پژوهش و نوآوری در علوم و صنایع غذایی
تأثیر برخی شرایط تخمیر بر تولید کفیران توسط دانه‌های کفیر در شیر تخمیرشده
نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی
نویسندگان
1 دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع غذایی، واحد آزادشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، آزادشهر، ایران
2 استادیار، گروه میکروبیولوژی، واحد آزادشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، آزادشهر، ایران
چکیده
کفیر از تخمیر شیر توسط میکروارگانیسم‌های موجود در دانه‌های کفیر تولید می‌شود. دانه‌های کفیر شامل باکتری‌های اسید لاکتیک، مخمر و باکتری‌های اسید استیک است که توسط یک ماتریکس پروتئینی و پلی‌ساکاریدی به نام کفیران احاطه شده‌اند. یکی از مهم‌ترین ترکیبات ضدباکتریایی این نوشیدنی پلی‌ساکارید اگزوپلی ساکارید میکروبی کفیران است. مطالعۀ حاضر با هدف بررسی تأثیر نوع شیر، زمان تخمیر، دما و شرایط هم‌زدن بر تولید کفیران توسط دانه‌های کفیر انجام شد. دانه‌های کفیر فعال به شیر پرچرب و بدون چربی اضافه شدند. تخمیر در دماهای 25 و 37 درجۀ سانتی‌گراد در شرایط هم‌زده و غیرهمزده انجام شد. بعد از 24، 48، 72 و 120 ساعت، دانه‌ها از عصارۀ کفیر جداشده و کفیران از دانه‌های کفیر استخراج گردید. تأثیر این متغیرها و اثرات متقابل آنها بر تولید کفیران با نرم‌افزار Design-Expert و طراحی فاکتوریل کامل مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت. همچنین کمترین غلظت مهارکنندگی (MIC) و کمترین غلظت باکتری‌کشی (MBC) کفیران استخراج‌شده علیه اشریشیا‌کلی، استافیلوکوکوس اورئوس، باسیلوس سرئوس و شیگلا دیسانتری تعیین شد. تمام شرایط تخمیر و اثرات متقایل آنها تأثیر معناداری بر تولید کفیران داشت. با در‌نظرگرفتن تمام شرایط تخمیر و اثرات متقابل فاکتورها، کفیران بیشتری در دانه‌های کفیر تخمیرشده در دمای 37 درجۀ سانتی‌گراد در مقایسه با 25 درجۀ سانتی‌گراد، در شیر پرچرب در مقایسه با شیر بدون چربی، در شرایط هم‌زده نسبت به غیرهمزده و نوشیدنی‌های تخمیرشده برای 48 و 120 ساعت تولید شد. MIC و MBC کفیران استخراج‌شده برای باکتری‌های آزمایش‌شده در محدودۀ 11/25-1/4 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر تعیین شد.
کلیدواژه‌ها
Ajam, F., & Koohsari, H. (2020). Effect of some fermentation conditions on antibacterial activity of fermented milk by kefir grains. Journal of Food Processing and Preservation, 44(12), e14913. doi:https://doi.org/10.1111/jfpp.14913
Clinical and Laboratory Standards Institute [CLSI]. (2018). Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically. In (11th ed. CLSI standard M07 ed.): Clinical and Laboratory Standards Institute, 950 West Valley Road, Suit 2500, Wayne, Pennsylvania 19087 USA.
Dias, P. A., Silva, D. T. d., Tejada, T. S., Leal, M. C. G. M., Conceição, R. d. C. d. S. d., & Timm, C. D. (2012). Survival of pathogenic microorganisms in kefir. Revista do Instituto Adolfo Lutz (Impresso), 71(1), 182-186.
Farag, M. A., Jomaa, S. A., El-Wahed, A., & R El-Seedi, H. (2020). The many faces of kefir fermented dairy products: Quality characteristics, flavour chemistry, nutritional value, health benefits, and safety. Nutrients, 12(2), 346. doi:https://doi.org/10.3390/nu12020346
Farnworth, E. R. (2006). Kefir–a complex probiotic. Food Science and Technology Bulletin: Fu, 2(1), 1-17.
Farnworth, E. R., & Mainville, I. (2008). Kefir-A fermented milk product. In E. R. Farnworth (Ed.), Handbook of Fermented Functional Foods (Second ed.): CRC Press.
Florence, A. C. R., Oliveira, R. P., Silva, R. C., Soares, F. A., Gioielli, L. A., & Oliveira, M. N. (2012). Organic milk improves Bifidobacterium lactis counts and bioactive fatty acids contents in fermented milk. LWT, 49(1), 89-95. doi:https://doi.org/10.1016/j.lwt.2012.04.023
Frengova, G. I., Simova, E. D., Beshkova, D. M., & Simov, Z. I. (2002). Exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria of kefir grains. Zeitschrift für Naturforschung C, 57(9-10), 805-810. doi:https://doi.org/10.1515/znc-2002-9-1009
Gao, J., Gu, F., Ruan, H., Chen, Q., He, J., & He, G. (2013). Induction of apoptosis of gastric cancer cells SGC7901 in vitro by a cell-free fraction of Tibetan kefir. International Dairy Journal, 30(1), 14-18. doi:https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2012.11.011
Guzel-Seydim, Z., Seydim, A., & Greene, A. (2003). Comparison of amino acid profiles of milk, yogurt and Turkish Kefir. Milchwissenschaft-Milk Science International, 58, 158-160.
Hadisaputro, S., Djokomoeljanto, R., & Soesatyo, M. (2012). The effects of oral plain kefir supplementation on proinflammatory cytokine properties of the hyperglycemia Wistar rats induced by streptozotocin. Acta Med Indones, 44(2), 100-104.
Harta, O., Iconomopoulou, M., Bekatorou, A., Nigam, P., Kontominas, M., & Koutinas, A. (2004). Effect of various carbohydrate substrates on the production of kefir grains for use as a novel baking starter. Food Chemistry, 88(2), 237-242. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2003.12.043
Hertzler, S. R., & Clancy, S. M. (2003). Kefir improves lactose digestion and tolerance in adults with lactose maldigestion. Journal of the American Dietetic association, 103(5), 582-587. doi:https://doi.org/10.1053/jada.2003.50111
Ismaiel, A. A., Ghaly, M. F., & El-Naggar, A. K. (2011). Some physicochemical analyses of kefir produced under different fermentation conditions. Journal of Scientific and Industrial Research, 70(5), 365-372.
Kim, D.-H., Jeong, D., Kim, H., Kang, I.-B., Chon, J.-W., Song, K.-Y., & Seo, K.-H. (2016). Antimicrobial activity of kefir against various food pathogens and spoilage bacteria. Korean journal for food science of animal resources, 36(6), 787. doi:https://doi.org/10.5851/kosfa.2016.36.6.787
Kök-Taş, T., Seydim, A. C., Özer, B., & Guzel-Seydim, Z. B. (2013). Effects of different fermentation parameters on quality characteristics of kefir. Journal of dairy science, 96(2), 780-789. doi:https://doi.org/10.3168/jds.2012-5753
Kukhtyn, M., Vichko, O., Kravets, O., Karpyk, H., Shved, O., & Novikov, V. (2018). Biochemical and microbiological changes during fermentation and storage of a fermented milk product prepared with Tibetan Kefir Starter. Archivos Latinoamericanos De Nutricion, 68(4), 336-343.
Lee, M.-Y., Ahn, K.-S., Kwon, O.-K., Kim, M.-J., Kim, M.-K., Lee, I.-Y., . . . Lee, H.-K. (2007). Anti-inflammatory and anti-allergic effects of kefir in a mouse asthma model. Immunobiology, 212(8), 647-654. doi:https://doi.org/10.1016/j.imbio.2007.05.004
Leite, A. M. d. O., Miguel, M. A. L., Peixoto, R. S., Rosado, A. S., Silva, J. T., & Paschoalin, V. M. F. (2013). Microbiological, technological and therapeutic properties of kefir: a natural probiotic beverage. Brazilian Journal of Microbiology, 44(2), 341-349.
Maeda, H., Zhu, X., Omura, K., Suzuki, S., & Kitamura, S. (2004). Effects of an exopolysaccharide (kefiran) on lipids, blood pressure, blood glucose, and constipation. Biofactors, 22(1‐4), 197-200. doi:https://doi.org/10.1002/biof.5520220141
Maeda, H., Zhu, X., Suzuki, S., Suzuki, K., & Kitamura, S. (2004). Structural characterization and biological activities of an exopolysaccharide kefiran produced by Lactobacillus kefiranofaciens WT-2BT. Journal of agricultural and food chemistry, 52(17), 5533-5538. doi:https://doi.org/10.1021/jf049617g
Moradi, Z., & Kalanpour, N. (2019). Kefiran, a branched polysaccharide: Preparation, properties and applications: A review. Carbohydrate polymers, 223, 115100. doi:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115100
Paraskevopoulou, A., Athanasiadis, I., Kanellaki, M., Bekatorou, A., Blekas, G., & Kiosseoglou, V. (2003). Functional properties of single cell protein produced by kefir microflora. Food research international, 36(5), 431-438. doi:https://doi.org/10.1016/S0963-9969(02)00176-X
Piermaria, J. A., Pinotti, A., Garcia, M. A., & Abraham, A. G. (2009). Films based on kefiran, an exopolysaccharide obtained from kefir grain: Development and characterization. Food hydrocolloids, 23(3), 684-690. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2008.05.003
POP, C., Apostu, S., Salanţă, L., Rotar, A. M., Sindic, M., Mabon, N., & SOCACIU, C. (2014). Influence of different growth conditions on the kefir grains production used in the kefiran synthesis. Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca: Food Science and Technology, 71(2), 147-153. doi:https://doi.org/10.15835/buasvmcn-fst:10802
Prado, M. R., Blandón, L. M., Vandenberghe, L. P., Rodrigues, C., Castro, G. R., Thomaz-Soccol, V., & Soccol, C. R. (2015). Milk kefir: composition, microbial cultures, biological activities, and related products. Frontiers in microbiology, 6, 1177. doi:https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01177
Rahimzadeh, G., Bahar, M. A., & Amir Mozaffari, N. (2012). Antimicrobial activity Kefir on different time fermentation. Iranian Journal of Medical Microbiology, 5(4), 35-41.
Rahimzadeh, G., Fazeli, M., Mozafari, A. N., & Mesbahi, M. (2015). Evaluation of anti-microbial activity and wound healing of kefir. International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research, 6(1), 286-293.
Ramchandran, L., & Shah, N. P. (2009). Effect of exopolysaccharides and inulin on the proteolytic, angiotensin-I-converting enzyme-and α-glucosidase-inhibitory activities as well as on textural and rheological properties of low-fat yogurt during refrigerated storage. Dairy science & technology, 89(6), 583-600. doi:https://doi.org/10.1051/dst/2009039
Rattray, F., & O’connell, M. (2011). Fermented Milks| Kefir. In P. F. F. John W. Fuquay, P. L. H. McSweeney (Ed.), Encyclopedia of Dairy Sciences (2 ed., pp. 518-524): Elsevier.
Rezaei, M., Zaghian, S., & Emtiazi, G. (2012). Purification, Characterization, and Determination of Antimicrobial Activity of Kefiran. Journal of Isfahan Medical School, 30(202), 1277-1283.
Rimada, P. S., & Abraham, A. G. (2001). Polysaccharide production by kefir grains during whey fermentation. The Journal of dairy research, 68(4), 653-661. doi:https://doi.org/10.1017/S0022029901005131
Rimada, P. S., & Abraham, A. G. (2003). Comparative study of different methodologies to determine the exopolysaccharide produced by kefir grains in milk and whey. Le Lait, 83(1), 79-87. doi:https://doi.org/10.1051/lait:2002051
Rodrigues, K. L., Caputo, L. R. G., Carvalho, J. C. T., Evangelista, J., & Schneedorf, J. M. (2005). Antimicrobial and healing activity of kefir and kefiran extract. International journal of antimicrobial agents, 25(5), 404-408. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2004.09.020
Taniguchi, M., Nomura, M., Itaya, T., & Tanaka, T. (2001). Kefiran production by Lactobacillus kefiranofaciens under the culture conditions established by mimicking the existence and activities of yeast in kefir grains. Food science and technology research, 7(4), 333-337. doi:https://doi.org/10.3136/fstr.7.333
Taylor, G. R., & Williams, C. M. (1998). Effects of probiotics and prebiotics on blood lipids. British Journal of Nutrition, 80(S2), S225-S230. doi:https://doi.org/10.1017/S0007114500006073
Weschenfelder, S., Paim, M. P., Gerhardt, C., Carvalho, H. H. C., & Wiest, J. M. (2018). Antibacterial activity of different formulations of cheese and whey produced with kefir grains. Revista Ciência Agronômica, 49(3), 443-449. doi:https://doi.org/10.5935/1806-6690.20180050
Yeesang, C., Chanthachum, S., & Cheirsilp, B. (2008). Sago starch as a low-cost carbon source for exopolysaccharide production by Lactobacillus kefiranofaciens. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 24(7), 1195-1201. doi:https://doi.org/10.1007/s11274-007-9592-3
Yokoi, H., & Watanabe, T. (1992). Optimum culture conditions for production of kefiran by Lactobacillus sp. KPB-167B isolated from kefir grains. Journal of fermentation and bioengineering, 74(5), 327-329. doi:https://doi.org/10.1016/0922-338X(92)90069-7
Zajšek, K., & Goršek, A. (2011). Experimental assessment of the impact of cultivation conditions on kefiran production by the mixed microflora imbedded in kefir grains. Chemical Engineering Transactions, 24(April), 481-486.
)
دوره 9، شماره 4
بهمن 1399صفحه 399-410
- تاریخ دریافت: 19 آذر 1399
- تاریخ بازنگری: 27 دی 1399
- تاریخ پذیرش: 01 بهمن 1399
ارسال نظر در مورد این مقاله