Development of edible films containing probiotics for oral and dental health

Abstract

Ağız boşluğu, insan vücudunun en çeşitli mikrobiyal alanlarından biridir. Bu alandaki en sık görülen enfeksiyonlar ise; patojenik mikroorganizmaların sayısındaki artış ve faydalı mikroorganizma sayısındaki azalmaya bağlı olarak ortaya çıkan; periodontal hastalıklar, endodontik enfeksiyonlar ve oral mukoza ile ilişkili enfeksiyonlardır. Probiyotikler; mikrobiyotadaki dengeyi sağlamakta olumlu yönde etki sağlayan canlı mikroorganizmalardır. Bu nedenle bozulan mikrobiyolojik dengeyi geri kazanmak ve buna bağlı hastalıkları önlemek için probiyotik tüketimi gereklidir. Projenin amacı; ağız ve diş sağlığının sürdürülmesi için, probiyotik bakteri içeren yenilebilir filmler üretmektir. Kaplama materyali olarak WPI (whey protein izolatı), trehaloz ve maltodekstrin tek tek veya karışım olarak kullanılmış, probiyotik olarak L.rhamnosus tercih edilmiştir. Sprey kurutma cihazı kullanılarak, kapsüllenmiş probiyotik içerikli ürün elde üretilmiştir. Farklı kaplama malzemeleri kullanılarak üretilen enkapsüle ürünler içerisinde kıyaslama yapıldığında; WPI'le kapsüllenmiş ürünlerin en yüksek geri kazanım ve en düşük neme sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca; pektin ile hazırlanan yenilebilir filmlerin çözünme süresinin, test edilen diğer alternatiflere nispeten daha hızlı olduğu analiz edilmiştir. Yapılan başka bir çalışmada da, yüzde 10 kapsüllenmiş ürün içeren pektin bazlı yenilebilir filmlerdeki canlılık miktarı araştırılmıştır. Sonuçlara göre, filmlerdeki canlılık miktarının yaklaşık olarak 105 CFU/ml ve bu değerin de tavsiye edilen günlük probiyotik tüketim miktarını karşılayabilir seviyelerde olduğu görülmüştür. Ayrıca; hazırlanan yenilebilir filmlerin tükürükte bulunan patojenlere (E.coli, S.aeurus, C.albicans, P.aeuroginosa) karşı etkinliği de test edilmiş ve patojenlerin canlılığında önemli bir azalma tespit edilirken, L.rhamnosus'un canlılığında önemli bir azalma olmadığı tespit edilmiştir.

The oral cavity is one of the most diverse microbial area of the human body and the most related infections are periodontal diseases, endodontic infections and oral mucosa-related infections which arise due to an increase in the number of pathogenic microorganisms and a decrease in the number of beneficial microorganisms. Probiotics are living microorganisms that positively affect health therefore, probiotic consumption is required to recover the disrupted microbiological balance and prevent related diseases. The aim of the project is to produce edible films containing probiotic bacteria for sustaining oral and dental health. WPI (whey protein isolate), trehalose, and maltodextrin were used individually or as a mixture as coating materials and L.rhamnosus was used as a probiotic content which was encapsulated via spray-drying. The results demonstrated that WPI led to the highest recovery and lowest moisture content in encapsulated products. The results further indicated that the dissolution time of edible films prepared with pectin was relatively faster than tested alternatives. The amount of viability in the pectin based edible films containing 10 percent encapsulated product was also analyzed and the results indicated that the films exhibited approximately 105 CFU/ml which is roughly comparable to the recommended daily level. The effectiveness of prepared edible film against pathogens found in saliva (E.coli, S.aeurus, C.albicans, P.aeuroginosa) was also tested and a significant decrease in the viability of pathogens was detected while there was no significant deterioration in the viability of L.rhamnosus.