Date of Award

5-2025

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Food Science

Department

Food Science

First Advisor

Dr. Akmal Nazir

Second Advisor

Dr. Priti Mudgil

Abstract

Probiotics, known for their wide range of health benefits, have been gaining recognition on their effects on the gut-brain axis. This axis, operated via various pathways, can be modulated by the type and functions of probiotics found in the gut microflora. However, probiotics face several stress factors before reaching the gut which hinders them from being functional. The main objective of this thesis was to construct a stable double-emulsion-based delivery system for probiotics, which can act as a barrier against the harsh conditions of the digestive system. Lactobacillus reuteri DSM 17938 was loaded in a water-in-oil-in-water Pickering double emulsion system, using sunflower seed oil and pistachio oil. The emulsion particle size, stability during storage, encapsulation efficiency, oxidative stability, and viability during storage and after simulated gastrointestinal digestion were examined. The results showed significant physical and oxidative stability of emulsions during storage. Both emulsions exhibited comparable encapsulation efficiencies, with 78.4% for the pistachio oil emulsion and 77.6% for the sunflower seed oil emulsion. Furthermore, L. reuteri encapsulated in pistachio oil emulsions proved higher viability throughout the study. Both double emulsions successfully protected the probiotic during simulated gastrointestinal digestion and the variability was maintained between the desired concentration, where sunflower seed oil emulsions achieved 6.89 Log CFU/mL, while pistachio oil emulsions achieved 6.49 Log CFU/mL by the end of the digestion. Overall, double emulsions were proven to be an excellent method of probiotic delivery system. This study showcases a novel and inventive comparison of probiotic encapsulation with various oils, and how their interaction can affect the double emulsion's stability.

Arabic Abstract

تغليف اللاكتوباسيلس رويتري د س م 17938 في مستحلب ماء في زيت في ماء: تأثير نوع الزيت على قابلية العيش والاستقرار التأكسدي

يحظى البروبيوتيك المعروف بفوائده الصحية المتنوعة بتقدير متزايد لتأثيره على محور الأمعاء والدماغ، هذا المحور يعمل عبر مسارات مختلفة ويمكن تعديله حسب نوع ووظائف البروبيوتيك الموجودة في النَبيت المجهري بالأمعاء. البروبيوتيك تواجه عدة ضغوطات قبل وصولها إلى الأمعاء، مما يعيقها عن أداء وظائفها. الهدف الرئيسي من هذه الرسالة هو بناء نظام توصيل مستقر قائم على مستحلب مزدوج للبروبيوتيك، والذي سيعمل كحاجز ضد ظروف الجهاز الهضمي القاسية. تم تحميل بكتيريا لاكتوباسيلس رويتري (Lactobacillus reuteri DSM 17938) في نظام مستحلب مزدوج "ماء في زيت في ماء" بإستخدام زيت بذور دوار الشمس وزيت الفستق. تم فحص حجم جزيئات المستحلب، وثباته أثناء التخزين، وكفاءة تغليف البروبيوتيك، وثبات الزيت التأكسدي، وقابليته للعيش أثناء التخزين وبعد تعرضه للهضم المعوي المُصطنع. أظهرت النتائج ثباتًا جسديًا وتأكسديًا ملحوظًا للمستحلبات أثناء التخزين، وكانت كفاءة تغليف البروبيوتيك لكلا الزيتين متشابهة، حيث بلغت 78.4% لمستحلب زيت الفستق و77.6% لمستحلب زيت بذور دوار الشمس، علاوة على ذلك، أثبتت بكتيريا لاكتوباسيلس رويتري المغلفة في مستحلبات زيت الفستق قابلية أعلى في البقاء على قيد الحياة طوال مدة البحث. نجح كلا المستحلبين المزدوجين في حماية البروبيوتيك أثناء عملية الهضم المعوي المُصطنع، وبقَي تركيزها في النطاق المطلوب، حيث حققت مستحلبات زيت بذور دوار الشمس 6.89 وحدة تشكيل مستعمرة/مل، بينما حققت مستحلبات زيت الفستق 6.49 وحدة تشكيل مستعمرة/مل بنهاية عملية الهضم. في الخاتمة، أثبتت المستحلبات المزدوجة فعاليتها كطريقة ممتازة لتوصيل البروبيوتيك، وتسلط هذه الدراسة الضوء على مقارنة جديدة ومبتكرة لتغليف البروبيوتيك مع زيوت مختلفة، وكيف يمكن لتفاعلهما معًا التأثير على استقرار المستحلب المزدوج.

Download

Included in

Food Science Commons

COinS