Use of banana purée from three indigenous Thai cultivars as food matrices for probiotics and application in bio‐set‐type yoghurt production

Abstract

Summary This research studied the use of banana purée from three indigenous Thai cultivars (Kluai Hom Thong, Kluai Namwa and Kluai Khai) as probiotic carrying agents in food and application in bio‐set‐type yoghurt. Kluai Khai purée had promising indication of prebiotic activity on Lactobacillus paracasei Lpc‐37 with the highest probiotic activity score. When Lpc‐37 cell was incorporated into Kluai Khai purée, its cell counts increased by 0.8 log CFU g−1 and it adhered to purée, as seen by the proliferating cells. Therefore, Kluai Khai purée mixed with Lpc‐37 was selected for the production of bio‐set‐type yoghurt. The results showed that viable cells increased more than 0.8 log CFU g−1 during storage. This study reflected the achievement of using Kluai Khai purée as food matrix for carrying ‘active probiotic cells’ in bio‐yoghurt production. This methodologically developed prototype could be an interesting alternative for value adding of indigenous fruits.

Los probióticos: alimentos funcionales para lactantes

“…Por otro lado, Ferreira et al reporta que las Bifidobacterium, particularmente la B. animalis ssp lactis, es más resistente contra el estrés ambiental y más estable en yogur, en comparación a la Bifidobacterium longum, Bifidobacterium breve y Bifidobacterium bifidum, que son bifidobacterias humanas, lo cual ha conllevado a que la B. animalis se utilice mayormente en los productos lácteos fermentados del mercado actual 49 . afín al alimento en el que va a ser incorporado 62,63 , lo que favorece la biodisponibilidad en el organismo específicamente en el tracto gastrointestinal 7,13,61,64 . La misión principal de la microencapsulación es proteger de la oxidación, humedad y los cambios bruscos de temperatura al probiótico durante largos periodos de almacenamiento 9,59,65 .…”

“…El Bacillus coagulans es un probiótico potencial en alimentos funcionales debido a su capacidad para soportar altas temperaturas, y su formación de esporas lo hace más apto para trabajar en matrices alimentarias basadas en frutas, vegetales, cereales o granos 61 . Por consiguiente, este probiótico se hace atractivo en el amplio espectro del ámbito de la industria alimentaria, en su línea funcional 65,68,73 .…”

การพัฒนาฟิล์มบริโภคได้ที่มีสมบัติซินไบโอติกจากกลูโคแมนแนนของผงบุก

“…ซิ นไบโอติ กได้ ถู กนิ ยามครั ้ งแรกในปี ค.ศ. 1995 ว่ าเป็ นการรวมกั นของโพรไบโอติ กและพรี ไบ โอติ ก (Gibson and Roberfroid, 1995 (Huebner et al, 2007;Marotti et al, 2012;Mazzola et al, 2015;Palframan et al, 2003;Sangwan et al, 2014;Srisuvor et al, 2013;Thitiratsakul and (Espitia et al, 2016;Kanmani and Lim, 2013;López de Lacey et al, 2012b;Odila Pereira et al, 2016;Piermaria et al, 2015;Rattananin, 2011;Romano et al, 2014;Soukoulis et al, 2014a;Soukoulis et al, 2014b;Tapia et al, 2007) การหล่ (Dong et al, 2013;Fu and Chen, 2011) HSI) ที ่ ส่ งเสริ มการเจริ ญของ L. casei-01 และ L. paracasei ได้ ไม่ แตกต่ างกั นอย่ างมี นั ยส าคั ญ โดยช่ วยให้ ความหนาแน่ นของเซลล์ เพิ ่ มขึ ้ นเท่ ากั บ 3.12 ± 0.17 log CFU/mL และ 3.12 ± 0.10 log CFU/mL ตามล าดั บ นอกจากนี ้ ยั งพบว่ ากรณี ของอาหารเหลวที ่ เติ มกลู โคแมนแนนจาก ผงบุ กสามารถส่ งเสริ มการเจริ ญของ L. paracasei ได้ ดี กว่ า L. casei-01 โดยท าให้ ความหนาแน่ น ของเซลล์ เพิ ่ มขึ ้ นเท่ ากั บ 3.25 ± 0.07 log CFU/mL และ 3.06 ± 0.12 log CFU/mL ตามล าดั บ (p < 0.05) ผลการเจริ ญของโพรไบโอติ กที ่ กล่ าวมาข้ างต้ นสนั บสนุ นงานวิ จั ยก่ อนหน้ านี ้ ที ่ แสดงให้ เห็ นว่ า โพรไบโอติ กมี กลไกในการน าพรี ไบโอติ กเข้ าสู ่ เซลล์ และมี ยี นสร้ างเอนไซม์ ส าหรั บ ใช้ ใน แคแทบอลิ ซึ มของพรี ไบโอติ ก (Andersen et al, 2017;Pokusaeva et al, 2011;Saulnier et al, 2007;Thongaram et al, 2017) (Paéz et al, 2012;Prasad et al, 2003;Romano et al, 2014;Tripathi and Giri, 2014) ความสามารถในการละลายน้ าของฟิ ล์ มเป็ นผลมาจากสมบั ติ ทางเคมี ของวั สดุ ที ่ ใช้ ในการ เตรี ยมฟิ ล์ ม งานวิ จั ยก่ อนหน้ าพบว่ าฟิ ล์ มกลู โคแมนแนนมี สมบั ติ ละลายน้ าได้ ดี 51.01-92.98% (Kurt and Kahyaoglu, 2014;…”

“…lactis Bl-04 คู ่ โพรไบโอติ ก-พรี ไบโอติ กที ่ ให้ ค่ า prebiotic activity score ที ่ เป็ นลบ พบในกรณี ของการ จั บคู ่ ระหว่ างโพรไบโอติ ก L. paracasei หรื อ B. animalis subsp. lactis BB-12 กั บพรี ไบโอติ ก Orafti ® P95 หรื อ Oligomate ® 55N ค่ า prebiotic activity score ที ่ มี ค่ าน้ อยหรื อติ ดลบเนื ่ องจาก จุ ลิ นทรี ย์ โพรไบโอติ กที ่ ทดสอบเจริ ญได้ ดี น้ อยกว่ าในอาหารที ่ เติ มพรี ไบโอติ กบุ กเมื ่ อเที ยบกั บการเจริ ญ ของจุ ลิ นทรี ย์ โพรไบโอติ กในอาหารที ่ เติ มกลู โคส หรื อจุ ลิ นทรี ย์ โพรไบโอติ กมี การเจริ ญได้ น้ อยกว่ าใน อาหารที ่ เติ มพรี ไบโอติ กเมื ่ อเที ยบกั บการเจริ ญของจุ ลิ นทรี ย์ enteric mixture ในอาหารที ่ เติ มพรี ไบ โอติ ก กรณี ที ่ enteric mixture สามารถเจริ ญในอาหารที ่ เติ ม Oligomate ® 55N และ Orafti ® P95 ซึ ่ งเป็ นโอลิ โกแซ็ กคาไรด์ จากผลิ ตภั ณฑ์ ทางการค้ าได้ เนื ่ องจากผลิ ตภั ณฑ์ มี ความบริ สุ ทธ์ ของโอลิ โกแซ็ กคาไรด์ เท่ ากั บ 55% และ 93.2% ส่ วนที ่ เหลื อมี น้ าตาลชนิ ดอื ่ นที ่ เจื อปนอยู ่ เช่ น กลู โคส แลค โตส ซู โครส ซึ ่ งถู กหมั กได้ โดย enteric mixture และน าไปใช้ ในการเจริ ญได้ อย่ างไรก็ ตามค่ า prebiotic activity score ที ่ ค านวณตามวิ ธี การของ Huebner et al (2007) ที ่ ใช้ ในงานวิ จั ยนี ้ และงานวิ จั ยอื ่ นๆ(Sangwan et al, 2014;Srisuvor et al, 2013;Thitiratsakul and Anprung, 2014) เป็ นค่ าที ่ ค านวณได้ จากการเจริ ญของจุ ลิ นทรี ย์ โพรไบโอติ กและ enteric mixture ที ่ เพาะเลี ้ ยงแยกกั นในหลอดทดลอง สภาวะเช่ นนี ้ มี ความแตกต่ างจากสภาวะ ภายในล าไส้ ใหญ่ ของมนุ ษย์ ที ่ มี จุ ลิ นทรี ย์ ทั ้ งสองชนิ ดเจริ ญร่ วมกั นซึ ่ งอาจมี การยั บยั ้ งการเจริ ญของ enteric mixture เนื ่ องจากระหว่ างการหมั กพรี ไบโอติ กโดยโพรไบโอติ ก จะเกิ ดการสร้ างกรดอิ นทรี ย์ หลายชนิ ดรวมทั ้ งกรดแลคติ ก Ahn et al (2002) รายงานว่ าการเพาะเลี ้ ยง L. acidophilus PF01 ร่ วมกั บ E. coli K88 และ E. coli K99 ส่ งผลให้ เกิ ดการยั ้ บยั ้ งการเจริ ญของ E. coli ทั ้ งสองสายพั นธุ ์ เมื ่ อค่ า pH ของอาหารเหลว MRS ลดลงจากค่ าเริ ่ มต้ นประมาณ 6.5 เป็ นประมาณ 4.5 กรณี เช่ นที ่ ยกตั วอย่ างนี ้ อาจมี ผลให้ ค่ า prebiotic activity score เปลี ่ ยนไปและได้ ค่ าที ่ ใกล้ เคี ยงความเป็ นจริ ง มากขึ ้ น จากผลการวิ จั ยในขั ้ นตอนนี ้ หากพิ จารณาถึ งการน าไปพั ฒนาเป็ นฟิ ล์ มซึ ่ งต้ องมี ส่ วนที ่ เป็ นพอ ลิ เมอร์ ส าหรั บขึ ้ นรู ปฟิ ล์ มและส่ วนที ่ เป็ นคู ่ ซิ นไบโอติ ก ในการเลื อกคู ่ ซิ นไบโอติ กที ่ จะน าไปใช้ ในการ ทดลองในขั ้ นต่ อไปจึ งพิ จารณาดั งนี ้ พิ จารณาคู ่ ซิ นไบโอติ กเป็ นเกณฑ์ สามารถสรุ ปได้ ว่ าคู ่ ของโพรไบโอติ ก L. casei-01 กั บพรี ไบ โอติ ก Orafti ® GR เป็ นคู ่ ซิ นไบโอติ กที ่ มี ความเหมาะสมในการน าไปใช้ ในขั ้ นตอนต่ อไปเพื ่ อพั ฒนาเป็ น ฟิ ล์ มบริ โภคได้ เป็ นไปได้ ว่ าหากบริ โภคฟิ ล์ มกลู โคแมนแนนของผงบุ กที ่ เติ ม L. casei-01 กั บ Orafti ® GR ซึ ่ งเป็ นคู ่ ซิ นไบโอติ กที ่ มี ศั กยภาพสู งจะช่ วยให้ โพรไบโอติ กชนิ ดนี ้ อยู ่ รอดและเพิ ่ มจ านวนได้ ในล าไส้ ใหญ่ เพราะนอกจากจะมี ความสามารถในการใช้ กลู โคแมนแนนของผงบุ กและ Orafti ® GR ที ่ มาพร้ อมกั บฟิ ล์ มได้ ดี แล้ ว ยั งมี ความสามารถใช้ พรี ไบโอติ กชนิ ดอื ่ นๆที ่ อาจเป็ นส่ วนประกอบของ อาหารตามธรรมชาติ ด้ วย พิ จารณากลู โคแมนแนนของผงบุ กซึ ่ งเป็ นพอลิ เมอร์ ส าหรั บขึ ้ นรู ปฟิ ล์ มเป็ นเกณฑ์ พบว่ าคู ่ ของ โพรไบโอติ ก L. paracasei กั บกลู โคแมนแนนของผงบุ กมี ความน่ าสนใจในการน าไปใช้ พั ฒนาเป็ น ฟิ ล์ มบริ โภคได้ เช่ นกั น เนื ่ องจาก L. paracasei สามารถใช้ กลู โคแมนแนนของผงบุ กเพื ่ อการเจริ ญได้ ดี กว่ าโพรไบโอติ กอี กสองสายพั นธุ ์ ที ่ เหลื ออย่ างมี นั ยส าคั ญ (p < 0.05) โดยให้ ค่ า prebiotic activity score เท่ ากั บ 0.18 ซึ ่ งมี ค่ าสู งสุ ดในกลุ ่ มของอาหารที ่ เสริ มกลู โคแมนแนนของผงบุ ก นอกจากนี ้ L. paracasei ยั งสามารถใช้ พรี ไบโอติ กชนิ ดอื ่ นเพื ่ อการเจริ ญได้ ด้ วย ความสามารถเหล่ านี ้ อาจช่ วยให้ L. paracasei มี การอยู ่ รอดและเพิ ่ มจ านวนได้ ดี เช่ นเดี ยวกั บกรณี ของ L. casei-01 ดั งนั ้ น โพรไบโอติ กที ่ คั ดเลื อกเพื ่ อน าไปใช้ ในการทดลองขั ้ นต่ อไปมี 2 สายพั นธุ ์ ได้ แก่ L. casei-01 และ L. paracasei และคาร์ โบไฮเดรตมี 2 ชนิ ด ได้ แก่ Orafti ® GR และกลู โค...…”

“…lactis BB-12 น า จุ ลิ นทรี ย์ ซึ ่ งอยู ่ ในรู ปของเกล็ ดแห้ ง (freeze dried) มาเพาะเลี ้ ยงในหลอดบรรจุ อาหารเหลว Lactobacilli de Man Rogosa Sharpe broth (Lactobacilli MRS broth) ปริ มาตร 10 mL บ่ มที ่ อุ ณหภู มิ 37 ºC นาน 24 ชั ่ วโมง ในบรรยากาศปกติ (ยกเว้ น B. animalis subsp. lactis BB-12 ที ่ ต้ องเติ ม cysteine HCl ในอาหารเหลว MRS ที ่ ความเข้ มข้ น 0.05% (w/v) แล้ วบ่ มใน anaerobic jar ขนาด 2.5L ที ่ มี ซอง AnaeroGen® ส าหรั บปริ มาตร 2.5 L และ anaerobic indicator) แล้ ว เตรี ยมจุ ลิ นทรี ย์ ส าหรั บเก็ บรั กษาด้ วยวิ ธี แช่ เยื อกแข็ งโดยเติ มกลี เซอรอลที ่ ปราศจากเชื ้ อ 30% ลงใน หลอดอาหาร ผสมให้ เข้ ากั นด้ วย vortex mixer แล้ วแบ่ งบรรจุ ในหลอดขนาดเล็ กที ่ ปราศจากเชื ้ อ ปริ มาตร 1.0 mL ต่ อหลอด เก็ บรั กษาที ่ อุ ณหภู มิ -25 ºC จนกว่ าจะใช้ งาน จุ ลิ นทรี ย์ E. coli ทั ้ งสามสายพั นธุ ์ ที ่ ใช้ เป็ นตั วแทนของจุ ลิ นทรี ย์ ที ่ อยู ่ ในระบบทางเดิ นอาหาร น ามาเพาะเลี ้ ยงในอาหารเหลว tryptic soy broth (TSB) ปริ มาตร 10 mL ที ่ อุ ณหภู มิ 37 ºC นาน 24 ชั ่ วโมง แล้ ว streak บนอาหาร tryptic soy agar (TSA) slant บ่ มที ่ อุ ณหภู มิ 37 ºC นาน 24 ชั ่ วโมง แล้ วเก็ บแบบแช่ เย็ นที ่ อุ ณหภู มิ 4 ºC จนกว่ าจะน ามาใช้ ทดลอง ส าหรั บวิ ธี การเตรี ยมอาหารส าหรั บเพาะเลี ้ ยงจุ ลิ นทรี ย์ ทั ้ งหมดแสดงในภาคผนวก ข E. coli ทั ้ งสามสายพั นธุ ์ ที ่ เก็ บรั กษาด้ วยวิ ธี แช่ เย็ น น ามา streak ลงบนอาหาร TSA บ่ มที ่ อุ ณหภู มิ 37 ºC ในบรรยากาศปกติ นาน 24 ชั ่ วโมง ใช้ ลู ปเขี ่ ยโคโลนี เดี ่ ยวมาเพาะเลี ้ ยงในหลอด อาหาร TSB 10 mL ที ่ อุ ณหภู มิ 37 ºC นาน 18 ชั ่ วโมง แล้ วถ่ ายเชื ้ อ 1% (v/v) จากอาหาร TSB ลง ในหลอดอาหาร M9 minimal medium ปริ มาตร 10 mL แล้ วบ่ มที ่ อุ ณหภู มิ 37 ºC นาน 18 ชั ่ วโมง วั ดค่ า OD เที ยบกั บกราฟมาตรฐาน (standard curve) ดั งแสดงในภาคผนวก ค4 เพื ่ อประเมิ น จ านวนจุ ลิ นทรี ย์ เริ ่ มต้ นส าหรั บใช้ ในการทดลอง ปรั บให้ มี ความหนาแน่ นของเซลล์ เริ ่ มต้ นที ่ 8 logCFU/mL ด้ วยการเจื อจางในอาหาร TSB broth ที ่ ปราศจากเชื ้ อ แล้ วน าจุ ลิ นทรี ย์ E. coli ทั ้ งสาม สายพั นธุ ์ มาผสมกั นในอั ตราส่ วน 1:1:1 เรี ยกว่ า enteric mixture โดยคิ ดจากน้ าหนั กของกลู โคสหรื อน้ าหนั กของผลิ ตภั ณฑ์ เช่ นเดี ยวกั นกั บงานวิ จั ยก่ อนหน้ านี ้(Huebner et al, 2007;Srisuvor et al, 2013;Thitiratsakul and Anprung, 2014) เพื ่ อประเมิ นศั กยภาพของคู ่ พรี ไบโอติ กและโพรไบโอติ กของผลิ ตภั ณฑ์ พรี ไบ โอติ กทางการค้ าโดยตรง เนื ่ องจากในงานวิ จั ยนี ้ เมื ่ อน าไปประยุ กต์ ใช้ ในสู ตรฟิ ล์ มจะใช้ พรี ไบโอติ กในรู ป ของผลิ ตภั ณฑ์ ทางการค้ าโดยตรงโดยไม่ น าไปท าบริ สุ ทธิ ์ ก่ อน ซึ ่ งวิ ธี การท าก็ สอดคล้ องกั นกั บวิ ธี ของ งานวิ จั ยที ่ ศึ กษาโดย(Huebner et al, 2007;Srisuvor et al, 2013;Thitiratsakul and Anprung, 2014) ทั ้ งนี ้ หากงานวิ จั ยในอนาคตต้ องการหาคู ่ พรี ไบโอติ กที ่ บริ สุ ทธิ ์ กั บโพรไบโอติ กก็ สามารถน าผลิ ตภั ณฑ์ ทางการค้ าทุ กชนิ ดไปผ่ านการท าให้ บริ สุ ทธิ ์ ก่ อนและคั ดเลื อกคู ่ พรี ไบโอติ กและ โพรไบโอติ ก ซั บเสตรตที ่ ใช้ ในการทดลองนี ้ ประกอบด้ วยกลู โคส, Orafti ® P95, Orafti ® HIS, Orafti ® GR, Oligomate 55 และ KGM แล้ วเติ มจุ ลิ นทรี ย์ โพรไบโอติ กปริ มาตร 0.1 mL หรื อ 1% (v/v) ลงในหลอดอาหาร MRS และจุ ลิ นทรี ย์ M9 ปริ มาตร 10 mL ส าหรั บการทดสอบที ่ เตรี ยมไว้ ข้ างต้ น โดยให้ มี เซลล์ เริ ่ มต้ น 6.0 logCFU/mL ตรวจนั บจ านวนจุ ลิ นทรี ย์ เริ ่ มต้ นที ่ เวลา 0 ชั ่ วโมง โดย การท า serial dilution และใช้ เทคนิ ค pour plate จากนั ้ นน ามาบ่ มที ่ อุ ณหภู มิ 37 ºC นาน 24 ชั ่ วโมง ภายใต้ สภาวะไม่ มี อากาศ (anaerobic condition) แล้ วนั บจ านวนจุ ลิ นทรี ย์ ค านวณค่ า prebiotic activity score (de Vos et al) จากสมการที ่ 3.1 และ P g เป็ นค่ าความหนาแน่ นของเซลล์ โพรไบโอติ ก (CFU/mL) ในอาหารเหลว MRS ที ่ เติ มคาร์ โบไฮเดรตทดสอบชนิ ดต่ างๆและอาหารเหลว MRS ที ่ เติ มกลู โคส ตามล...…”