Other language title :
شرايط ويژه گازي براي بهبود قابل مالحظه زنده ماني الكتوباسيلوس كازئي و اشرشيا كلي هنگام خشك كردن انجمادي و بازآبدار كردن
Title of article :
Specific Gaseous Conditions Significantly Improve Lactobacillus casei and Escherichia coli Survival to Freeze Drying and Rehydration
Author/Authors :
Bodzen, Aurore University of Burgundy, Dijon, France , Iaconelli, Cyril University of Burgundy, Dijon, France , Charriau, Alexandre University of Burgundy, Dijon, France , Dupont, Sebastien University of Burgundy, Dijon, France , Beney, Laurent University of Burgundy, Dijon, France , Gervais, Patrick University of Burgundy, Dijon, France
Abstract :
Background and objective: Presence of oxygen during production and rehydration of freeze-dried starters and probiotics can decrease viability of the bacteria. Indeed, removal of water from cells during freeze-drying can promote dysfunction in anti-oxidative mechanisms, resulting in oxidative stress by accumulation of reactive oxygen species. The aim of this study was to show how atmospheric or less oxidative gaseous conditions affect bacterial survival to freeze-drying and rehydration of two strains, including Lactobacillus casei, a widely used bacteria in biotechnology, and Escherichia coli, a laboratory model bacteria.
Material and methods: Lactobacillus casei ATCC 334 and Escherichia coli K12 were freeze dried for 24h in 5% sucrose (m v-1). Two gaseous conditions (an oxygen-free gas and atmospheric air) were used during various steps of the process, including bacterial cultivation, mixing of the bacteria with the protectant and rehydration. Oxygen-free gas condition was obtained with an oxygen-free gas, composed of nitrogen, hydrogen and carbon dioxide (N2H2CO2)and an anaerobic chamber.
Results and conclusion: Gaseous conditions included significant effects on bacterial survival rates (P<0.001 for Lactobacillus casei and Escherichia coli). Interestingly, for both bacteria, the optimal combination was atmospheric air during mixing of the bacteria with the lyoprotectant (P<0.001 for Lactobacillus casei and Escherichia coli) and N2H2CO2 during rehydration (P<0.001 for Lactobacillus casei and P<0.05 for Escherichia coli). Management of gaseous conditions during a freeze-drying process and rehydration (atmospheric air during mixing of the bacteria with lyoprotectant and oxygen-free gas during rehydration) enhances survival of the bacteria by preserving them from oxidative stress.
Farsi abstract :
سابقه و هدف: روش انجمادي و زيست حضور اكسيژن هنگام توليد و بازآبدار شدن 2 يارها ميتواند زنده ماني باكتري ها را كاهش دهد. در واقع، خارج شدن آب از ياخته هنگام خشك كردن انجمادي، ميتواند اختلال در ساز و كار ضد اكسايشي را افزايش دهد، در نتيجه تنش اكسايشي ناشي از تجمع انواع اكسيژن فعال روي ميدهد. هدف اين مطالعه، نشان دادن چگونگي تاثير شرايط اتمسفري يا گازي كمتر اكسيداتيو بر زنده ماني دو گونه الكتوبا سيلوس كازئي، باكتري پركاربرد در زي ست فناوري، و ا شر شيا كلي، باكتري مدل آزماي شگاهي، هنگام خشك كردن انجمادي و بازآبدار كردن بود.
مواد و روش ها: الكتوبا سيلوس كازئي 334 ATCCو ا شر سيا كلي K12 در محيطي حاوي 5 در صد جرمي حجمي سوكروز به مدت 24 ساعت به روش خشك كردن انجمادي خشك شدند. دو شرايط گازي )گاز فاقد اكسيژن و هواي
اتم سفر( در هنگام مراحل گوناگون فرايند، شامل ك شت باكتريايي، اختالط باكتري با ماده محافظ و بازآبگيري مورد ا ستفاده قرار گرفت. شرايط گازي فاقد اك سيژن با گاز فاقد اك سيژن و حاوي نيتروژن، هيدروژن و دي اك سيد كربن
(N2H2CO2 (و محفظه بي هوازي ايجاد شد.
يافته ها و نتيجه گيري: شرايط گازي تاثير معني داري بر ميزان زنده ماني باكتريايي داشت )001/0> p براي الكتوباسرريلوس كازئي و اشرشيا كلي(. جالب اينكه، بر هر دو باكتري، تركيب بهينه، هواي اتمسررفر هنگام اختالط
باكتري با محافظ خشك كردن )001/0>P براي الكتوباسيلوس كازئي و اشرشيا كلي( و N2H2CO2 هنگام بازآبگيري )001/0>p براي الكتوبا سيلوس كازئي و 05/0>P براي ا شر شيا كلي( بود. مديريت شرايط گازي با محافظت باكتري
ها از تنش اكسررايشرري، زنده ماني باكتري ها را هنگام فرايند خشررك كردن انجمادي و بازآبگيري )هواي اتمسفري هنگام اختالط باكتري با محافظ خشك كردن و گاز فاقد اكسيژن هنگام بازآبگيري( افزايش مي دهد.
Keywords :
Escherichia , Freeze-drying , Lactobacillus , Oxidative stress , Oxygen-free gas , Rehydration
Journal title :
Applied Food Biotechnology