Amomum aromaticum prebiotic-like polysaccharides enhance yeast fermentation and antioxidant profile of traditional rice beer - ‘kiad’

PREBIOTIC-LIKE COMPOUNDS IMPROVES FERMENTATION IN KIAD

Abstract

Abstract

सारांश

पारंपरिक चावल-आधारित किण्वित पेयों में Amomum aromaticum जैसे पादप अवयव सम्मिलित किए जाते हैं, जो जैव-सक्रिय पॉलीसैकराइड्स प्रदान करते हैं तथा प्रीबायोटिक-सदृशगुण प्रदर्शित कर पेय के गुणों को उन्नत करते हैं। स्वास्थ्यवर्धक खाद्य पदार्थों के विकास के लिए किण्वन के दौरान A. aromaticum के पॉलीसैकराइड्स एवं यीस्ट के मध्य होने वाली पारस्परिक क्रिया को समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है। इस अध्ययन हेतु मेघालय के स्थानीय निर्माताओं से चावल की बीयर के नमूने एकत्रित किए गए। Amomum aromaticum से प्राप्त प्रीबायोटिक-सदृश पॉलीसैकराइड्स को अम्लीय एवं एंजाइमीय पाचन के अधीन रखा गया। कार्यात्मक समूहों के लक्षणन के लिए FTIR विश्लेषण किया गया। यीस्ट की पहचान ITS अनुक्रमण द्वारा की गई तथा प्रीबायोटिक-सदृश पॉलीसैकराइड्स की उपस्थिति में इस की वृद्धि का मूल्यांकन रेज़ाज़्यूरिन एवं क्रिस्टलवायलेट परीक्षणों द्वारा किया गया। चावल की बीयर के नमूनों का जैवरासायनिक, प्रतिऑक्सीकारक तथा GC-MS विश्लेषण किया गया। प्रीबायोटिक-सदृश पॉलीसैकराइड्स की प्राप्ति 2.7% रही, जिसमें कुल कार्बोहाइड्रेट की मात्रा 13.00 ± 1.07 µg/mL थी। उपचार के पश्चात कुल शर्करा 28.5 µg/mL तथा अपचायक शर्करा 103.78 ± 1.58 µg/mL प्राप्त हुई। FTIR विश्लेषण द्वारा पॉलीसैकराइड समूहों की उपस्थिति की पुष्टि हुई। सोहरा की चावल बीयर (RB23) मेंटायरसाड की चावल बीयर (RB16) की तुलना में अधिक अम्लता (pH ~4.0, 0.50% लैक्टिक अम्ल) पाई गई, जबकि RB16 में प्रोटीन तथा कार्बोहाइड्रेट की मात्रा (क्रमशः 40.75 एवं 63.71 µg/mL) RB23 (क्रमशः 15.76 एवं 62.64 µg/mL) से अधिक थी। DPPH मुक्त मूलक अपमार्जन गतिविधि RB23 में सर्वाधिक (94.88%) पाई गई, इसके बाद RB16 (86.38%) तथा PLP अर्क (86.33%) का स्थान रहा। GC-MS विश्लेषण से ज्ञात हुआ कि RB23 में एथिलएसीटेट, बेंज़ीनएसीटैल्डिहाइड तथा एथिलहाइड्रोजन सक्सिनेट उपस्थित थे, जबकि RB16 में 2-था याज़ोलामीन पाया गया। पृथक किए गए यीस्ट की पहचान Saccharomyces cerevisiae (GenBank: MK942688) के रूप में हुई। प्रीबायोटिक-सदृश पॉलीसैकराइड्स ने 6 µg/mL पर यीस्ट जैव पटल (biofilm) निर्माण में 17.07% तथा 0.06 µg/mL पर 8.87% की वृद्धि की, जो सांद्रता-निर्भर उद्दीपक प्रभाव को दर्शाती है। Amomum aromaticum के पॉलीसैकराइड्स ने यीस्ट की सक्रियता को बढ़ाया, पोषणीय एवं प्रतिऑक्सीकारक गुणों में सुधार किया, स्वाद-संबंधी यौगिकों में योगदान दिया तथा S. cerevisiae की वृद्धि को प्रोत्साहित किया, जिससे कार्यात्मक पेयों के योज्य के रूप में इसकी संभावनाएँ परिलक्षित होती हैं।

Abstract

Traditional rice-based fermented beverages contain plant additives such as Amomum aromaticum, which provide bioactive polysaccharides that function as prebiotics and enhance beverage properties. Understanding the interaction between A. aromaticum polysaccharides and yeast during fermentation is vital for developing health-promoting foods. The rice beer samples were collected from Meghalaya brewer. Prebiotic-like polysaccharides from Amomum aromaticum underwent acid and enzymatic digestion. FTIR analysis was used to characterize the functional groups. Yeasts were identified through ITS sequencing, and their growth in the presence of the prebiotic-like polysaccharides was assessed using resazurin and crystal violet assays. Biochemical, antioxidant, and GC-MS analyses of rice beer samples were performed. Prebiotic-like polysaccharides yielded 2.7% with 13.00±1.07 µg/mL of total carbohydrates. Post treatment, 28.5 µg/mL total sugars and 103.78±1.58 µg/mL reducing sugars. FTIR confirmed the presence of polysaccharide groups. Rice beer, Sohra (RB23), showed higher acidity (pH ~4.0, 0.50% lactic acid) than rice beer, Tyrsad (RB16) (pH ~4.3, 0.30%). RB16 had higher protein and carbohydrate (40.75 and 63.71 µg/mL) than RB23 (15.76 and 62.64 µg/mL, respectively). RB23 exhibited the highest DPPH radical scavenging activity (94.88%), followed by RB16 (86.38%) and PLP extract (86.33%).GC-MS showed that RB23 contained ethyl acetate, benzeneacetaldehyde, and ethyl hydrogen succinate, while RB16 contained 2-thiazolamine. The yeast was identified as Saccharomyces cerevisiae (GenBank: MK942688). Prebiotic-like polysaccharides enhanced yeast biofilm formation by 17.07% at 6 µg/mL and 8.87% at 0.06 µg/mL demonstrating a concentration-dependent stimulatory effect. Amomum aromaticum polysaccharides enhanced yeast activity, improved nutritional and antioxidant properties, contributed to flavor profiles, and supported S. cerevisiae growth, suggesting its potential as a functional beverage additive.