دانشمندان پروبیوتیک‌های پوشش‌دهی شده‌ای را تولید می‌کنند که می‌تواند به طور مؤثری به روده انسان منتقل شود –

پروبیوتیک‌ها توسط سازمان بهداشت جهانی به عنوان میکروارگانیسم‌های زنده تعریف می‌شوند که وقتی به مقدار کافی مصرف شوند، برای میزبان مفید هستند.[1]. نشان داده شده است که آنها به جلوگیری از عفونت های دستگاه ادراری و گوارشی کمک می کنند و فلور روده را سالم نگه می دارند که با کاهش خطر چاقی و ارتقای سلامت کلی مرتبط است.[2].

با این حال، چندین روش ارائه پروبیوتیک‌ها، از جمله مکمل‌ها و محصولات لبنی، در تضمین زنده ماندن آن‌ها در شرایط معده انسان مؤثر نبوده‌اند تا در مقادیری که برای سلامت فرد کافی باشد، تحویل داده شوند. بسیاری از مطالعات نشان می دهند که بخش عمده ای از پروبیوتیک های عرضه شده در مکمل ها و ماست های تجاری در 30 دقیقه اول قرار گرفتن در معرض محیط اسیدی معده از بین می روند.[3].

در مطالعه NTU، پروبیوتیک‌ها برای روده مناسب هستند لاکتیکازی باسیلوس باکتری ها، با اسپری آلژینات، کربوهیدراتی که از جلبک‌های قهوه‌ای به دست می‌آید، پوشش داده می‌شوند و از آن‌ها در برابر شرایط اسیدی سخت در معده محافظت می‌کنند.

از طریق آزمایش‌های شبیه‌سازی سفر در طول دستگاه گوارش انسان، تنها پروبیوتیک‌هایی با پوشش توسعه‌یافته NTU زنده ماندند. باکتری‌ها تنها زمانی آزاد می‌شوند که به روده کوچک برسند، زیرا پوشش با واکنش با یون‌های فسفات که در مقادیر بیشتری در روده کوچک وجود دارد، تجزیه می‌شود.

توسعه فناوری پوشش آلژینات نشان دهنده تعهد NTU به نیازها و چالش های زندگی سالم و پیری است، که یکی از چهار چالش بزرگ بشریت است که دانشگاه به دنبال رفع آن از طریق برنامه استراتژیک NTU 2025 است.

استادیار یوآخیم لو از دانشکده علوم و مهندسی مواد NTU، که این مطالعه را رهبری کرد، گفت: “در سال های اخیر، مطالعات علمی نشان داده اند که سلامت یک فرد بسیار بیشتر به کمک “حشرات خوب” در روده ما بستگی دارد. از آنچه قبلاً فکر می کردیم.”

با این حال، پروبیوتیک‌ها میکروارگانیسم‌های ظریفی هستند و نمی‌توانند در محیط سخت معده ما زنده بمانند. برای افزایش اثربخشی پروبیوتیک‌ها به عنوان یک مکمل غذایی، ما به دنبال بسته‌بندی بسته‌بندی و تحویل آن‌ها به مکان‌های خاصی از روده بودیم که بهترین عملکرد را دارند. این بسته بندی پایدار در برابر رطوبت، از طریق مهندسی مواد، تحویل پروبیوتیک موثرتری را انجام می دهد و عمر مفید مکمل ها را افزایش می دهد.

خانم تان لی لینگ، دانشجوی دکترا در دانشکده علوم و مهندسی مواد NTU، که اولین نویسنده این مطالعه بود، گفت: “ما آلژینات را به عنوان ماده پوشش انتخاب کردیم زیرا برای مصرف انسان بی خطر است، منشاء طبیعی دارد و نسبتاً کم است. آلژینات همچنین دارای خاصیت بافر اسیدی است که می تواند از پروبیوتیک ها در برابر شرایط سخت ناشی از اسید معده محافظت کند.

نتایج این مطالعه در نشریه معتبر دانشگاهی منتشر شدپلیمرهای کربوهیدرات در ماه فوریه یک درخواست ثبت اختراع برای فناوری پوشش پروبیوتیک ها نیز از طریق شرکت تجاری و نوآوری NTU ثبت شده است. NTUitive.

گسترش موارد استفاده از پروبیوتیک ها

فناوری پوشش پروبیوتیک NTU قابل تنظیم است و می توان از آن برای ایجاد پروبیوتیک های پوشش داده شده پودری استفاده کرد که قطر آنها حدود 10 میکرومتر (0.0004 اینچ) است.

در این روش از قندهای محافظ در کنار آلژینات استفاده می شود تا باکتری ها در طول فرآیند تولید از بین ن روند. علاوه بر این، استفاده از یون‌های کلسیم باعث می‌شود که پوشش در مایعات یا در یک محیط مرطوب تجزیه نشود و ماندگاری طولانی‌تری به آن می‌دهد.

این روش همچنین از تکنیک خشک کردن اسپری برای تولید پروبیوتیک های پوشش داده شده استفاده می کند. روش خشک کردن پاششی یک روش تولید مقرون به صرفه و با کارایی بالا است که در حال حاضر معمولاً توسط صنایع غذایی و دارویی استفاده می شود. این اجازه می دهد تا پروبیوتیک های پوشش داده شده توسط NTU با قیمت مقرون به صرفه و در مقادیر زیاد تولید شوند.

برای ساختن پروبیوتیک های پوشش داده شده، دانشمندان کشت کردند لاکتیکازی باسیلوس باکتری ها، قبل از شستن آنها در محلول نمک. پس از آن، باکتری ها با هم در غلظتی بسته بندی شدند که منعکس کننده دوز توصیه شده از سوی سازمان ملل متحد از پروبیوتیک ها بود.[4]. در نهایت پروبیوتیک ها با اسپری خشک شده و در آلژینات پوشانده شدند. کل فرآیند حدود یک ساعت طول می کشد.

اگر در یخچال نگهداری شود، باکتری پروبیوتیک پوشش داده شده می تواند بیش از هشت هفته زنده بماند. همچنین NTU توسعه یافته به هیچ وجه تجزیه نشد و توانست در طی یک دوره آزمایشی هشت هفته ای از پروبیوتیک ها در برابر اسید معده محافظت کند.

در مقایسه، نوشیدنی‌های پروبیوتیک در یخچال تا هفت هفته ماندگاری دارند، اما پروبیوتیک‌های موجود در آنها پس از چند ساعت در دمای اتاق از بین می‌روند.[5]دانشمندان می گویند.

دانشمندان NTU می گویند علاوه بر اینکه به طور بالقوه به عنوان یک روش مؤثرتر برای ارائه پروبیوتیک ها عمل می کند، در حال بررسی استفاده از نوآوری خود برای غنی سازی مواد غذایی و نوشیدنی ها، مانند آبجو و سایر نوشیدنی های کنسرو شده با پروبیوتیک ها هستند.

دانشیار لو وی افزود: با تغییر الگو به سمت پیشگیری از بیماری به جای درمان، پروبیوتیک ها ممکن است کلید شکل دادن به سلامت فرد باشند و فرد را در صورتی سلامت نگه دارند. سایر پروبیوتیک ها، و برای اهداف دیگر، از جمله کاربردهای تجاری در صنایع کشاورزی و غذایی و پزشکی.

خانم تان وی افزود: این فناوری بسیار متنوع است زیرا پروبیوتیک های پوشش داده شده را می توان در انواع مختلف محصولات از جمله مکمل های غذایی و قرص ها، غذاها و نوشیدنی ها و حتی خوراک حیوانات گنجانید.

فناوری توسعه‌یافته NTU از سوی شرکت‌های صنعت F&B برای پذیرش و توسعه بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.

دانشمندان بر روی آزمایش نوآوری خود بر روی انواع دیگر پروبیوتیک‌ها کار خواهند کرد، که می‌تواند آن را در صنعت فناوری کشاورزی به کار گیرد، زیرا می‌تواند برای غنی‌سازی رژیم غذایی حیوانات پرورش‌یافته مانند ماهی و مرغ با پروبیوتیک‌ها استفاده شود. یافتن جایگزین برای آنتی بیوتیک ها در کشاورزی

یادداشت

[1] مشاوره تخصصی سازمان غذا و کشاورزی و سازمان جهانی بهداشت (2001).

[2] انتشارات سلامت هاروارد، دانشکده پزشکی هاروارد. مزایای سلامتی مصرف پروبیوتیک ها (2020).

[3] میکروب های FEMS، جلد 1، شماره 1. پروبیوتیک های منقضی شده: واقعاً در کابینت شما چیست؟ (2020).

[4] سازمان خواربار و کشاورزی سازمان ملل متحد و سازمان بهداشت جهانی. گزارش گروه کاری مشترک FAO/WHO در مورد تهیه پیش نویس دستورالعمل برای ارزیابی پروبیوتیک ها در غذا. سازمان خواربار و کشاورزی سازمان ملل متحد، 2002.

[5] هضم. مرگ در ماست: تعداد باکتری های زنده در ماست پروبیوتیک تحت قرار گرفتن در معرض دمای اتاق کاهش می یابد، 2014.