Applied Microbiology in Food Industry

fa اثرمحافظت انجمادی ایزوله‌ی پروتئین دانه‌ی کروشنه (Vicia ervilia) بر زنده‌مانی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوسLA5 Cryoprotective Effect of Vicia ervilia Seed Protein Isolate on the Viability of Lactobacillus acidophilus LA-5 میکروبیولوژی مواد غذایی General پژوهشي Research در این پژوهش، ایزوله‌ی پروتئین دانه‌ی کروشنه (Vicia ervilia) به‌عنوان عامل محافظت انجمادی در مقادیر 1، 5 و 10 درصد در زنده‌مانی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس  LA5طی فرآیند خشک‌کردن انجمادی و نگهداری به مدت 42 روز دردمای °C 4 در مقایسه با شیر پس چرخ (شاهد)، مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌های لیوفلیزه شده، ابتدا از نظر ویژگی‌های ساختاری با استفاده از روش‌های طیف‌سنجی مادون قرمز (FTIR)، پراش اشعه ایکس  (XRD)و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ارزیابی شدند. نتایج طیف‌سنجی نشان‌دهنده‌ی حضور گروه‌های عاملی فعال–OH ، –NH₂ و باندهای آمیدی در هر دو ترکیب بود؛ که می‌توانند در برقراری پیوندهای هیدروژنی و پایداری غشای سلولی باکتری، مؤثر واقع شوند. الگوی XRD نیز ساختار آمورف غالب در ایزوله‌ی پروتئین دانه‌ی کروشنه را نسبت به ساختار نیمه‌بلورین شیر پس‌چرخ نشان داد؛ که می‌تواند در کاهش آسیب‌های مکانیکی در حین انجماد اثر بیشتری داشته باشد.به علاوه، تصاویر SEM نمایانگر پوشش یکنواخت، متراکم و بدون ترک ایزوله‌ی پروتئین دانه‌ی کروشنه در مقایسه با ساختاری شکننده و تکه‌تکه شیر پس‌چرخ بود؛ که اثر حفاظتی این پروتئین را تایید می‌کند. ارزیابی زنده‌مانی سلولی در بازه زمانی 42 روز پس از انجماد، نشان داد که نمونه‌ی حاوی 10 درصد ایزوله‌ی پروتئین دانه‌ی کروشنه حتی در پایان دوره نگهداری، به‌طور معناداری (CFU/mL 107× 4) نسبت به شیرپس‌چرخ ( CFU/mL104× 9) عملکرد بهتری در زنده‌مانی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس  LA5دارد (P<0.05). In this study, the cryoprotective potential of Vicia ervilia seed protein isolate (VSPI) at concentrations of 1, 5, and 10% was investigated for enhancing the viability of Lactobacillus acidophilus LA-5 during freeze-drying and subsequent storage for 42 days at 4 °C, using skim milk as the reference standard. Lyophilized formulations containing the bacteria and cryoprotective agents were first characterized structurally using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). FTIR spectra revealed the presence of active functional groups, including –OH, –NH₂, and amide bands, in both cryoprotective materials, suggesting their potential involvement in hydrogen bonding and cell membrane stabilization. XRD analysis demonstrated a predominantly amorphous structure in the VSPI, in contrast to the semi-crystalline nature of skim milk, which may afford greater protection against mechanical stress during the freezing process. Moreover, SEM micrographs showed a uniform, compact, and crack-free matrix in the VSPI, whereas the skim milk sample exhibited a brittle and fragmented morphology, further supporting the superior protective capacity of the VSPI. Viability assessments over the 42-day storage period indicated that the 10% VSPI sample maintained significantly higher survival of Lactobacillus acidophilus LA-5 (4 × 10⁷ CFU/mL) compared to skim milk (1.3 × 10⁶ CFU/mL) at the end of storage (P < 0.05). Collectively, these findings demonstrate that VSPI, particularly at a 10% concentration, functions as an effective, natural, and biocompatible cryoprotective agent and offers a promising alternative to conventional protectants such as skim milk for the preservation of probiotic cultures.   ایزوله‌ی پروتئین کروشنه,خشک‌کردن انجمادی,شیر پس‌چرخ,لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوسLA5,محافظت انجمادی Vicia ervilia protein isolate,freeze-drying,skim milk,Lactobacillus acidophilus LA-5,cryoprotection 63 74 http://amfi.ir/browse.php?a_code=A-10-304-1&slc_lang=fa&sid=1 Vida Gholifar ویدا قلی فر v.gholifar@gmail.com 10031947532846001676 10031947532846001676 No Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز Reza Rezaei Mokarram رضا رضایی مکرم rrmokarram@yahoo.com 10031947532846001678 10031947532846001678 No Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز Mahmood Sowti Khiabani محمود صوتی خیابانی m.sowti@tabrizu.ac.ir 10031947532846001677 10031947532846001677 No Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز Soheila Zarin ghalami سهیلا زرین قلمی zaringhalami@znu.ac.ir 10031947532846001675 10031947532846001675 Yes Department of Food Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Zanjan گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان