Αξιοποίηση τυρογάλακτος για την ανάπτυξη βιολειτουργικών εδώδιμων μεμβρανών - (:unkn) unknown (My University, 2024)
Στην παρούσα μελέτη προτείνεται η πλήρης αξιοποίηση του τυρογάλακτος για παραγωγή καινοτόμων βιολειτουργικών εδώδιμων μεμβρανών από πρωτεΐνη τυρογάλακτος. Η λακτόζη τυρογάλακτος χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή κυτταρικής μάζας του γαλακτικού βακτηρίου Lactiplantibacillus plantarum (F_254), ενώ η συμπυκνωμένη πρωτεΐνη χρησιμοποιήθηκε ως μήτρα παραγωγής εδώδιμων μεμβρανών. Οι μεμβράνες αυτές μελετήθηκαν ως φορείς ενθυλάκωσης της λυοφιλιωμένης καλλιέργειας του L. plantarum και η επίδρασή τους στη διατήρηση της βιωσιμότητάς του σε διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης (5°C και 25°C) για 90 ημέρες. Παράλληλα μελετήθηκε και η διαφοροποίηση της μήτρας ενθυλάκωσης με την προσθήκη διαφορετικών συγκεντρώσεων βακτηριακής νανοκυτταρίνης (BCNW 0%, 5%, 10%), καθώς και η επίδραση αυτής στη βιωσιμότητα του στελέχους. Αρχικά μελετήθηκαν οι φυσικές ιδιότητες των εδώδιμων μεμβρανών, ενώ μεγαλύτερη έμφαση δόθηκε στην μελέτη της βιωσιμότητας του στελέχους μετά από εγκλωβισμό σε μεμβράνες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, μεταξύ των διαφορετικών κρυοπροστατευτικών υλικών, το αποπρωτεϊνωμένο τυρόγαλα κρίθηκε ως το καταλληλότερο για τη διατήρηση της βιωσιμότητας του F_254 κατά τη λυοφιλίωση. Ο εγκλωβισμός των λυοφιλιωμένων κυττάρων σε εδώδιμες μεμβράνες φάνηκε ιδιαίτερα αποτελεσματικός και η διατήρηση της βιωσιμότητας φάνηκε να είναι αποτέλεσμα τόσο της θερμοκρασίας αποθήκευσης όσο και της παρουσίας της BCNW. Ακόμη, μελετήθηκε η ικανότητα απελευθέρωσης του γαλακτικού βακτηρίου από τις εδώδιμες μεμβράνες χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά διαλύματα προσομοίωσης τροφίμων. Συνοψίζοντας, η παρούσα μελέτη έδειξε ότι οι εδώδιμες μεμβράνες μπορούν να συνεισφέρουν σημαντικά στη διατήρηση της βιωσιμότητας του συγκεκριμένου στελέχους, ενώ καθοριστικό φαίνεται ότι έχουν τα χρησιμοποιούμενα υλικά (BCNW) στη μήτρα εγκλωβισμού αλλά και οι συνθήκες αποθήκευσης.

In the present work, the valorization of cheese whey for the production of innovative functional edible films is proposed. Cheese whey’s lactose stream was used for the production of the lactic acid bacteria Lactiplantibacillus plantarum (F_254), while the whey protein concentrate was applied for edible film synthesis. Subsequently, the films were studied as encapsulation carriers of freeze-dried cells of Lactiplantibacillus plantarum (F_254), exploring their effect on cell viability under different storage conditions (5°C and 25°C) over 90 days. Furthermore, the impact of adding bacterial nanocellulose (BCNW at 0%, 5%, and 10%) to the films on the viability of Lactiplantibacillus plantarum was studied. Τhe study focused on the determination of physical properties of the edible films, giving greater emphasis on the viability of the strain after encapsulation in the films. Results showed that among the different cryoprotective materials, deproteinized cheese whey was the most suitable for maintaining the viability of F_254 during lyophilization. Also, encapsulation in edible films appeared to be particularly effective for the viability of the strain. The preservation of viability appeared to be the result of the synergistic effect of storage temperature and BCNW concentration. Finally, the ability of edible films to release lactic acid bacteria was studied using two different food simulation solutions .In summary, this study demonstrated that edible films can significantly contribute to the maintenance of the viability of strain F_254, while the incorporation of BCNW into the encapsulation matrix, as well as the storage conditions, played a key role.
Keywords: Τυρόγαλα, εδώδιμες μεμβράνες, αξιοποίηση παραπροϊόντων, γαλακτικά βακτήρια; Cheese-whey, edible films, lactic acid bacteria