XLIV Konferencja Komitetu Nauk o Żywności i Żywieniu PAN: nauka, technologia i innowacje w żywności i żywieniu

Streszczenia w jęz. angielskimWydarzenie: XLIV Konferencja Komitetu Nauk o Żywności i Żywieniu PAN; Łódź, 3-4 lipca 2019 r.; http://pan.binoz.p.lodz.plOrganizator konferencji: Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności PŁ; Komitet Nauk o Żywności i Żywieniu PAN; Polskie Towarzystwo Technologów ŻywnościProjekt graficzny okładki: Grzelczyk, J.Projekt graficzny okładki: Klewicki, R.Skład: Oracz, J.Za treść zamieszczonych materiałów odpowiadają ich autorzy.Sesje Naukowe Komitetu Nauk o Żywności i Żywieniu Polskiej Akademii Nauk (KNoŻiŻ PAN) są organizowane przez krajowe ośrodki akademickie związane z naukami o żywności i żywieniu w dwuletnich cyklach. Sesje te stanowią największe w skali kraju forum prezentacji najnowszych osiągnięć naukowych i technologicznych w dziedzinie technologii żywności i żywienia człowieka, jak również wymiany poglądów oraz doświadczeń pracowników jednostek naukowych i przedstawicieli przemysłu spożywczego. Tematyka XLIV Sesji dotyczyć będzie szeroko pojętej problematyki związanej z oddziaływaniem żywności i odżywiania na zdrowie człowieka

Betacyanins – bioavailability and biological activity

Omówiono budowę i właściwości czerwonych barwników betalainowych - betacyjanin, występujących w roślinach należących do niektórych rodzin z rzędu goździkowców (Caryophyllales). Rośliny zawierające betacyjaniny są spożywane przez człowieka w stanie surowym lub w postaci konserw i koncentratów warzywnych. Ponadto ekstrakty barwników betalainowych dodawane są do żywności jako naturalne preparaty koloryzujące. W Europie najpopularniejszym źródłem betacyjanin jest burak ćwikłowy (Beta vulgaris L. subsp. vulgaris). W pracy szczególną uwagę zwrócono na biologiczną aktywność tych związków i mechanizmy ich oddziaływania na organizm człowieka. Zaproponowano możliwy model wchłaniania i cyrkulacji betacyjanin w organizmie człowieka. Przedstawiono również dane na temat przeciwnowotworowego działania tych związków i ich roli w prewencji chorób degeneracyjnych i nowotworowych.In the paper there are discussed the structure and properties of red betalain pigments: betacyanins, occurring in the plants belonging to certain families of the Caryophyllales order. People consume the betacyanins containing plants either raw or in the form of canned food and vegetable concentrates. Moreover, the extracts of betacyanin pigments are added to food products as natural colouring preparations. In Europe, the beetroot (Beta vulgaris L. subsp. vulgaris) is the most popular source of betacyanins. In this paper, the biological activity of those compounds was highlighted as were probable mechanisms of their effects on the human body. A possible absorption and circulation model of betacyanins in the human body was suggested. Furthermore, some data were presented, which referred to anticancer activity of betacyanins and their role in preventing degenerative diseases and cancer

Antifungal activity of lactic acid bacteria of genus Lactobacillus sp. In the presence of polyols

The controlled lactic fermentation is a common method for food preservation. Lactic acid bacteria (LAB) manifest antagonistic activity mainly against Gram-negative bacteria but the growth of some Gram-positive is inhibited, too. Yeasts and moulds manifest slight or no sensitivity to the LAB metabolism products. In this study antagonistic activity of selected Lactobacillus strains (n=12) against fungi was investigated. Polyhydroxyalcohols (glycerol, lactitol, erythritol, sorbitol, mannitol) were added to basic MRS agar (10 g l−1). Lactobacillus bacteria multiplied effectively in the presence of polyhydroxyalcohols inhibiting the growth of fungi (Fusarium latenicum, Mucor hiemalis, Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus, Candida mycoderma, Alternaria alternata, Geotrichum candidum). The most effective antagonistic activity was observed in the presence of sorbitol

Antifungal activity of lactic acid bacteria of Lactobacillus genus

Jedną z metod ochrony żywności fermentowanej przed bytującymi w niej niepożądanymi mikroorganizmami jest zastosowanie bakterii mlekowych jako naturalnych biokonserwantów. Szczególnie korzystna jest obecność bakterii fermentacji mlekowej (LAB) w żywności. Oprócz spodziewanej aktywności antybakteryjnej i przeciwgrzybowej LAB cechują się korzystnym wpływem na organizm człowieka poprzez stymulowanie przewodu pokarmowego do zapobiegania zakażeniom pokarmowym i poprawę ogólnego stanu zdrowia. Spektrum aktywności przeciwgrzybowej bakterii z rodzaju Lactobacillus, która jest głównym przedmiotem niniejszej publikacji, wynika z syntezy metabolitów o właściwościach przeciwgrzybowych: pierwotnych - kwas mlekowy i kwas octowy oraz wtórnych - inne kwasy organiczne, cykliczne dipeptydy, kwasy tłuszczowe i ich hydroksylowane pochodne, związki nisko-cząsteczkowe, bakteriocyny, nadtlenek wodoru. Zdolność do syntezy powyższych związków nie jest cechą wszystkich bakterii z rodzaju Lactobacillus, a jedynie cechą szczepową pojedynczych kultur. Z tego względu poszukuje się szczepów bakterii mlekowych o szerokim spektrum aktywności antagonistycznej wobec grzybów, a także sposobów rozszerzenia tej aktywności, np. przez dobór optymalnych warunków fermentacji czy modyfikację składu podłoża i tym samym zmianę metabolizmu bakterii.One of the methods of protecting fermented foods against undesirable microorganisms living therein is using the lactic acid bacteria as natural bio-preservatives. The occurrence of lactic acid bacteria (LAB) in food is particularly beneficial. In addition to their expected antibacterial and antifungal activities, LAB are also characterized by their advantageous effect on human health for they stimulate gastrointestinal track to prevent food-borne infections and they improve overall health. The spectrum of antifungal activity of bacteria of the Lactobacillus genus, which is the main subject in this paper, results from the synthesis of metabolites with antifungal properties, i. e. of primary metabolites: lactic acid and acetic acid, and of secondary metabolites: other organic acids, cyclic dipeptides, fatty acids and their hydroxylated derivatives, low molecular weight compounds, bacteriocins, and hydrogen peroxide. The ability to synthesize the above named compounds is not a feature common to all bacteria of the Lactobacillus genus; it is a strainlinked ability of some individual bacterial cultures. Therefore, such strains of lactic acid bacteria are sought, which have a broad spectrum of antagonistic activity against fungi as are the methods of increasing that activity, for example by selecting optimal conditions of the fermentation process or by modifying the composition of a medium, thus, changing the metabolism of lactic acid bacteria

Screening of efficient exopolysaccharideproducing strains of Lactobacillus sp

Egzopolisacharydy (EPS) bakterii z rodzaju Lactobacillus charakteryzują się korzystnymi właściwościami prozdrowotnymi, dzięki którym mogą być stosowane jako funkcjonalne składniki żywności. Ich wykorzystanie na skalę przemysłową jest jednak utrudnione ze względu na wysoki koszt oraz niską wydajność produkcji. Odpowiedni dobór szczepów wydajnych w syntezie EPS może znacznie zwiększyć szansę ich wykorzystania w technologii żywności. Celem pracy była selekcja szczepów bakterii z rodzaju Lactobacillus zdolnych do wydajnej syntezy egzopolisacharydów zarówno w formie śluzu, jak i otoczek polisacharydowych. Na podstawie przeprowadzonych analiz makro- i mikroskopowych spośród 58 szczepów wytypowano trzy szczepy z gatunku Lactobacillus rhamnosus (ŁOCK 0943, ŁOCK 0935 oraz OM1) o najkorzystniejszych cechach wpływających na właściwości reologiczne podłoża hodowlanego. W pracy wykazano, że szczepy te mogą stanowić wydajne narzędzie w produkcji bakteryjnych egzpolisacharydów. Badane bakterie syntetyzują EPS w ilości 68 ÷ 137 mg/l w zależności od rodzaju źródła węgla. Zatem skład podłoża hodowlanego jest jednym z czynników determinujących wydajność syntezy EPS przez bakterie z rodzaju Lactobacillus.Exopolysaccharides (EPS) produced by bacteria of the Lactobacillus genus are characterized by beneficial health-promoting properties owing to which EPS can be used as functional food ingredients. However, their utilization on an industrial scale is made difficult by high costs of their production and low productivity. A way to increase the prospect of utilizing EPS in food technology is to properly select strains that are efficient in the synthesis thereof. The objective of the research study was to select Lactobacillus strains capable of efficiently synthesizing EPS both in the form of slime and capsular polysaccharides. Based on the macro- and microscopic analyses, three Lactobacillus rhamnosus strains (LOCK 0943, ŁOCK 0935, and OM-1) were selected from among 58 lactobacilli strains; they had the most beneficial properties to impact the rheology of the culture medium. The study showed that those strains could be an effective tool in the production of bacterial exopolysaccharides. The tested bacteria synthesized 68 to 137 mg/L of EPS depending on the type of carbon source. Thus, the composition of the culture medium is one of the factors to determine the efficiency of EPS synthesis by Lactobacillus bacteria

Effect of acai berry (Euterpe oleracea) extract on surface properties, autoagreggation, and biofilm formation by bacteria of Lactobacillus genus

W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie preparatami zawierającymi brazylijskie jagody acai (Euterpe oleracea). Ekstrakty z jagód acai charakteryzują się dużą zawartością związków organicznych, takich jak białka i lipidy. Uwagę zwraca się na prozdrowotne, a szczególnie przeciwutleniające właściwo- ści tych owoców. Wysoki potencjał przeciwutleniający ekstraktów z jagód acai warunkowany jest dużą zawartością związków polifenolowych, jakie można izolować z ich miąższu. Związki polifenolowe obec- ne w ekstraktach roślinnych, spożywane przez ludzi i zwierzęta, w znacznym stopniu wpływają na modu- lację mikroflory jelitowej. W zależności od pochodzenia oraz zastosowanej dawki, mogą stawać się akty- watorami bądź inhibitorami wzrostu bakterii komensalnych. W niniejszej pracy poddano analizie wpływ preparatu z jagód acai na bakterie o potencjale probiotycznym z rodzaju Lactobacillus. Przeprowadzono analizę mającą na celu wyznaczenie współczynnika tworzenia biofilmu przez bakterie w zależności od obecności preparatu w podłożu hodowlanym. Sprawdzono, jak preparat z owoców acai wpływa na zdol- ność do autoagregacji i powinowactwo do rozpuszczalników organicznych. Przeprowadzone badania wykazały wpływ preparatu z jagód acai na zdolności autoagregacyjne bakterii Lactobacillus spp. (zmniej- szenie autoagregacji szczepów Lactobacillus brevis i zwiększenie autoagregacji bakterii Lactobacillus casei). Wśród wszystkich badanych szczepów Lactobacillus spp. zauważono zmniejszenie zdolności tworzenia biofilmu w środowiskach z dodatkiem preparatu z jagód acai. Ponadto preparat z jagód acai wpłynął na właściwości typu donor/akceptor ścian komórkowych bakterii Lactobacillus spp

Effect of algae Chlorella vulgaris on survival of bacteria Lactobacillus brevis at high concentrations of sodium chloride

Połączenie alg z produktami fermentowanymi bogatymi w bakterie fermentacji mlekowej przynosi wiele korzyści zdrowotnych oraz pozwala na utworzenie nowego segmentu żywności fermentowanej. Jedną z efektywnych metod utrwalania żywności jest stosowanie procesu odwodnienia osmotycznego polegającego na dodaniu substancji (np. chlorku sodu) obniżającej aktywność wody w produkcie. Celem pracy było określenie wpływu Chlorella vulgaris na przeżywalność bakterii Lactobacillus brevis w niekorzystnych warunkach środowiskowych (duże stężenia chlorku sodu) metodą płytkową oraz turbidymetryczną. Zawartość 5 i 10 % chlorku sodu w środowisku wzrostowym bakterii obniżyła staty- stycznie istotnie liczbę badanych bakterii fermentacji mlekowej. Jednakże dodatek alg Chlorella vulgaris zabezpieczył badane szczepy Lactobacillus brevis przed obumieraniem. Ponadto w przypadku szczepów Lactobacillus brevis ŁOCK 0944 oraz ŁOCK 0992 nie zaobserwowano różnic statystycznie istotnych pomiędzy próbą kontrolną z bakteriami i Chlorella vulgaris a próbą badaną z bakteriami, algami oraz dodatkiem 10 % chlorku sodu w 48 godzinie inkubacji. Zatem wprowadzenie alg do środowiska wzrosto- wego bakterii fermentacji mlekowej zredukowało niekorzystne działanie chlorku sodu o stężeniu 10 %. Stwierdzono, że przeżywalność wszystkich badanych szczepów Lactobacillus brevis hodowanych w obecności Chlorella vulgaris po 48-godzinnej inkubacji była wyższa w środowisku o stężeniu 10 % chlorku sodu niż w obecności 5 %. Za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) stwierdzo- no, że prawdopodobnie spowodowane to było uwolnieniem dodatkowej treści komórek alg

Assessing survival of Lactobacillus bacteria contained in probiotic preparation during passage in a simulated gastrointestinal tract

Celem pracy było określenie przeżywalności bakterii z rodzaju Lactobacillus wchodzących w skład preparatu probiotycznego w symulowanym modelu układu pokarmowego człowieka. Wykazano stosunkowo małą przeżywalność bakterii w próbie kontrolnej, którą stanowił bufor PBS. Warunki panujące w symulowanym przewodzie pokarmowym wpłynęły na obniżenie w tej próbie liczby bakterii, wyrażonej logarytmicznie, z 8,18 do 6,20. Znacznie większą przeżywalnością charakteryzowały się bakterie wprowadzone do układu wraz z matrycami żywieniowymi (Nutramigenem, nieklarowanym sokiem owocowowarzywnym, kleikiem ryżowym) stwarzającymi warunki ochronne dla bakterii. Liczba bakterii po zastosowaniu matryc utrzymywała się na poziomie 7,50 ÷ 9,00 jednostek logarytmicznych. Pomimo że liczba bakterii w układzie uległa zmniejszeniu na skutek działania niskiego pH soku żołądkowego i soli kwasów żółciowych, symulowany pasaż jelitowy stwarzał bardzo dobre warunki do namnażania bakterii. Liczba żywych komórek, po ich dotarciu do jelita grubego, przewyższała liczbę bakterii w punkcie wyjściowym. W doświadczeniu z Nutramigenem liczba bakterii zwiększyła się z 8,82 do 9,11 jednostek logarytmicznych, a z sokiem jabłkowo-marchwiowym – z 8,46 do 8,86. Kleik ryżowy znacznie słabiej ochraniał bakterie z rodzaju Lactobacillus, dlatego też w tym układzie doświadczalnym stwierdzono zmniejszenie początkowej liczby komórek z 7,85 do końcowej – 7,48.The objective of the study was to determine the survival of bacteria of the Lactobacillus genus, included in a probiotic preparation, in a simulated model of the human digestive system. It was proved that those bacteria had a relatively low survival rate in the control sample, i.e. a PBS buffer. The conditions in the simulated gastrointestinal tract caused the logarithmically expressed number of bacteria to decrease from 8.18 to 6.20. The bacteria introduced into the system together with dietary matrices (Nutramigen, nonclarified fruit-vegetable juice, rice gruel) were characterized by a considerably higher survival rate since those matrices formed protective conditions for them. After the matrices were applied, the level of bacterial count maintained to be between 7.50 and 9.00 log units. Although the number of bacteria in the system decreased, what was the effect of low pH value of gastric juice and bile salts therein, the intestinal passage simulated produced very good conditions for bacterial growth. The number of viable cells that reached the light of the large intestine exceeded the count of bacteria at the starting point. In the experiment with Nutramigen, the number of bacteria increased from 8.82 to 9.11 logarithmic units, whereas in the experiment with apple-carrot juice: from 8.46 to 8.86. The protection of Lactobacillus bacteria provided by the rice gruel was much weaker; therefore, it was found that in that experimental system, the initial number of bacteria of 7.85 decreased to the final number of 7.48

Impact of polyphenols from Rosa rugosa thunb. pseudofruits pomace on growth of Lactobacillus bacteria

Polifenole jako metabolity wtórne roślin stanowią podstawową barierę dla mikroflory uznanej za cho- robotwórczą i patogenną (wirusy, grzyby, bakterie). Spożywane wraz z pokarmem zdolne są do wywoła- nia wielu pozytywnych efektów w organizmach ssaków (zwierząt i człowieka) oraz ptaków. Przypisuje im się nie tylko właściwości przeciwutleniające, ale także obniżające ciśnienie, przeciwzapalne oraz przeciw- drobnoustrojowe. Tym samym niestrawione polifenole docierając do jelit w znacznym stopniu odpowiada- ją za modulację mikroflory jelitowej (w tym bakterii z rodzaju Lactobacillus). Jedną z roślin, która zawie- ra dużo związków polifenolowych jest Rosa rugosa Thunb. – jeden z najpopularniejszych gatunków dzikiej róży występujący na terenie Polski. Celem pracy była ocena potencjału prebiotycznego ekstraktów polifenolowych surowych i oczyszczo- nych otrzymanych z wytłoków z pseudoowoców Rosa rugosa Thunb. w stosunku do bakterii z rodzaju Lactobacillus (w tym szczepów o potwierdzonych właściwościach probiotycznych). Dominującymi gru- pami polifenoli obecnymi w ekstraktach były elagotaniny i procyjanidyny. W ekstraktach stwierdzono również obecność wolnego kwasu elagowego, flawonoli i wolnych katechin. Ponadto ekstrakty oczysz- czone charakteryzowały się znacznie większą zawartością polifenoli w porównaniu z ekstraktami suro- wymi. Przeprowadzono również badania potencjału prebiotycznego zliofilizowanych ekstraktów w sto- sunku do bakterii z rodzaju Lactobacillus (w tym szczepu Lactobacillus brevis ŁOCK 0944 o potwierdzonych właściwościach probiotycznych). W badaniach zastosowano metodę turbidymetryczną. Potencjał prebiotyczny w stosunku do bakterii z rodzaju Lactobacillus wykazywały jedynie polifenole w stężeniu 0,156 mg/ml. Powyżej tego stężenia polifenole zawarte w wytłokach z pseudoowoców Ro- sa rugosa Thunb. działały jako czynnik ograniczający przyrost biomasy bakterii z rodzaju Lactobacillus