The effect of impregnation method and drying temperature on probiotic fortification of dried jackfruit

Abstract

The effect of probiotic-impregnation (Lactobacillus casei) methods and drying temperature on viability of L. casei and quality of probiotic-enriched dried jackfruit were examined in this study. Jackfruit bulbs (var. Sithong) that have uniform yellow color and free from defects or bruises with total soluble solids (TSS) of 23.7 + 0.3 ˚Brix were selected. The bulbs were blanched at 80 ̊C for 2 min and cooled in a biosafety cabinet prior submerging in impregnation solution. Impregnation was performed at atmospheric pressure (AI), pulsed-vacuum (PVI) and with ultrasonic (UI) for 15, 30, 45 and 60 min. The impregnation methods had significant influenced (p<0.05) on the L. casei content in submerged sample. The highest L. casei content in submerged sample was found at 8.12 + 0.02 log CFU/g sample (wb) followed by 7.62 + 0.05 log CFU/g sample (wb) and 6.22 + 0.02 log CFU/g sample (wb) when using PVI method for 45 min, UI method for 45 min and using AI method for 60 min, respectively. Therefore, these optimum conditions were used as impregnation pretreatments. After impregnation, the samples were dried at 50 and 60 ̊C using tray dryer and the quality of product were evaluated. The results showed that the quality of probiotic-enriched dried jackfruit was significantly affected (p<0.05) by drying temperature. L* value and b* value of were significantly decreased (p<0.05) while a* value was significantly increased (p<0.05) when drying the sample at 60 ̊C. The lowest of total color difference (rE) was found in dried sample prepared by PVI method while the highest rE was observed in dried sample obtained by AI method. Increasing of drying temperature from 50 ̊C to 60 ̊C resulted in significant decreasing of viability of L. casei in dried sample. The highest concentration of L.casei was found in the sample prepared by PVI + drying at 50 ̊C at 7.76 + 0.06 log CFU/g sample (wb) which account for 89.08 + 0.13% viability. Regarding the standard of probiotic products of Thai FDA that required the minimum concentration of probiotic viability at 6 log CFU/g, therefore, the sample prepared by PVI + drying at 50 ̊C could be considered as a probiotic product whereas the sample dried at 60 ̊C contained probiotic less than 6 log CFU/g for all impregnation methods.

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของวิธีการแทรกซึมโพรไบโอติก Lactobacillus casei sups. casei และอุณหภูมิที่ใช้ในการทำแห้งต่อปริมาณ L. casei และคุณภาพของขนุนอบแห้งเสริมโพรไบโอติก โดยการนำเนื้อขนุนพันธุ์สีทองสุกพอดีรับประทาน ที่มีค่าปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมดเท่ากับ 23.73 ± 0.34 °Brix มีสีเหลืองสม่ำเสมอ ไม่ช้ำ ไม่มีตำหนิ มาลวกในน้ำที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส นาน 2 นาที ทิ้งให้เย็นในตู้ปลอดเชื้อก่อนนำไปศึกษาผลของวิธีการแทรกซึมโพรไบโอติกด้วยวิธีการแทรกซึมในสภาวะบรรยากาศ (Atmospheric impregnation; AI) สภาวะสุญญากาศแบบพัลส์ (Pulsed-vacuum impregnation; PVI) และการใช้คลื่นอัลตราซาวด์ (Ultrasonic impregnation; UI) ที่เวลาการแทรกซึม 15, 30, 45 และ 60 นาที ต่อปริมาณ L. casei ในเนื้อขนุนก่อนการทำแห้ง เพื่อหาระยะเวลาที่เหมาะสมในการเสริม L. casei พบว่าวิธีการแทรกซึมโพรไบโอติกมีผลต่อปริมาณ L. casei ในเนื้อขนุนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p ≤ 0.05) และระยะเวลาที่ทำให้ขนุนมีปริมาณ L. casei สูงสุดสำหรับวิธี AI เท่ากับ 60 นาที มีปริมาณ L. casei เท่ากับ 6.22 ± 0.02 logCFU/กรัมตัวอย่าง (wb) ในขณะที่วิธี PVI เวลาที่เหมาะสมในการแทรกซึมเท่ากับ 45 นาที มีปริมาณ L. casei เท่ากับ 8.16 ± 0.02 logCFU/กรัมตัวอย่าง (wb) และวิธี UI เวลาที่เหมาะสมในการแทรกซึมเท่ากับ 45 นาที มีปริมาณ L. casei เท่ากับ 7.62 ± 0.05 logCFU/กรัมตัวอย่าง (wb) จากนั้นใช้เวลาแทรกซึมดังกล่าวนำไปศึกษาผลของวิธีการแทรกซึมโพรไบโอติกและอุณหภูมิที่ใช้ในการทำแห้งต่อปริมาณ L. casei และคุณภาพของขนุนอบแห้งเสริมโพรไบโอติกโดยทำแห้งที่อุณหภูมิ 50 และ 60 องศาเซลเซียส ด้วยตู้อบแห้งลมร้อนแบบถาด พบว่าเมื่อเพิ่มอุณหภูมิในการทำแห้งเป็น 60 องศาเซลเซียสจะทำให้ตัวอย่างมีค่าความสว่าง (L*) และค่าสีเหลือง (b*) ลดลง แต่มีค่าสีแดง (a*) เพิ่มขึ้น อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p ≤ 0.05) ขนุนอบแห้งที่ผ่านการแทรกซึมโพรไบโอติกด้วยวิธี PVI มีค่าความแตกต่างของสี (∆E) น้อยที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างที่แทรกซึมด้วยวิธีอื่นๆ ในขณะที่วิธี AI ทำให้ตัวอย่างมีค่า ∆E มากที่สุด สำหรับผลของอุณหภูมิที่ใช้ในการทำแห้งต่อปริมาณ L. casei ที่เหลืออยู่ในชิ้นขนุนอบแห้งพบว่าอุณหภูมิที่ใช้ในการทำแห้งที่สูงขึ้นมีผลต่อการลดลงของปริมาณ L. casei อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p ≤ 0.05) และการแทรกซึมด้วยวิธี PVI ที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียสมีปริมาณ L. casei คงเหลือมากที่สุดมีค่า 7.76 ± 0.06 logCFU/กรัมตัวอย่าง (wb) คิดเป็นร้อยละการรอดชีวิตเท่ากับ 89.08 ± 0.13% และปริมาณจุลินทรีย์โพรไบโอติกที่ได้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานขององค์การอาหารและยาประเทศไทยที่ระบุว่าอาหารที่มีโพรไบโอติกต้องมีจำนวนจุลินทรีย์โพรไบโอติกที่มีชีวิตคงเหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์ไม่น้อยกว่า 6 logCFU/กรัม ในขณะที่การทำแห้งที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ในการศึกษานี้ไม่สามารถใช้ได้เนื่องจากทำให้มีปริมาณ L. casei คงเหลือในชิ้นขนุนอบแห้งเสริมโพรไบโอติกน้อยกว่าเกณฑ์มาตรฐานสำหรับทุกการแทรกซึมโพรไบโอติก