Алоэ – тропический засухоустойчивый суккулент В ботанике известно как Aloe vera (L.) Webb. (Aloe barbadensis Mill.) семейства лилейных. Алоэ вера — самый распространенный сорт алоэ. Он произрастает в Средиземноморье, на Аравийском полуострове, в Индии, Китае, Южном Техасе, Южной Калифорнии, Флориде, Южной и Центральной Америке, Мексике, Африке, , Австралии, Карибском бассейне и Иране. Восточной Африке. Дикие формы алоэ распространены на Кипре, Мальте, Сицилии, Канарских островах, в Индии. Самые большие плантации алоэ вера находятся на острове Барбадос и на севере США.
Алоэ вера (Aloe barbadensis Mill./Aloe vera Linn.) — наиболее распространенный сорт алоэ. Это короткостебельный многолетник высотой 60–100 см. Растения алоэ имеют толстые зеленые или серо-зеленые мясистые мечевидные листья. Края листьев имеют треугольные шипы по краям. Алоэ имеет разветвленные или неразветвленные побеги с серовато-зелеными покрытыми острыми краями листьями, образующими розетку. Цветонос, который растет летом, состоит из многочисленных повислых колокольчатых розовых и оранжевых цветков. Когда растение отцветает, оно дает плоды в виде мешочков. Мякоть и мякоть, получаемые из листьев алоэ, различаются по составу и свойствам. Листья наполнены коричневым или желтоватым млечным соком, содержащим большинство биологически активных соединений. Латекс присутствует в среднем слое, который представляет собой горько-желтый сок и состоит из гликозидов и антрахинонов. Кожура представляет собой внешний слой, состоящий из белков и углеводов, почти состоящий из 15-20 клеток. Внутри кожуры крахмал (флоэма) и вода (ксилема) доставляются сосудистыми пучками.
.jpg)
Применение алоэ вера в пищевых продуктах
Гель алоэ вера обладает превосходными лечебными, функциональными и питательными свойствами, и его добавление в пищу может повысить его лечебную, функциональную и питательную ценность. Идентифицировали более 70 ароматических соединений в алоэ вера с помощью парофазной ГХ-МС и ОФ-ВЭЖХ. В основном присутствующими ароматическими соединениями являются спирты, органические кислоты, альдегиды, триглицериды, ферменты, сорбат калия. Исследователи изучали применение сока алоэ вера в различных пищевых продуктах, таких как выпечка, кондитерские изделия, напитки и молочные продукты, где он может действовать как биоконсервант, а также улучшать параметры качества пищевых продуктов. Алоэ вера также используется в качестве пищевой добавки.
Консервант
Было исследовано использование порошка геля алоэ вера (ПГАВ) для продления срока годности частично приготовленных куриных наггетсов и куриных наггетсов, хранящихся в холодильнике. ПГАВ помогает снизить микробную нагрузку за счет увеличения срока годности как частично приготовленных куриных наггетсов, так и куриных наггетсов, хранящихся в холодильнике, до 6 дней при температуре охлаждения.
Был идентифицирован белок 14 кДа в ПГАВ, который показал потенциал против роста дрожжей. Кроме того, органические кислоты, такие как янтарная и лимонная кислоты, присутствующие в ПГАВ, снижают pH и приводят к инактивации микробной активности. Автор предложил использовать холодильную систему вместо морозильной камеры, которая эффективно увеличивала срок годности на две недели при концентрации 2,5% и 3,5% ПГАВ в куриных наггетсах. ПГАВ также улучшил текстурные качества, такие как липкость, жевательность, когезивность, твердость и упругость. ПГАВ также размягчает куриные наггетсы из-за присутствия полисахаридов, такие как ацеманнан, глюкоманнан и целлюлоза, которые способствуют образованию геля и ингибируют связывание взаимодействия белок/миофибриллы. Таким образом, ПГАВ в качестве биоконсерванта способствует улучшению показателей качества текстуры мясных продуктов.
Противогрибковые съедобные пленки на основе крахмала, были разработанны путем включения алоэ вера в крахмальные матрицы в соотношении 1:1 с использованием глицерина в качестве пластификатора, который эффективно контролирует рост грибка и потерю влаги в помидорах черри. Синтетические фунгициды, используемые для консервации фруктов и овощей, могут быть заменены алоэ вера из-за его нетоксичности и служат естественным источником консервантов. Точно так же свежесобранные сливы и персики, покрытые либо гелем алоэ древовидного, либо алоэ вера, показали задержку выработки этилена во время созревания при 20 °C в течение шести дней. 0,5% покрытия алоэ вера на баклажане контролировало и замедляло невосстанавливающий сахар, рН, потерю влаги, общее содержание сахара и сморщивание, сводя к минимуму потери витамина С. Алоэ вера также продлевает срок хранения свежесрезанных фруктов. Сравнили эффективность покрытий на основе алоэ вера, альгината натрия и цитозана для увеличения срока годности ломтиков киви за счет сохранения твердости, а также предотвращения образования аскорбиновой кислоты и пожелтения, возникающих в результате созревания. Даже в случае органолептического анализа ломтик киви, обработанный алоэ вера, был более предпочтительным для сенсорной панели. Следовательно, алоэ вера играет решающую роль в продлении срока хранения после сбора урожая, сохраняя органолептические свойства в течение примерно 12 дней хранения. Таким образом, можно сделать вывод, что алоэ вера можно использовать в качестве потенциального биоконсерванта в различных пищевых продуктах, включая переработанные продукты, а также свежие продукты с доказанными антиоксидантными и противомикробными свойствами.
Напитки
Нутрицевтический потенциал геля алоэ вера изучался как функциональный ингредиент при приготовлении различных продуктов здорового питания, таких как йогурты и напитки. Напитки на основе алоэ вера продемонстрировали потенциал в качестве здорового/функционального продукта питания, и, следовательно, их доступность на рынке определенно принесет пользу людям, заботящимся о своем здоровье. Хотя чистый сок алоэ вера обладает хорошими питательными, антиоксидантными и противомикробными свойствами, органолептические характеристики не очень приемлемы. Состав безалкогольного напитка на основе сока и геля алоэ вера является лучшим вариантом для более питательных и полезных для здоровья безалкогольных напитков. Был стандартизирован и разработан готовый к употреблению (RTS) манговый напиток с различными пропорциями смешивания алоэ вера. Сок алоэ вера (10%), смешанный со смесью мякоти манго, сахара и лимонной кислоты, помог улучшить органолептические качества (вкус) и качество напитков. При добавлении сока алоэ вера выше 20% органолептические свойства были неприемлемыми из-за горечи, придаваемой соком алоэ вера. Кроме того, улучшались физико-химические и пищевые качества готовой продукции с возможностью хранения в течение 3 месяцев без ухудшения органолептических и химических показателей.
Кондитерская
Различные кондитерские изделия, такие как желе, шоколад, джемы, мармелад и мороженое, обогащенные алоэ вера в качестве функционального и питательного ингредиента. Было исследовано добавление геля алоэ вера и ананасового сока в состав желе, приготовленного путем кипячения отфильтрованного экстракта, не содержащего клетчатки, с добавлением сахара, лимонной кислоты и пектина. Обнаружено, что смешивание алоэ вера и ананаса в желе является хорошим вариантом для улучшения использования алоэ вера. Также попытались использовать алоэ вера в приготовлении шоколада. Сочетание таких ингредиентов, как сухое обезжиренное молоко, какао-порошок, сахар и сок алоэ вера, создает совершенно разные вкусовые и текстурные ощущения. Использовался дизайн поверхности отклика для оптимизации состава, который обеспечивает состав сахара (1022 г кг-1), лимонной кислоты (28,2 мл кг-1), сока алоэ вера (990 мл/кг) и пектина (50,3 г кг-1). ) для приготовления варенья на основе органолептической оценки (Jayabalan 2013). Мармелад – это еще один желеобразный продукт, обычно изготавливаемый из сока и цедры цитрусовых с добавлением сахара. Апельсиновый мармелад был приготовлен с добавлением порошка алоэ вера, который демонстрирует значительные изменения органолептических и физико-химических свойств мармелада. Наблюдалось увеличение содержания белка, титруемой кислотности и клетчатки по мере увеличения концентрации порошка алоэ вера в апельсиновом мармеладе за счет снижения содержания жира. Тревожной ситуацией для молочных продуктов является рост числа больных диабетом в Индии, спрос которых на натуральные и функциональные ингредиенты растет. Мороженое – одно из старейших богатых жирами лекарств. Сообщалось, что не более 20% сока алоэ вера используется при приготовлении мороженого без ущерба для органолептических свойств мороженого. Концентрат геля алоэ вера, кубики алоэ вера, порошок геля алоэ вера и кубики алоэ вера, покрытые сахаром, использовались в качестве функционального ингредиента при приготовлении мороженого. Таким образом, можно сделать вывод, что алоэ вера потенциально можно использовать в качестве формулы для дальнейшего лечения и разработки продуктов в коммерческих масштабах.
Молочные продукты
Алоэ вера используется в различных молочных продуктах, таких как йогурт, пахта и т. д., благодаря своим самым высоким терапевтическим свойствам. Йогурт с гелем алоэ вера является хорошим источником биологически активных веществ в приятной на вкус форме. Пытались разработать обогащенный алоэ вера йогурт. По сравнению с контролем, обогащенный алоэ вера йогурт показал более низкое содержание жира и высокое содержание клетчатки и фитонутриентов, таких как стероиды, флобатаннин, сапонины и антрахиноны. Авторы пришли к выводу, что обогащенный гелем алоэ вера йогурт оказался превосходным, а также хорошим пробиотиком и хорошим вкусом, который может передаться потребителю. Молочный напиток, то есть пахта, доказал свою высокую терапевтическую и питательную пользу. Обогащенный сок алоэ вера в пахте с повышенной вязкостью (зависит от добавления сока алоэ вера) с улучшением физико-химических, питательных и сенсорных характеристик. Это показало улучшение пищевых волокон, витамина С и железа после обогащения сока алоэ вера пахтой.
Ферментация сока Алоэ Вера
Алоэ вера веками использовалось из-за его терапевтических преимуществ, а также в пищевой промышленности для разработки новых функциональных продуктов. Образцы филе алоэ вера, выращенные в тех же географических условиях, что и в данном исследовании (Ибица, Испания), были охарактеризованы другими авторами следующим составом: вода 98 г влаги/100 г геля алоэ вера (основной компонент ), белок 0,044 г/100 г, зола 0,450 г/100 г, жир 0,01 г/100 г и углеводы 0,630 г/100 г. Аналогичные результаты были получены и другими авторами. Здесь экстракт алоэ вера использовался для получения симбиотического сока, полученного путем ферментации пробиотическими бактериями. Процесс экстракции алоэ вера был впервые оптимизирован. До и после ферментации экстракт алоэ вера и полученный сок характеризовались содержанием углеводов, органических кислот, фенольных соединений, алоина и антиоксидантной активностью. Далее результаты демонстрируются и обсуждаются.
Получение и характеристика экстрактов алоэ вера
Клетки паренхимы содержат прозрачное слизистое желе, называемое гелем алоэ вера. Гель алоэ вера гомогенизировали и дополнительно экстрагировали из растений до получения более жидкой, но вязкой консистенции.
Впоследствии лиофилизированный гель алоэ вера был подвергнут четырем различным жидкостно-твердым экстракциям для извлечения его биоактивных соединений, а именно: вода, вода плюс целлюлаза, 80% этанол:вода и 80% этанол:вода плюс целлюлаза. Выход экстракции явно зависит от типа растворителя, используемого в процессе экстракции. Полученные результаты показали, что вода плюс целлюлаза были лучшим растворителем для извлечения биосоединений из геля алоэ вера (96 ± 3%), за которым следует вода (92 ± 3%). Этанол показал более низкую эффективность экстракции с выходом около 52%, независимо от комбинированного использования с целлюлазой.
Целлюлаза применялась здесь для расщепления целлюлозы и небольших количеств гемицеллюлозы и лигнина (нерастворимой клетчатки) алоэ вера, снижения вязкости экстракта и облегчения извлечения биофункциональных соединений, представляющих промышленный интерес. Фракция нерастворимых волокон может соответствовать клеточным стенкам клеток паренхимы, содержащихся в геле. Используя водную экстракцию, полимеры, которые не имеют поперечных связей в сети клеточной стенки, растворяются, экстрагируя полисахариды, богатые маннозой. Применяемый этап фильтрации позволил удалить волокнистый материал геля и одновременно стерилизовать экстракт алоэ вера перед этапом ферментации, что имеет решающее значение для поддержания качества получаемых ферментированных продуктов.
Углеводы в экстрактах
Как упоминалось ранее, экстракты алоэ вера были получены путем применения различных растворителей. Анализ профиля отдельных моносахаридов, полученных в каждом экстракте, показал, что большее количество глюкозы экстрагируется при применении целлюлазы, т. е. воды плюс целлюлазы (4058,12 ± 15,10 мг/л) и этанола плюс целлюлазы (4379,96 ± 14,88 мг). /л). Что касается маннозы и галактозы, гораздо более высокая концентрация (примерно 50%) была определена в водных экстрактах с водой (7353 ± 1 мг/л) и водой плюс целлюлаза (7312 ± 6 мг/л), чем в этанольных экстрактах. Манноза и галактоза совместно элюируются; поэтому не удалось получить индивидуальную концентрацию этих сахаров. При экстракции, проведенной водой без целлюлазы, арабинозы не обнаружено. Однако наибольшая концентрация арабинозы была получена при добавлении в воду целлюлазы (4009,19 ± 1,47 мг/л) даже по сравнению с экстракцией, проведенной этанолом. Фруктоза была обнаружена во всех экстрактах, но в следовых количествах.
Содержание полисахаридов, выявленных в алоэ вера, включает в основном ацеманнан (50%), целлюлозу (25%), пектиновые полисахариды (20%) и полисахариды, содержащие ксилозу (5%). Маннан алоэ вера ацетилирован в положениях С-2 и С-3 и содержит некоторые боковые цепи, в основном галактозы, присоединенные к С-6. Основными моносахаридами, идентифицированными в алоэ вера, были глюкоза и манноза, составляющие от 55 до 75% от общего количества определенных моносахаридов. Другими сахарами, о которых сообщалось в Алоэ Вера, являются рамноза, фукоза, арабиноза, ксилоза, галактоза и уроновые кислоты. С ацеманнаном связаны многие биологические активности, такие как иммунорегуляция, противоопухолевое, антиоксидантное, заживление ран и стимулирование пролиферации костей, нейропротекция, противовирусная активность, иммуномодуляция, снижение оппортунистических инфекций и укрепление здоровья кишечника, среди прочего. Разветвленные фруктаны также были извлечены из алоэ вера. И фруктаны, и ацеманнан из алоэ вера были идентифицированы как очень многообещающие пребиотики, поскольку они стимулировали in vitro рост пробиотических штаммов во время ферментации с образцами стула человека.
Для экстракции сахара обычно применялись ферментативные методы. Кроме того, обработка ферментами снижает вязкость растворов, полученных из геля Алоэ, что облегчает его обработку. Одновременно такие ферменты, как целлюлаза, гидролизуют полисахариды алоэ вера, уменьшая их молекулярный размер. Целлюлаза гидролизует полимерные связи, высвобождая его мономеры, такие как глюкоза, манноза, арабиноза, ксилоза, фруктоза и фукоза, что подтверждает полученные здесь результаты. Применение целлюлазы к алоэ вера позволило увеличить концентрацию всех моносахаридов в экстрактах. Поскольку моносахариды являются источником углерода, используемым пробиотическими бактериями для роста во время ферментации, их применение во время экстракции алоэ вера имеет большое значение.
Фенольные соединения в экстракте.
Результаты ТФХ, полученные по методу Фолина-Чокальтеу, показали, что наибольшее количество фенолов наблюдалось в экстрактах, где использовалась вода плюс целлюлаза (479 ± 12 мг GAE/л), за которыми следовал этанол. плюс целлюлаза (469 ± 4 мг GAE/л). Достоверных различий (p > 0,05) между количеством ТФХ, полученным при экстракции только водой или этанолом, не было (442 ± 3 и 442 ± 1 мг ОЭ/л соответственно).
Ферментативная экстракция с помощью целлюлазы, по-видимому, влияет (положительно) на фитохимический профиль экстрактов алоэ вера, как с точки зрения фенольных соединений, так и углеводов. Это можно объяснить увеличением количества сахаров, высвобождаемых при применении целлюлазы. Гель алоэ вера содержит фенольные соединения, которые могут быть растворимыми в свободном виде или конъюгированными растворимыми и нерастворимыми. Сопряженные растворимые фенольные соединения связывают растворимые молекулы, такие как углеводы, белки и липиды, путем этерификации карбоксильной группы или этерификации гидроксильной группы. Нерастворимые фенольные соединения обычно ковалентно связаны с полимерами, такими как полисахариды.
риды и лигнины через сложноэфирную связь, и они высвобождаются из матрицы только в результате кислотного, щелочного или ферментативного гидролиза.
Полифенолы представляют собой вторичные метаболиты растений, структура которых включает одно или несколько ароматических колец, замещенных одной или несколькими гидроксильными группами, и являются сильными антиоксидантами. Поэтому фенолы комбинируют с сахарами, такими как глюкоза, галактоза, арабиноза, рамоза и ксилоза. Фенольные соединения многофункциональны и могут действовать как восстановители, антиоксиданты, отдающие водород, и гасители синглетного кислорода. Их потенциал в качестве антиоксидантных соединений способствует их использованию для профилактики и лечения различных заболеваний, связанных с окислительным стрессом, таких как рак, сердечно-сосудистые заболевания, воспаление и другие. Однако химическая структура полифенолов может влиять на их биодоступность.
Кроме того, испытания ингибирующей активности экстрактов алоэ вера в отношении E. faecium и L. lactis показали, что экстракты, полученные разными методами (после выпаривания этанола), не подавляли и не модифицировали рост обеих бактерий. Ингибирование микроорганизмов наблюдали только в контрольном опыте с ампициллином (С+). E. faecium и L. lactis показали устойчивость к ампициллину (антибиотик).
Поскольку было показано, что экстракция водой с целлюлазой увеличивает количество сахаров и фенольных соединений в полученных экстрактах, этот экстракт был выбран для дальнейшего производства функционального сока алоэ вера путем ферментации с E. faecium и L. lactis.
Производство сока алоэ вера
E. faecium совершил прорыв в пищевой промышленности. Энтерококки важны для ферментации и способствуют созреванию и развитию аромата некоторых ферментированных сыров и колбас. Они также используются в качестве пробиотиков для улучшения здоровья человека или животных.
Энтерококки являются грамположительными бактериями, каталазоотрицательными, кокками, факультативными анаэробами и могут расти при температуре от 10 до 45 °C и pH от 4 до 9,6. Энтерококки применялись в пищевых продуктах для улучшения органолептических свойств ферментированных пищевых продуктов. Они использовались в качестве стартовых культур, улучшая биохимические свойства, способствуя углеводному обмену и способствуя образованию летучих соединений. Они также повышают способность продуцировать биоактивные пептиды и действуют как эффективные пробиотики. По этой причине E. faecium, выделенный из грудного молока человека, был выбран в качестве пробиотического микроорганизма для ферментации экстракта алоэ вера, полученного с помощью воды и целлюлазы.
С другой стороны, L. lactis веками использовался в качестве закваски для ферментированных продуктов, особенно молочных продуктов. Поэтому L. lactis в целом признан безопасным (GRAS) Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Лактококки классифицируются как грамположительные, сферические, гомолактатные, неспорообразующие и факультативно-анаэробные кишечные бактерии. L. lactis принадлежит к группе LAB и поэтому вырабатывает кислоту, способствующую сохранению пищевых продуктов. Он также производит бактериоцины, которые улучшают сохранность пищевых продуктов, усиливая его роль в пищевой промышленности. Кроме того, L. lactis улучшает вкус ферментированных продуктов. По этим причинам для ферментации экстракта алоэ вера, полученного с помощью воды и целлюлазы, здесь использовали коммерческий L. lactis. Далее результаты сравнивали с прогоном ферментации с новым выделенным E. faecium, как показано ниже.
Хотя сообщалось, что рН геля алоэ вера составляет около 6,0, начальный рН, определенный в соке, извлеченном из геля с использованием воды и целлюлазы, оказался около 4,1, что означает, что процесс экстракции повлиял на рН геля. полученный сок. Значение рН E. faecium начиналось с 4,15 ± 0,02 и незначительно увеличивалось до 4,35 ± 0,03 через 12 ч ферментации (p < 0,05). Однако через 24 ч рН начал снижаться, достигнув 4,06 ± 0,03 к концу ферментации (48 ч) (р < 0,05). Небольшое повышение рН в течение первых 12 ч может быть связано с приспособляемостью E. faecium к среде (Aloe vera). Сообщалось, что E. faecium адекватно растет в диапазоне pH от 4 до 9,6. Однако было показано, что E. faecium обладает способностью создавать кислую среду, отсюда и его пробиотический потенциал.
Сообщалось, что МКБ способны снижать рН среды в процессах брожения, поскольку они производят молочную кислоту в реакции, катализируемой молочной гидрогеназой. Для обеих бактерий самый низкий полученный рН был 4,0, что характеризовало конечный полученный сок Алоэ вера. Изменения pH часто используются как индикаторы ферментируемости и связаны с образованием органических кислот.
Полученные результаты показали, что сок алоэ вера может использоваться в качестве среды для размножения как E. faecium, так и L. lactis благодаря своему химическому составу. Обе LAB выросли на экстракте алоэ вера, полученном с использованием воды и целлюлазы. Сходный профиль роста был достигнут для обоих молочнокислых бактерий, достигая максимального роста через 36 часов. Оптическую плотность ферментированного алоэ вера поддерживали постоянной между 36 и 48 часами, когда рН достиг значения около 4,0. Низкие значения pH могли способствовать окончанию ферментации вместе с истощением глюкозы в среде.
Сок алоэ вера также оказался хорошим субстратом для роста других пробиотиков. Хотя, насколько нам известно, ферментация алоэ вера с E. faecium или L. lactis никогда не предпринималась. Другие пробиотические штаммы применялись к сокам алоэ вера из разных сортов и выращивались в разных агроклиматических/фитогеографических регионах. Оценивался рост Lactobacillus plantarum и Lactobacillus casei на соке алоэ вера из сорта barbadensis, произрастающего на Юкатане, Мексика. Яги и др. продемонстрировали, что сок алоэ вера, сертифицированный Международным научным советом по алоэ (IASC), может способствовать росту пробиотических Lactobacillus fermentum. В другом исследовании изучали влияние сока алоэ вера на рост и активность пробиотических Lactobacilli. После 48 ч ферментации 100% сока алоэ вера с L. plantarum рН снизился с 6,7 до 5,5, а для Lactobacillus acidophilus с 6,2 до 5,8. В той же работе ферментация, проведенная в 100% бульоне MRS с использованием тех же бактерий, показала гораздо более сильное снижение pH, достигнув значений около 4,6. Меньшее снижение значений pH у алоэ вера указывает на более медленный рост бактерий в растении. В этом исследовании начальный рН был намного ниже (4,2), и, следовательно, конечный рН был подобен начальному (4,0), что также указывает на медленный рост как E. faecium, так и L. lactis в протестированном сорте алоэ вера. здесь.
Глюкоза алоэ вера потреблялась во время ферментации с E. faecium и L. lactis. Через 48 часов ферментации E. faecium полностью потребляла глюкозу, и только следовые количества глюкозы были обнаружены для L. lactis (87 мг/л). Следовательно, обе бактерии смогли использовать углеводы алоэ вера в качестве субстрата и источника углерода.
E. faecium представляют собой хемоорганотрофные бактерии, которые сбраживают сахара с образованием в основном молочной кислоты. Алоэ вера представляет собой матрицу, в основном состоящую из неперевариваемых олигосахаридов, полисахаридов и сахаридов, таких как целлюлоза, глюкоза, манноза, L-рамноза и альдопентоза. В своем питательном составе алоэ вера содержит первичные углеводы, минералы, аминокислоты и витамины, которые, как сообщается, успешно способствуют росту пробиотических микроорганизмов.
Органические кислоты в ферментированном соке
Органические кислоты, идентифицированные и количественно определенные в экстракте алоэ вера (0 ч, ферментация) и во время ферментации с E. faecium и L. lactis, показаны на рисунке 5. Всего было обнаружено пять органических кислот. Среди органических кислот были идентифицированы молочная кислота и несколько короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК): а именно муравьиная, уксусная, пропионовая и изомасляная кислота. Муравьиная, уксусная и молочная кислоты были в наибольшей концентрации, тогда как пропионовая и изомасляная кислоты присутствовали в меньшем количестве. Профиль органических кислот, характеризовавший исходный экстракт алоэ вера, используемый для производства пробиотического сока, был следующим: муравьиная кислота 752 ± 78, уксусная кислота 646 ± 4, молочная кислота 535 ± 48, пропионовая кислота 289 ± 83 и 220 ± 14 мг/л. изомасляной кислоты.
Некоторые из этих органических кислот были идентифицированы другими авторами в алоэ вера из разных источников. Идентифицировали восемь органических кислот в образцах свежих листьев алоэ вера из Китая и Мексики и в коммерчески доступном порошке алоэ вера: молочную, уксусную, щавелевую, L-яблочную, изолимонную, лактон изолимонной кислоты, лимонную и фумаровую кислоты. Количество каждой кислоты значительно варьировалось в зависимости от происхождения образца алоэ вера, используемой части растения (например, цельный свежий лист, кожура, гель), стадии его приготовления и применяемых методов (например, сушка вымораживанием, сушка распылением). , осаждение этанолом). обнаружили органические кислоты, такие как молочная, уксусная, муравьиная, яблочная, лимонная, фумаровая и янтарная, в различных коммерческих образцах геля алоэ вера. Идентифицировал ряд органических кислот в экстрактах геля из листьев алоэ вера, собранных в сентябре на фермах в Иране, таких как молочная, яблочная, гликолевая, фуроиновая, янтарная, 2-метилянтарная, винная, изоникотиновая и 2-гидроксимасляная кислоты. . Состав органических кислот алоэ вера варьируется в зависимости от ряда факторов, таких как годовой сезон, количество осадков и температура, падающая солнечная радиация, время сбора урожая, климат и земля, а также методы выращивания. Поэтому ожидалось, что в настоящем исследовании будут обнаружены различия в составе алоэ вера по сравнению с другими отчетами. Кроме того, в этой работе ферментация проводилась с экстрактом алоэ вера, а не с гелем алоэ вера, что является еще одним фактором, который может влиять на обнаруженные органические кислоты и полученное количество.
Хотя в некоторых образцах была обнаружена молочная кислота, молочная кислота не является естественным компонентом алоэ вера. Молочная кислота, обнаруженная в образцах алоэ вера, была отнесена к следствию микробиологического или ферментативного изменения продукта. Сообщалось, что молочная кислота может быть получена из яблочной кислоты алоэ вера с помощью LAB. Соответственно, не обнаружили молочную кислоту в образцах свежих листьев, но обнаружили ее в коммерческих порошках. Боззи и др. определили концентрацию органических кислот в свежем геле алоэ вера (используемом в качестве эталонного материала) и в девяти коммерческих порошках геля алоэ вера. Единственной органической кислотой, содержащейся в свежем геле алоэ вера, была яблочная кислота. С другой стороны, коммерческие гелевые порошки алоэ содержали большие концентрации органических кислот, кроме яблочной. Наиболее распространены лимонная, молочная и янтарная кислоты. Однако присутствие молочной и янтарной кислоты было расценено как показатель бактериальной ферментации и ферментативной деградации; в то время как уксусная кислота, присутствующая в некоторых образцах, даже в низких концентрациях, была отнесена к химическому разложению. Чтобы свести к минимуму ферментативную реакцию, листья алоэ вера должны быть обработаны как можно быстрее после сбора урожая, или может быть применена адекватная термическая обработка.
В этой работе молочная кислота была обнаружена в экстрактах алоэ вера, используемых для ферментации. Поскольку здесь использовались свежие коммерческие нетермически обработанные листья, их присутствие оправдано. Однако стоит отметить, что экстракт предназначен для ферментации с МКБ и, следовательно, это начальное количество молочной кислоты является остаточным по сравнению с полученным в конце ферментации. Соответственно, во время ферментации алоэ вера, как E. faecium, так и L. lactis, в основном вырабатывалась молочная кислота, что и ожидалось, поскольку они оба являются молочнокислыми. Молочная кислота начала вырабатываться в первые 12 часов, но она значительно увеличилась только после 24-часового брожения, достигнув максимальной продукции. Для E. faecium максимальное количество продуцируемой молочной кислоты составило 11 530 ± 978 мг/л, что представляет собой увеличение в 21,6 раза по сравнению с ее исходной концентрацией. В случае L. lactis он продуцировал 6779 ± 998 мг/л молочной кислоты, что составляло половину количества, продуцируемого E. faecium, но все же представляло увеличение его исходного содержания в 12,7 раза. Через 24 ч и до конца ферментации (48 ч) образование или потребление молочной кислоты больше не наблюдалось.
Обе бактерии также продуцировали муравьиную кислоту в соке алоэ вера, хотя муравьиная кислота начала потребляться после 12 часов ферментации. Максимальное количество муравьиной кислоты в соке, сброженном E. faecium и L. lactis, составило 1812 ± 108 и 1173 ± 105 мг/л соответственно. В конце брожения муравьиная кислота практически полностью расходуется. В соке, сброженном E. faecium, было только 66 ± 7 мг/л муравьиной кислоты, а L. lactis — 44 ± 4 мг/л. Что касается молочной кислоты, E. faecium продуцировала больше муравьиной кислоты, чем L. lactis.
Уксусная кислота существенно не менялась при ферментации с E. faecium, но незначительно снижалась при ферментации с L. lactis. Идентифицированная уксусная кислота может быть получена в результате деградации ацетилированных полисахаридов алоэ вера. Образующаяся уксусная кислота была связана с ферментацией Enterococcus, Lactobacillus и Bifidobacterium. В частности, во время химической деградации алоэ вера с помощью молочнокислых бактерий ацеманнан деацетилируется, что приводит к образованию уксусной кислоты. Пропионовая и изомасляная кислоты, по-видимому, также незначительно расходуются во время ферментации, но их концентрация существенно не изменяется во время ферментации с обеими бактериями.
Эти же органические кислоты были получены другими авторами при ферментации алоэ вера с Lactobacillus. Яги и др. получили молочную, уксусную и пропионовую кислоты после 24-часовой ферментации с Lactobacillus fermentum, но не масляную кислоту. Органические кислоты, такие как молочная, уксусная, пропионовая и масляная кислоты, были выделены как вторичные продукты безалкогольного ферментированного напитка mahewu, содержащего порошок Aloe vera barbadensis.
В целом, производство органических кислот связано с углеводами алоэ вера. Углеводы ферментируются как субстраты, высвобождая SCFAs в качестве конечных продуктов, прежде всего ацетат, пропионат и бутират. Ацеманнан и глюкоманнан из алоэ вера также стимулируют повышенное производство SCFA, способствуя росту пробиотических кишечных бактерий. Однако производство органических кислот зависит от таких факторов, как культуральная среда, продолжительность роста и количество доступных субстратов, влияющих на ферментацию бактерий.
Молочная кислота особенно важна, так как она легко усваивается организмом и, следовательно, чаще рекомендуется младенцам и пожилым людям. Молочная кислота обладает противомикробными и иммуномодулирующими свойствами. Вероятно, это главная причина создания защитной кислой среды, которая считается столь важной для антимикробной активности. Было описано, что в контексте обычных иммунных клеток L-молочная кислота оказывает противовоспалительное или провоспалительное действие в зависимости от условий эксперимента .
С другой стороны, SCFA в виде ацетата способствует контролируемому воспалению и предотвращает инвазию патогенов. Было показано, что пропионат, глюконеогенератор, ингибирует синтез холестерина. Бутират был изучен на предмет его роли в питании слизистой оболочки толстой кишки и в предотвращении рака толстой кишки за счет стимулирования дифференцировки клеток, остановки клеточного цикла и апоптоза трансформированных колоноцитов, ингибирования фермента гистоновой деацетилазы и уменьшения превращения первичных желчных кислот во вторичные желчные кислоты. В целом, SCFAs могут снизить риск развития желудочно-кишечных расстройств, рака и сердечно-сосудистых заболеваний. Таким образом, полученный ферментированный сок алоэ вера обладает большим потенциалом в качестве функционального напитка, скорее всего, с пробиотическими и пребиотическими свойствами.
Фенольные соединения и алоин, количественно определяемые во время ферментации
ТФХ, полученный в соке алоэ вера во время 48-часовой ферментации с E. faecium и L. lactis. Исходная концентрация ТФХ в ферментированном экстракте с E. faecium и L. lactis составила 295,72 ± 13,2 и 314,30 ± 26,2 мг ОЭ/л соответственно. Наши результаты не показали существенных различий в содержании ТФХ во время ферментации с использованием обеих пробиотических бактерий (p > 0,05). На самом деле важно то, что E. faecium и L. lactis не изменили количество ТФХ из алоэ вера. Не было обнаружено существенных различий в конечном TPC, полученном при ферментации, инокулированной E. faecium или L. lactis.
В целом на микробный метаболизм фенольных соединений влияет состав сырья (растительные продукты) и условия ферментации (среди прочего микроорганизмы, время, температура). Следовательно, синергетические эффекты, которые могут возникать при взаимодействии с другими соединениями, присутствующими в сырье, будут зависеть от источника фенольного соединения. В настоящем исследовании не произошло значительных изменений в ОФС во время ферментации, как и в случае, полученном при ферментации томатного сока Lactobacillus casei и Lactobacillus plantarum. Однако некоторые исследования показали, что штаммы молочнокислых бактерий могут разлагать определенные фенольные соединения на другие метаболиты, которые могут даже проявлять более высокую биологическую активность, чем их предшественники.
Профиль отдельных биосоединений был предварительно определен во время ферментации. Исходный химический профиль сока (Т0) был одинаковым для двух ферментаций. В экстракте алоэ вера идентифицировано четырнадцать соединений, в основном флавоноиды (нарингин, гесперидин, кемпферол, эпикатехин, кверцетин и таксифолин), некоторые гидроксикоричные кислоты (феруловая, хлорогеновая и п-кумаровая кислоты), оксибензойные кислоты (ванилиновая, 3,4-дигидроксибензойная и эллаговые кислоты), стильбен (ресвератрол) и антрахинон.
Эпикатехин был соединением, обнаруженным в самом высоком количестве в исходном соке алоэ вера (≈48 мг/л), за ним следовали алоин (≈27 мг/л), гесперидин (≈16 мг/л) и эллаговая кислота (≈15 мг/л). л). Другие фенольные соединения определяли количественно в концентрациях ниже 10 мг/л.
Большинство этих соединений ранее уже были идентифицированы другими авторами в Алоэ Вера. Идентифицировали алоэзин, хлорогеновую кислоту, кофейную кислоту, эмодин-диглюкозид алоэ, изокверцитрин и кемпферол с помощью УВЭЖХ и масс-спектрометрии высокого разрешения. Кроме того определили хорошее количество фенольных антиоксидантов, таких как процианидины (эпикатехин и катехин), кверцетин и фенольные кислоты (кофеиновая, феруловая, эллаговая и ванилиновая) в водно-спиртовых экстрактах алоэ вера.
Алоэ вера может быть важным диетическим источником биологически активных соединений, которые способствуют улучшению качества жизни, демонстрируя свой потенциал в качестве нутрицевтических, функциональных пищевых продуктов и/или компонентов для терапевтических целей. Обширные фармакологические свойства алоэ вера обусловлены его различными химическими составляющими, включая полисахариды, антрахиноны и фенолы. Например, эпикатехин, эпимер катехина, продемонстрировал множество терапевтических преимуществ, включая профилактику сердечных заболеваний, а также противораковые и антибактериальные эффекты, а также является отличным антиоксидантом. Эпикатехин действует как антиоксидант как прямо, как поглотитель свободных радикалов, так и опосредованно, как модулятор супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы. Кемпферол, еще один природный флавоноид, присутствующий в алоэ вера, связан с противомикробным, противовирусным, противовоспалительным, антиоксидантным, противоопухолевым, кардиопротекторным, нейропротекторным и антидиабетическим действием, а также оказывает благотворное влияние на целостность барьера плотных соединений монослоев кишечных клеток Caco-2. Алоин является важным антрахиноновым соединением для фармацевтической промышленности, так как он используется при получении диацереина, который является лекарством, используемым для лечения остеоартрита. Сообщалось об алоине в Aloe barbadensis Miller, Aloe arborescens и Aloe grandidentata. Алоин обладает антиоксидантными свойствами даже при низкой концентрации. Поэтому его использовали для снижения показателей окислительного стресса при таких заболеваниях, как рак, диабет и другие сердечно-метаболические заболевания.
Во время ферментации алоэ вера с E. faecium или L. lactis индивидуальный профиль фенольных соединений и антрахинона немного изменился. Во время ферментации с E. faecium исходное содержание алоина уменьшилось примерно на 12,4%, а нарингина увеличилось примерно на 18,5%. Некоторыми соединениями, содержание которых уменьшалось при ферментации с L. lactis, были нарингин, гесперидин, кверцетин и таксифолин; кемпферол увеличился примерно на 32,9%.
Содержание эпикатехина, ресвератрола, кверцетина и хлорогеновой, 3,4-дигидроксибензойной и феруловой кислот не изменилось при ферментации Алоэ вера с E. faecium. При этом при ферментации L. lactis ванилиновая, хлорогеновая, кумаровая, эллаговая, 3,4-дигидроксибензойная и феруловая кислоты, включая ресвератрол, не изменялись.
В целом алоэ вера, ферментированное E. faecium, сохраняет свое содержание в общем количестве анализируемых индивидуальных фенольных соединений (146 ± 11 и 137 ± 15 мг/л через 0 и 48 часов соответственно). Однако при ферментации алоэ вера с L. lactis наблюдается небольшое снижение (от 150,61 ± 3,42 до 118,30 ± 2,86 мг/л), как показано в таблице 1. Возможно, эти соединения метаболизировались бактериями.
Гидроксибензойная и гидроксикоричная кислоты могут быть декарбоксилированы LAB в соответствующие фенольные или виниловые производные или гидрированы редуктазами фенольной кислоты. Штаммы Lactobacillus rossiae, Lactobacillus Brevis и Lactobacillus curvatush следуют одному из двух путей (декарбоксилирование или восстановление) и могут метаболизировать фенольные соединения (кумаровую и феруловую кислоты) в их виниловые производные. Напротив, штаммы Leuconostoc mesenteroides и Lactobacillus fermentum не были способны метаболизировать гидроксикоричные кислоты из-за ферментов, участвующих в метаболизме. Это может объяснить, почему обе бактерии не метаболизируют феруловую кислоту во время ферментации. Сообщалось об увеличении содержания феруловой кислоты при ферментации хлеба пекарскими дрожжами.
Одним из факторов, влияющих на восстановление фенольных соединений, является микробное брожение. Микроорганизмы обладают специфической метаболической активностью в зависимости от штамма или вида микроорганизма и набора ферментов. С другой стороны, фенольные соединения также будут влиять на рост этих бактерий, и некоторые из них будут расщеплены МКБ вследствие их роста. Однако было проведено ограниченное количество исследований влияния фенольных соединений на рост и жизнеспособность видов молочнокислых бактерий. В одном исследовании влияние гидроксикоричных кислот, их хинных эфиров и хинной кислоты (нефенольной кислоты) на оценивали рост L. plantarum. Было показано, что гидроксикоричная кислота влияла на рост бактерий только в концентрациях до 3 мМ.
Не сообщалось об изменении концентрации рутина, кверцетина, хлорогеновой кислоты, неохлорогеновой кислоты и п-кумароилхиновой кислоты в процессе молочнокислого брожения вишневого сока. Однако у большинства протестированных штаммов МКБ изменялась концентрация фенольных кислот. L. plantarum снижал концентрацию протокатеховой кислоты примерно на 70% и потреблял п-кумаровую кислоту.
Другие авторы сообщают, что фенольные соединения по-разному влияли на рост молочнокислых бактерий, особенно Oenococcus oeni, в зависимости от их типа и концентрации. В целом, при низких концентрациях не было никакого эффекта, но гидроксикоричные кислоты оказывали ингибирующее действие при высоких концентрациях.
Антиоксидантная активность в процессе ферментации
Для оценки антиоксидантной способности ферментированного сока алоэ вера были использованы три анализа антиоксидантов — один метод, основанный на восстановлении металлов (FRAP), и два метода, основанных на по химическим аспектам, измеряя активность удаления радикалов (DPPH• и ABTS•+).
Антиоксидантная активность при ферментации с Enterococcus faecium и Lactococcus lactis по FRAP (а), DPPH (б) и ABTS (в). Различные строчные буквы a, b показывают значительные различия между разным временем ферментации для одних и тех же бактерий. Различные прописные буквы А, В показывают достоверные различия (p < 0,05) между бактериями для одного и того же времени ферментации.
Для анализа FRAP антиоксидантная способность незначительно увеличилась с 861 ± 68 до 1038 ± 116 мкмоль Fe (II)/л для E. faecium (36 ч) и с 875 ± 78 до 970 ± 48 мкмоль Fe (II)/л (48 ч). з) для L. lactis. Однако во время ферментации алоэ вера не было обнаружено статистически значимых различий, даже между ферментациями, проведенными с разными бактериями.
Для анализа DPPH начальная активность алоэ вера, ферментированного E. faecium и L. lactis, по удалению свободных радикалов составила 247 ± 34 мкмоль ТЕ/л и 262 ± 19 мкмоль ТЕ/л соответственно. Антиоксидантная активность была постоянной во время ферментации с E. faecium. Для L. lactis он немного снизился в первые 24 часа ферментации (207 ± 27 мкмоль ТЕ/л), но затем увеличился через 36 часов (275 ± 8 мкмоль ТЕ/л) без значительных изменений на протяжении всей ферментации.
Метод ABTS показал увеличение антиоксидантной активности алоэ вера на протяжении всей ферментации с обоими LAB. Для E. faecium наблюдалось повышение с 324 ± 60 до 497 ± 63 мкмоль ТЕ/л (24 ч) а для L. lactis — с 329 ± 69 до 524 ± 19 мкмоль ТЕ/л (24 ч). Не было выявлено существенных различий в антиоксидантной активности между ферментацией E. faecium и L. lactis, поскольку обе бактерии следуют одной и той же тенденции во время ферментации.
Концентрации различных полифенолов-антиоксидантов являются не единственным фактором, влияющим на антиоксидантную способность сока алоэ вера, так как индивидуальная антиоксидантная активность фенольных соединений может различаться, когда они действуют синергически друг с другом, имея разные механизмы действия. Структурное устройство этих соединений (количество и положение гидроксильных групп, двойных связей и ароматических колец) также играет важную роль. Кроме того, их вклад в FRAP, DPPH и ABTS может отличаться из-за чувствительности каждого метода.
Различия между антиоксидантной активностью алоэ вера могут быть связаны с факторами, влияющими на его химический состав, такими как различные существующие сорта алоэ вера, годовой сезон осадков и температура, падающая солнечная радиация, время сбора урожая, климат и методы культивирования. а также методами, используемыми для экстракции биоактивных соединений, в данном случае вода плюс целлюлаза.
Содержание фенольных соединений в алоэ вера и в другом сырье тесно связано с его антиоксидантной активностью. Антиоксидантная активность геля алоэ вера в свежем весе была определена как 0,34 ± 0,01 мМ ТЕ/г для анализа DPPH, 2,06 ± 0,06 мМ ЕТ/г с помощью ABTS и 0,38 ± 0,01 ЕТ/г FM с помощью FRAP, поддерживая высокую антиоксидантную активность. потенциал алоэ вера. Соответственно, в настоящей работе была определена одинаковая антиоксидантная активность, независимо от применяемых МКБ, которая сохраняется или несколько повышается во время ферментации.
На увеличение антиоксидантной активности сока алоэ вера может влиять метаболизм фенольных соединений, некоторых органических кислот и сахаров, обладающих антиоксидантной способностью. Это означает, что наблюдаемое увеличение антиоксидантной активности, вероятно, связано с органическими кислотами, образующимися во время ферментации, или является результатом синергетического эффекта между b йоактивные соединения алоэ вера, а именно фенольные соединения, короткоцепочечные жирные кислоты и сахара. То же самое было предложено в работе, проведенной с водным экстрактом листьев алоэ вера.
Насколько нам известно, оценка антиоксидантной активности алоэ вера, ферментированного E. faecium и L. lactis, до сих пор не изучалась. Аналогичная тенденция в антиоксидантной активности была обнаружена для томатов, ферментированных L. plantarum и L. casei. Повышение антиоксидантной активности определяли тремя оцениваемыми методами (FRAP, DPPH и ABTS) по мере развития ферментации. В другой работе ферментация сока ягод годжи различными смесями нескольких бактериальных штаммов, включая молочнокислые бактерии, значительно улучшила антиоксидантную способность сока, которая сильно коррелировала с содержанием свободных форм фенолов. Однако не было обнаружено очевидной разницы в скорости поглощения свободных радикалов DPPH среди ферментаций, проведенных с различными бактериальными смесями. Наши результаты сошлись в том, что не было существенных различий между ферментациями с различными LAB (E. faecium и L. lactis).
Антиоксидантная активность алоэ вера в основном связана с такими соединениями, как алоин, кумарин, флавоноиды и другие виды фенольных соединений. Некоторые авторы связывают антиоксидантную активность алоэ вера с изоалоэрезином D, 8-C-β-d-[2-O-(E)-кумароил], глюкопиранозил-2-[2-гидрокси]пропил-7-метокси-5-метилхромоном. и дигидроизокумарин алоэ. Однако существуют другие соединения с антиоксидантной активностью, такие как индолы и алкалоиды, которые не были идентифицированы в этом исследовании и могут влиять на количественную антиоксидантную активность.
Некоторые полисахариды алоэ вера, рамноза и арабиноза, а также аскорбиновая кислота также были отнесены к соединениям с антиоксидантным потенциалом. В этой работе экстракты алоэ вера, использованные для ферментации, содержали целлюлазу (используемую при экстракции), которая ферментативно гидролизовала сахара. Это могло улучшить доступность и стабильность других антиоксидантных соединений, таких как фенолы и белки, и способствовать повышению антиоксидантной активности готового сока.
Фенольные соединения в пищевых продуктах происходят из одного из основных классов вторичных метаболитов растений. В низкой концентрации фенолы действуют как антиоксидант и защищают пищу от окислительного прогорклости. Фенольные антиоксиданты вмешиваются в процесс окисления как терминаторы свободных радикалов, а иногда также как хелаторы металлов. Фенолы широко изучались, и было подтверждено, что они обладают разнообразной биологической активностью, которая может быть полезной для здоровья человека. В этом смысле важно их потребление и присутствие в организме, поскольку они не производятся человеком. Ферментированный сок алоэ вера может быть интересным источником биологически активных соединений (в основном антиоксидантов, пребиотиков и пробиотиков), способствующих укреплению здоровья потребителей.
Комментарии
Отправить комментарий