کپسوله کردن لاکتازیباسیلوس رامنوسوس به روش اکستروژن برای بررسی زنده‌مانی در دسر شیر زعفرانی و تحت شرایط شبیه‌سازی شده دستگاه گوارش

اثربخشی پروبیوتیک‌ها در ارائه مزایای سلامتی ممکن است با ظرفیت آنها برای حفظ حداقل غلظت 106 CFU/g در طول نگهداری مواد غذایی و کلونیزه شدن موفقیت‌آمیز در دستگاه گوارش (GI) مرتبط باشد. لاکتازیباسیلوس رامنوسوس (LR) یک پروبیوتیک است که در شرایط سخت پایداری کافی را نشان نمی‌دهد. برای افزایش ظرفیت بقای LR در طول نگهداری در دستگاه گوارش، از آلژینات (ALG) به عنوان یک لایه اولیه کپسوله کننده از طریق ریزپوشانی اکستروژن استفاده شد. متعاقباً، موسیلاژ دانه کاملینا (CSM) و پروتئین دانه کاملینا (CSP) به عنوان لایه‌های ثانویه در غلظت‌های مختلف (0%-4%) اعمال شدند.

در میان فرمولاسیون‌های آزمایش شده، ALG-CSM-CSP (1.5%، 4%، 4% وزنی/وزنی) راندمان کپسوله‌سازی به طور قابل توجهی بالاتری (94.15%) نشان داد و کپسوله‌سازی LR مناسبی را در تصویر SEM ارائه داد. سه دسر شیر زعفرانی (SMD) حاوی LR آزاد (FLR)، LR میکروکپسوله شده (MLR) و یک نمونه کنترل (C) تهیه شد و پس از آن ارزیابی‌های فیزیکوشیمیایی و میکروبیولوژیکی نمونه‌ها انجام شد. نتایج نشان داد که در پایان نگهداری، SMD کمترین pH (6.21)، بالاترین اسیدیته (30 درجه سانتیگراد) را در بین نمونه‌ها داشت و حد مجاز باکتری‌های پروبیوتیک (6.7 log cfu/mL) را حفظ کرد.

در شاخص گلیسمی، میزان بقای MLR و FLR در روز چهاردهم نگهداری به ترتیب 43٪ و 45.4٪ بود. سختی MLR (313.70 گرم)، چسبندگی (2.01 میلی‌ژول)، قابلیت جویدن (9.36) و صمغی بودن (58.8) بیشترین مقادیر را در بین نمونه‌ها داشتند. علاوه بر این، تصاویر SEM ساختار نسبتاً متراکم‌تری را برای MLR نشان دادند. در نتیجه، این مطالعه پتانسیل CSM و CSP را برای محافظت از پروبیوتیک‌ها برجسته می‌کند و بینش‌های ارزشمندی برای توسعه غذاهای کاربردی جدید با ماندگاری بهبود یافته در طول نگهداری و GI ارائه می‌دهد.

The effectiveness of probiotics in delivering health benefits may be associated with their capacity to maintain a minimum concentration of 106 CFU/g during food storage and to successfully colonize the gastrointestinal tract (GI). Lacticaseibacillus rhamnosus (LR) is a probiotic that does not exhibit adequate stability under harsh conditions. To enhance the survival capacity of LR during gastrointestinal storage, alginate (ALG) was used as a primary encapsulating layer through extrusion microencapsulation. Subsequently, camelina seed mucilage (CSM) and camelina seed protein (CSP) were applied as secondary layers at varying concentrations (0%–4%).

Among the tested formulations, ALG-CSM-CSP (1.5%, 4%, 4% w/w) exhibited significantly higher encapsulation efficiency (94.15%) and provided appropriate LR encapsulation in SEM image. Three saffron milk desserts (SMD) containing free LR (FLR), microencapsulated LR (MLR), and a control (C) were prepared, followed by physicochemical and microbiological assessments of the samples. The result showed that at the end of storage, SMD had the lowest pH (6.21), the highest acidity (30°D), and maintained the permissible limit of probiotic bacteria (6.7 log cfu/mL) among the samples. In GI, the MLR and FLR survival rates were 43% and 45.4%, respectively on the 14th day of storage, respectively.

The MLR hardness (313.70 g), adhesiveness (2.01 mJ), chewiness (9.36) and gumminess (58.8) had the greatest values among the samples. Moreover, SEM images showed a relatively denser structure for MLR. In conclusion, this study highlights the potential of CSM and CSP to protect probiotics, offering valuable insights for developing new functional foods with improved survival during storage and GI.