iš vietinės kilmės ir maisto produktų. Kiekviena L. lactis padermė pažymėta identifikacijos kodu (IDK), kurie nurodyti 2 lentelėje.
2 lentelė. Tiriamųjų vietinės kilmės L. lactis subsp. lactis padermių identifikacijos kodai
Numeris dėžutėje šaldymo metu
Padermės
identifikacijos kodas Produktas, iš kurio buvo izoliuota padermė
1. M16
Termiškai neapdorotas „žalias“ karvės pienas iš vietinių ūkininkų (izoliuota 2015 m.)
2. M21
3. M36
4. M30A
5. M76 Termiškai neapdorotas raugintas karvės pienas
iš vietinių ūkininkų (izoliuota 2015 m.)
Raugas, naudotas kontrolei – tai komercinis raugas (KR), tiekėjas – „UAB Rivona“, Alytus. KR aprašymas, pateiktas gamintojo: „Mezofilinė maišytų padermių (L. lactis subsp.
lactis/cremoris; Leuconostoc sp.; L. lactis subsp. lactis var. diacetylactis) LD – tipo kultūra; giliai
užsaldytos birios granulės. Kultūra naudojama kaip gamybinis raugas raugintų pieno produktų gamybai, kurio bendra PRB koncentracija: >1 𝑥 1010 KSV/ml“.
Iki tyrimo L. lactis bakterijos buvo laikomos kriogeninėje būklėje (- 40°C temperatūroje, M17 sultinyje su 20 proc. glicerolio). Bakterijų kultūros atgaivinimas ir pagausinimas: mikrobiologine kilpele paimamas užšaldytos bakterijų kultūros ėminys ir įmaišomas į 15 ml sterilaus MRS sultinio, kultivuojant 37°C temperatūroje 48 valandas. Pagausinta grynoji kultūra dukart centrifuguojama ir išplaunama 15 ml distiliuoto vandens ir naudojama tolimesniems eksperimentams kaip raugas. 2.3.2 Rauginto pieno gaminio su L. lactis raugais gamyba
Pienas (2,5 proc. riebumo „Dvaro pienas“, UAB Pieno žvaigždės) pasterizuojamas iki 90°C temperatūros, atvėsinamas iki 30°C temp., supilstomas po 100 ml į sterilius indus. Kontrolei į paruoštą 100 ml pieno įpilama 0,03 g komercinio raugo (žr. 2.3.1), į likusius mėginius - po 5 ml vietinės kilmės L. lactis kultūros (žr. 2 lentelė). Fermentuojama 24 h, 30°C temp. Tyrimo metu pagaminti 6 skirtingi rauginto pieno gaminiai: KR, M16, M21, M36, M76, M30A.
2.3.3 Rauginto pieno gaminių, raugintų L. lactis bakterijomis, juslinis tyrimas
Mėginių juslinė analizė buvo atliekama remiantis LST ISO 6658:2000 Juslinė analizė. Metodika. Bendrosios nuorodos. Bendras pieno, rauginto su L.lactis bakterijų kultūra, mėginio skonio priimtinumas kiekvieno iš 10 ekspertų grupės individo, individualiai vertinamas priimtinumo skalėje nuo 0 (nepriimtinas skonis) iki 10 (labai priimtinas skonis).
22 2.3.4 Probiotinių L. lactis savybių tyrimas
Probiotinės raugų savybės nustatytos pagal metodikas aprašytas Maragkoudakis ir kt. (60) bei tiriamųjų mėginių dešimtkarčiai skiedimai ruošti mikrobiologiniams tyrimams pagal standartą LST EN ISO 8261 (61).
Atsparumas pH 2,5. 24h kultivuotos bakterijų kultūros du kartus plaunamos PBS buferiniu
tirpalu (pH 7,2) prieš suspenduojant žemo pH PBS tirpale (pH 2,5). Raugų atsparumas rūgščiai buvo vertinamas gyvybingų kolonijų skaičiavimais ant MRS agaro (BK089HA, Biokar Diagnostics) Petri lėkštelėse po inkubavimo 37°C temperatūroje 0 ir 3 val., imituojant maisto skrandyje praleistą laiką.
Atsparumas tulžies druskoms. 24h kultivuotos bakterijų kultūros du kartus plaunamos PBS
buferiniu tirpalu (pH 7,2) prieš suspenduojant žemo pH PBS tirpale (pH 8,0), kuriame yra 0,5% tulžies druskų (LP0055, Oxoid). Raugų atsparumas tulžiems druskoms buvo vertinamas gyvybingų kolonijų skaičiavimais ant MRS agaro (BK089HA, Biokar Diagnostics) po inkubavimo 37°C temperatūroje 0 ir 3 h, atspindint laiką, kurį maistas patiria plonojoje žarnoje.
2.3.5 Kolonijų skaičiavimas
Tyrimas atliktas vadovaujantis LST ISO 4833-1:2013 „Maisto grandinės mikrobiologija. Bendrasis mikroorganizmų skaičiavimo metodas. 2 dalis. Kolonijų skaičiavimas 30°C temperatūroje paviršinio sėjimo būdu“.
2.4 Rauginto pieno gaminių gamyba ir kokybinių savybių tyrimas
2.4.1 Tyrimo objektai ir jų paruošimas
Trečiojo tyrimo etapo tyrimo objektų - rauginto pieno gaminių su atrinktais CO2 augaliniais ekstraktais ir L. lactis bakterijomis, gamybai naudotos medžiagos pateikiamos 3 lentelėje.
3 lentelė Rauginto pieno gaminių su atrinktais 𝐶𝑂2 augaliniais ekstraktais ir L. lactis bakterijomis, gamybai naudotos medžiagos
Mėginio kodas
Pienas*,
ml Raugas** Raugo kiekis Ekstraktas***
Ekstrakto kiekis, ml
1 KR_0 300 KR 0,03 g - 0
2 KR_cin 300 KR 0,03 g Cinamono 0,01
3 KR_krap 300 KR 0,03 g Paprastųjų krapų 0,006
4 M16_0 300 M16 15 ml - 0
5 M16_cin 300 M16 15 ml Cinamono 0,01
6 M16_krap 300 M16 15 ml Paprastųjų krapų 0,006
7 M76_0 300 M76 15 ml - 0
8 M76_cin 300 M76 15 ml Cinamono 0,01
9 M76_krap 300 M76 15 ml Paprastųjų krapų 0,006
*Pienas - 2,5 proc. riebumo pasterizuotas karvių pienas („Dvaro“, UAB Pieno žvaigždės); **Komercinis raugas - „UAB Rivona“, Alytus; M16 ir M76 – LSMU VA;
*** Kininių cinamonų žievės (Cinnamomum cassia) ir paprastųjų krapų (Anethum graveolens
23 Raugintų pieno gaminių paruošimas atliktas pagal 3 lentelėje nurodytus duomenis. Pieno matricos paruošiamos steriliuose induose į 300 ml iki 85°C temp. perpasterizuoto ir atvėsinto pieno įdedant atitinkamą kiekį komercinio arba tiriamojo raugo bei augalinio ekstrakto. Mėginiai rauginami 24h 29°C temp. termostate. Po rauginimo gauti rauginto pieno gaminiai, kurių buvo 9, naudojami numatytiems eksperimentams.
2.4.2 pH matavimas
Mėginių pH matuotas po rauginimo su elektroniniu pH metru (Sartorius Professional, Germany), kai mėginio temperatūra siekė 20°C temp. Po 24h trukmės rauginimo, pasibaigus gamybos etapui, RPG su atrinktais CO2 augaliniais ekstraktais ir L. lactis bakterijomis buvo laikyti
4°C temp. dvi savaites bei tiriami 0, 7, 14 dienų laikymo trukmės intervalais. Vienas mėginys buvo matuotas tris kartus, iš vieno mėginio trijų analičių išvestas pH vidurkis.
2.4.3 Juslinių savybių tyrimas
Mėginių juslinė analizė buvo atliekama iš karto po 24h mėginių rauginimo remiantis LST ISO 6658:2000 Juslinė analizė. Metodika. Bendrosios nuorodos. 15-os ekspertų grupėje vertinamas mėginių bendras skonio priimtinumas skalėje nuo 0 (nepriimtina) iki 10 (labai priimtina).
2.4.4 D(-) ir L(+) izomerų tyrimas
D(-) ir L(+) pieno rūgšties izomerų koncentracija mėginiuose nustatyta naudojant Megazyme tyrimo rinkinį pagal gamintojo metodiką (D-/L-Lactic Acid (D-/L-Lactate) (Rapid) Assay Kit, Megazyme, JAV) bei spektrofotometrą. Tyrimo rezultatai pateikti absorbcijos analite bei rūgšties kiekiu gramais 100 gramų produkto (g/100g). Tyrimas atliktas pirmą gaminių laikymo dieną.
2.4.5 Tvarumo laikymo metu tyrimas
Mėginių tvarumo tyrimas buvo atliekamas pagal 2018 m. Abdollahzadeh, S. M. (62) straipsnio metodiką. Po 24h trukmės rauginimo, pasibaigus gamybos etapui, rauginti pieno gaminiai (RPG) su atrinktais CO2 augaliniais ekstraktais ir L. lactis bakterijomis buvo laikyti 4°C temp. dvi savaites bei tiriami 0, 7, 14 dienų laikymo trukmės intervalais. Tvarumui nustatyti tiriamas bendras pienarūgščių bakterijų kiekis, paviršinio sėjimo būdu pagal LST ISO 4833-1:2013 reikalavimus.
Tiriamųjų mėginių pradinės suspensijos ir dešimtkarčiai skiediniai ruošti mikrobiologiniams tyrimams pagal standartą LST EN ISO 8261:2002.
2.5 Statistinė analizė
Eksperimento metu gauti duomenys buvo suvesti į Excel 2010 programą, bei naudojantis statistine duomenų analizės programa SPSS® Statistics (IBM, 25 versija) ir joje taikomais parametriniais ANOVA metodais įvertintas duomenų statistinis patikimumas (p ≤ 0,05) pagal
Dunnett (2-sided) ir Bonferonni testus. Statistiškai apdoroti duomenys vizualiai pateikti diagramose
24
3. TYRIMO REZULTATAI
3.1 CO2 augalinių ekstraktų atrinkimas
3.1.1 Juslinio priimtinumo tyrimas
Juslinio tyrimo metu iš 19 skirtingų rūšių augalinių ekstraktų, buvo atrinkti ekstraktai, praturtinantys rauginto pieno gaminį (jogurtą) priimtiniausiomis juslinėmis savybėmis. Visi gauti vertintojų rezultatai buvo apibendrinami augalinių ekstraktų bendro skonio priimtinumo vidurkio balu nuo 0 (nepriimtina) iki 10 (labai priimtina) ir pateikti grafiškai 3 paveiksle.
Tyrimo metu nustatyta, jog priimtiniausiu bendru jusliniu priimtinumu jogurte iš 19 skirtingų AE pasižymėjo apelsinų (bendro juslinio priimtinumo vidurkis – 7,56 ± 1,9), kvapiųjų citrinmirčių (7,36 ± 1,6), juoduogių šeivamedžių žiedų (6,49 ± 2,3), citrinų (5,71 ± 2,6), kininių cinamonų žievės (5,62 ± 2,4) bei paprastųjų krapų (5,61 ± 2,8) augaliniai ekstraktai, kurie buvo 30 – 75 proc. jusliškai priimtinesni (p < 0,05) už mažiausiu priimtinumu pasižymėjusius AE (dažinių ciberžolių (1,86 ± 1,8), miros (1,95 ± 1,9), kavos (2,24 ± 2,2), imbiero (2,28 ± 2,2), kardamonų (2,46±2,4), gvazdikėlių (2,77 ± 2,5), čiobrelių (3,33 ± 2,9) ir gugulio (3,92 ± 2,3) AE.
Tyrimo rezultatai leidžia teigti, jog mažesniu nei 4,0 bendro juslinio priimtinumo vidurkiu pasižymėję AE yra nepriimtini vartotojams, todėl netinkami raugintų pieno gaminių gamyboje ir tolimesniuose tyrimuose. Augaliniams ekstraktams, turintiems bent 4,0 arba didesnį juslinio priimtinumo vidurkį, buvo tiriamos antioksidacinės ir antimikrobinės savybės.
3 pav. Augalinių ekstraktų bendro juslinio priimtinumo vidurkio rezultatai
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0
Apelsinų Kvapiųjų citrinmirčių Juoduogių šeivamedžių Citrinų Kininių cinamonų žievės Paprastųjų krapų Rozmarinų Žvaigždinių anyžių Pipirmėčių Kalendrų sėklų Kvapiųjų kriptokarijų žievės Gugulio Vaistinių čiobrelių Gvaizdikėlių Kardamonų Imbiero Kavos Miros Dažinių ciberžolių
BENDRO JUSLINIO PRIIMTINUMO VIDURKIS
A U G A LIN IA I E KS TRA KT A I
25 3.1.2 Antioksidacinių savybių tyrimas
Antioksidacines AE savybes nurodantys indikatoriai – tai ABTS rodiklis, apskaičiuojamas kaip Trolox ekvivalento antioksidacinis pajėgumas (trolmikromol/g) bei bendras fenolių junginių kiekis, apskaičiuojamas kaip galo rūgšties ekvivalentu (GAE mg/g). Kuo šie rodikliai didesni, tuo ekstraktas turi daugiau antioksidacinių savybių – geba surišti oksiduojančius junginius didesnė. Augalinių ekstraktų antioksidacinių savybių tyrimo rezultatai grafiškai pavaizduoti 4 paveiksle.
Didžiausiu laisvųjų radikalų surišimo pajėgumo ABTS+ rodikliu Trolox mikromol/g pasižymėjo kininių cinamonų (62,88 ± 1,2 - statistiškai patikimai (p ≤ 0,05) skyrėsi nuo visų kitų AE), krapų (53,21 ± 1,17) bei kriptokarijų (37,79 ± 0,23) ekstraktai, o mažiausiu – kalendų (0,0 ± 0,0), apelsinų (0,0 ± 0,0) ir kavos (5,12 ± 0,91) ekstraktai.
Daugiausia fenolinių junginių (GAE mg/g) buvo ištirta kavos (38,9 ± 1,04) - statistiškai patikimai (p ≤ 0,05) skyrėsi nuo visų kitų AE), kardamonų (24,01 ± 2,77), apelsinų (18,02 ± 1,31) ir cinamono (17,96 ± 1,04) ekstraktuose, o mažiausiai – kalendrų (1,21 ± 0,01), juoduogių šeivamedžių žiedų (2,02 ± 0,15) bei kriptokarijų (2,98 ± 0,04) ekstraktuose.
Tarp fenolinių junginių kiekio ir laisvųjų radikalų surišimo pajėgumo (ABTS+) rezultatų nustatytas labai silpnas neigiamas statistinis ryšys (koreliacijos koeficientas r = - 0,25).
4 pav. Bendras fenolinių junginių ir ABTS+ surištų junginių kiekis augaliniuose ekstraktuose
a – k Skirtumai tarp grupių statistiškai patikimi p ≤ 0,05 (a - apelsinų (Citrus sinensis); b - kvapiųjų
citrinmirčių (Backhousia citriodora); c – šeivamedžių žiedų (Sambucus nigra flos.); d - citrinų (Citrus limon); e - kininių cinamonų žievės (Cinnamomum cassia); f - kalendrų sėklų (Coriandrum
sativum); g - paprastųjų krapų (Anethum graveolens var. sowa.); h - kvapiųjų kriptokarijų žievės
(Cryptocaria massoia); i - pipirmėčių (Mentha x piperita); j - kardamonų (Elettaria cardamomum);
k - kavos (Coffea arabica)).
Kininių cinamonų žievės Krapų Kriptokarijų Citrinų J. šeivamedžių žiedų Kvapiųjų citrinmirčių Pipirmėčių Kardamonų Kavos Kalendrų Apelsinų 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 A UG A LIN IA I E KS TR A KT A I
ANTIOKSIDACINIŲ JUNGINIŲ KIEKIS
Augalinių ekstraktų antioksidacinių junginių kiekis
Bendras fenolinių junginių kiekis, Trolox mikromol/g ABTS, GAE mg/g
a-d;f-k a-j a-i,k c-k a-d;f-k b-f;h-k b-f;h-k b-f;h,j,k
26 3.1.3 Antimikrobinių savybių tyrimas
Antimikrobinių AE savybių tyrimo metu nustatyta, jog stipriausiai patogeniškų mikrooorganizmų veiklą inhibuoja kininių cinamonų žievės ekstraktas, inhibuojantis 8 skirtingų padermių mikroorganizmus - B. cereus, P. fluorescens, L. monocytogenes, Br. Thermosphacta,
P.aeruginosa, E.coli, S.typhimurium, S.aureus, o apskaičiuotas bendras jų slopinimo koeficientas -
24,6 mm. Kvapiųjų citrinmirčių AE taip pat inhibuoja minėtų 8 skirtingų padermių mikroorganizmus, tačiau silpniau - 17,6 mm. Kardamonų ekstr. inhibuoja B. cereus, L.
monocytogenes ir S.aureus patogenus (11,75 mm). Kvapiųjų kriptokarijų žievės ekstraktas slopina B. cereus, L. monocytogenes, Br. Thermosphacta ir S.aureus patogenus (9,8 mm). Paprastųjų krapų
ekstraktas slopino B. cereus, L. monocytogenes, Br. Thermosphacta mikroorganizmus (4,37 mm), o pipirmėčių AE - B. cereus ir L. monocytogenes (4,37 mm).
Cinamono ekstrakto antimikrobinis pajėgumas statistiškai patikimai (p ≤ 0,05) skyrėsi nuo apelsinų, juoduogių šeivamedžių žiedų, citrinų, kalendrų ir kavos augalinių ekstraktų. Tarp mikrobų slopinimo koeficiento ir 3.1.2 poskyryje minėtų laisvųjų radikalų surišimo pajėgumo rezultatų nustatytas silpnas tiesioginis statistinis ryšys (koreliacijos koeficientas r = 0,292; p ≤ 0,05). Antimikrobinių AE savybių rezultatai grafiškai pavaizduoti 5 paveiksle.
5 pav. Augalinių ekstraktų antimikrobinių savybių tyrimo rezultatai
a – k Skirtumai tarp grupių statistiškai patikimi p ≤ 0,05 (a - apelsinų (Citrus sinensis); b - kvapiųjų
citrinmirčių (Backhousia citriodora); c – šeivamedžių žiedų (Sambucus nigra flos.); d - citrinų (Citrus limon); e - kininių cinamonų žievės (Cinnamomum cassia); f - kalendrų sėklų (Coriandrum
sativum); g - paprastųjų krapų (Anethum graveolens var. sowa.); h - kvapiųjų kriptokarijų žievės
(Cryptocaria massoia); i - pipirmėčių (Mentha x piperita); j - kardamonų (Elettaria cardamomum);
k - kavos (Coffea arabica)).
0 0 0 0 0 4,375 4,625 9,8125 11,75 17,6875 24,625 0 0 0 0 0 2 3 4 3 8 8 0 5 10 15 20 25 30 Apelsinų Juoduogių šeivamedžių Citrinų Kalendrų sėklų Kavos Pipirmėčių Paprastųjų krapų Kvapiųjų kriptokarijų žievės Kardamonų Kvapiųjų citrinmirčių Kininių cinamonų žievės
A U G A LIN IA I E KS TRA KT A I
Augalinių ekstraktų antimikrobinės savybės
Skirtingų slopintų bakterijų rūšių skaičius, vnt. Bendras slopinimo koeficientas, mm e e e e e a,c,d,f,k
27
3.2 Vietinės kilmės L. lactis padermių, skirtų raugų gamybai, atrinkimas
3.2.1. L. lactis padermių juslinis priimtinumasVietinės kilmės L. lactis padermių (raugų) juslinio priimtinumo tyrimo (žr. 6 pav.) metu nustatyta, jog geriausiu bendro skonio priimtinumu pasižymėjo RPG su komerciniu raugu (priimtinumo vidurkis - 9,2 ± 0,8) bei M16 (priimtinumo vidurkis - 8,9 ± 0,9), M76 (priimtinumo vidurkis - 8,5 ± 1,2). Geriausiomis priimtiniausio kvapo ir konsistencijos savybėmis pasižymėjo taip pat PRG rauginti su M16 ir M76 padermėmis, kurių priimtinumas buvo artimiausi kontrolei (komercinis raugas). Intensyviausias nepageidaujamas skonis pasireiškė M30A (intensyvumo vidurkis – 4,6 ± 1,2) ir M36 mėginiuose (intensyvumo vidurkis – 4,45 ± 0,8).
6 pav. Rauginto pieno gaminių, raugintų L. lactis bakterijomis, juslinis priimtinumas
3.2.2. Probiotinių L. lactis savybių tyrimas
Probiotines mikroorganizmo savybes galima apibūdinti įvertinant jo atsparumą virškinamajame trakte esančioms aplinkos sąlygoms t.y. rūgštinei terpei (pH 2,5) skrandyje bei šarminei terpei (pH 8,0) dvylikapirštėje žarnoje veikiant tulžies druskoms. Padermių išgyvenamumo rodiklis – tai padermės gebėjimas išgyventi atitinkamomis sąlygomis, apskaičiuojamas procentais. Šio tyrimo metu apskaičiuotas išgyvenamumas – tai LogKSV/ml vienetų pokytis tarp 0h ir 3h matavimų, išreikštas procentais.
Vietinės kilmės tiriamųjų L.lactis padermių probiotinių savybių tyrimo metu nustatyta, jog didžiausiu atsparumu rūgštinei terpei po 3 valandų pasižymėjo padermė M76, sumažėjusi per 2,8 LogKSV/ml vienetus nuo pradinės koncentracijos (išgyvenamumas - 67 proc. nuo pradinio LogKSV/ml kiekio) bei padermė M16, sumažėjusi 4,6 LogKSV/ml (išgyvenamumas - 51 proc.).
0 2 4 6 8 10
Bendras skonio priimtinumas
Bendras kvapo priimtinumas
Konsistencija
Saldumo intensyvumas Rūgštumo intensyvumas
Nepageidaujamas skonis
L. lactis padermių juslinis priimtinumas
28 Mažiausiu atsparumu rūgštinei terpei pasižymėjo M36 padermė, per 3h sumažėjusi 5,8 LogKSV/ml vienetais (išgyvenamumas - 30 proc.). Padermių atsparumo rūgštinei terpei (pH 2,5) rezultatai grafiškai pavaizduoti 7 paveiksle.
7 pav. Vietinės kilmės L.lactis subsp. lactis padermių atsparumas rūgštims (pH 2,5)
Didžiausiu atsparumu šarminei terpei po 4h pasižymėjo padermė M76, padidėjusi 0,8 LogKSV/ml (išgyvenamumas - 113 proc.) bei M30A (išgyvenamumas - 104 proc.) padermės. Didžiausia koncentracija išgyvenusių bakterijų po 4h apdorojimo tulžies druskomis pasižymėjo M21 (8 LogKSV/ml) ir M16 (7,9 LogKSV/ml). Padermių atsparumo tulžies druskoms (pH 8,0) rezultatai grafiškai pavaizduoti 8 paveiksle.
8 pav. Vietinės kilmės L.lactis subsp. lactis padermių atsparumas tulžies druskoms (pH 8,0)
9,4 9,5 8,3 8,7 8,9 4,8 3,4 2,5 5,9 3,4 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 M16 M21 M36 M76 M30A Lo g10 KS V /ml L. lactis padermė
Padermių atsparumas rūgštims (pH 2,5)
Po 0h Po 3h
51 proc. 36 proc. 30 proc. 67 proc. 38 proc.
Proc. - išgyvenamumas 9,3 9,5 8,1 5,4 6,0 7,9 8,0 4,0 6,2 6,2 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 M16 M21 M36 M76 M30A LOG 10 KS V /M L
LACTOCCOCUS PADERMĖ, LOG10 KSV/ML
Padermių atsparumas tulžies druskai (pH 8,0)
Po 0h Po 4h
85 proc. 85 proc. 49 proc. 113 proc. 104 proc.
