Non-dairy probiotic foods are becoming popular because they do not pose problems of lactose intolerance and high cholesterol content while they offer an alternative from traditional sources and for personal preferences. The shelf life of probiotic products requires to maintain viability as high as > 106-108 CFU/unit. To tackle these aspects, the microencapsulation of probiotics in a raspberry juice powder by spray drying was studied. A combination of probiotics (Lactobacillus acidophilus NRRL B-4495 and Lactobacillus rhamnosus NRRL B-442) was chosen to maintain high viability along with multiple health benefits. The chosen microencapsulating agent- maltodextrin's role as carbon source was also assessed (in an MRS recipe) for its prebiotic potential. High temperatures employed during spray drying are detrimental to the probiotics and can be circumvented by sub-lethal thermal shock (50°C for L. acidophilus and 52.5°C for L. rhamnosus) before spray drying. Optimization of the process through response surface method was performed. Inlet temperature (°C), total solids: maltodextrin ratio, and inlet feed rate (mL/min) were fixed as independent variables while % recovery, % survival and color (ΔE-total color change) were the dependent outputs. The optimized model with all the significant factors had an overall desirability of 0.91. Storage study of the raspberry encapsulated probiotic powder was performed in glass containers stored at room and refrigerated temperatures for 30 days. CFU/g, water activity, color (powder and rehydrated liquid) were analyzed throughout the storage period. Since the CFU numbers do not necessarily correlate with functionality, basic probiotic characteristic tests like acid and bile tolerance and antibiotic sensitivity assay were performed before spray drying and after 30 days storage. At the end of storage, the three best responses with respect to % viability retention at cold and room temperature were chosen for electron image analysis of the microspheres. The optimized model was obtained at the following conditions: inlet temperature of 100°C, Maltodextrin ratio of 1:1 and inlet feed rate of 40 mL/min. / Les aliments probiotiques non laitiers augmentent en popularité puisqu'ils offrent un choix de consommation pour les problèmes d'intolérance au lactose, les problèmes d'hypercholestérolémie et selon les habitudes ou préférences personnelles. La durée de conservation de ces produits probiotiques doit préserver leur viabilité à plus de 106 – 108 UFC/portion. À cet effet, le séchage par atomisation d'un jus de framboise et de probiotiques a été étudié. Un mélange de probiotiques (Lactobacillus acidophilus NRRL B-4495 et Lactobacillus rhamnosus NRRL B-442) a été choisi afin de produire une haute viabilité et un aliment santé. La maltodextrine a été choisie comme matière d'enrobage et son rôle à titre de source de carbone a été déterminé (dans un bouillon de type MRS) pour son potentiel prébiotique. L'utilisation de températures élevées durant l'atomisation est nuisible aux probiotiques ce qui peut être atténué par un pré-traitement thermique modéré (50 °C pour L. acidophilus et 52.5 °C pour L. rhamnosus) et ce précédant l'atomisation. L'optimisation du procédé fut effectuée par réponse de surface (RSM). La température d'entrée (°C), le ratio solide : maltodextrine et le débit d'alimentation (mL/min) ont été choisis à titre de variables indépendantes, alors que le % de récupération, le % de survie et la couleur des échantillons (ΔE – changement de couleur) ont été choisis comme variables dépendantes.Le modèle optimisé, tenant compte de tous les facteurs significatifs, avait une conformité de 0.91. La qualité de conservation de la poudre probiotique de framboise a été étudiée dans des contenant de verre maintenus réfrigérés ou à la température de la pièce pour 30 jours. Les mesures de UFC/g, d'activité de l'eau, et de couleur (poudre et liquide réhydraté) ont été analysées durant la période d'entreposage. La fonctionnalité des probiotiques a également été étudiée (résistance à l'acide, à la bile, sensibilité aux antibiotiques) avant l'atomisation et à la fin des 30 jours d'entreposage. À la fin de l'entreposage, les trois meilleures réponses, en termes de % de survie pour les échantillons réfrigérés et à la température de la pièce, ont été sélectionnés pour l'analyse, par microscopie électronique, des microsphères produites lors de l'atomisation. L'optimisation du procédé obtenue par le modèle RSM propose une température d'entrée de 100°C, un ratio de maltodextrine de 1 :1 et un débit d'alimentation de 40 mL/min.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.106612 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Anekella, Kartheek |
| Contributors | Valerie Orsat (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Bioresource Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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