Published July 2, 2024
| Version v1
Publication
Fermentation with Lactic Acid Bacteria for Bean Flour Improvement: Experimental Study and Molecular Modeling as Complementary Tools
Creators
- 1. Instituto de Productos Lácteos de Asturias
- 2. Consejo Superior de Investigaciones Científicas
- 3. Centro Científico Tecnológico - Tucumán
- 4. National University of Tucumán
Description
Pulses are considered superfoods for the future world due to their properties, but they require processing to reduce antinutritional factors (ANFs) and increase bioactivity. In this study, bean flour (Phaseolus vulgaris L.) was fermented under different conditions (addition of Lactiplantibacillus plantarum CRL 2211 and/or Weissella paramesenteroides CRL 2182, temperature, time and dough yield) to improve its nutri-functional quality. Fermentation for 24 h at 37 °C with the mixed starter increased the lactic acid bacteria (LAB) population, acidity, polyphenol content (TPC) and ANF removal more than spontaneous fermentation. Statistical and rep-PCR analysis showed that fermentation was mainly conducted by Lp. plantarum CRL 2211. Metabolic modeling revealed potential cross-feeding between Lp. plantarum and W. paramesenteroides, while the molecular docking and dynamic simulation of LAB tannases and proteinases involved in ANF removal revealed their chemical affinity to gallocatechin and trypsin inhibitors. Fermentation was better than soaking, germination and cooking for enhancing bean flour properties: it increased the free amino acids content by 50% by releasing glutamine, glutamic acid, arginine, leucine and lysine and modified TPC by increasing gallic acid and decreasing caffeic, ferulic and vanillic acids and quercetin-3-glucoside. The combination of experimental and simulation data may help us to understand fermentation processes and to design products with desirable features.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعتبر البقول أغذية فائقة لعالم المستقبل بسبب خصائصها، لكنها تتطلب معالجة لتقليل العوامل المضادة للتغذية (ANFs) وزيادة النشاط الحيوي. في هذه الدراسة، تم تخمير دقيق الفول (Phaseolus vulgaris L.) في ظل ظروف مختلفة (إضافة Lactiplantibacillus plantarum CRL 2211 و/أو Weissella paramesenteroides CRL 2182، درجة الحرارة والوقت ومحصول العجين) لتحسين جودته الوظيفية الغذائية. التخمير لمدة 24 ساعة عند 37 درجة مئوية مع بداية مختلطة زاد من بكتيريا حمض اللاكتيك (LAB)، والحموضة، ومحتوى البوليفينول (TPC) وإزالة ANF أكثر من التخمير التلقائي. أظهر التحليل الإحصائي و rep - PCR أن التخمير تم إجراؤه بشكل أساسي بواسطة Lp. plantarum CRL 2211. كشفت النمذجة الأيضية عن إمكانية التغذية المتقاطعة بين Lp. plantarum و W. paramesenteroides، في حين أن الالتحام الجزيئي والمحاكاة الديناميكية لأنزيمات التاناز والبروتينات المعملية المشاركة في إزالة ANF كشفت عن تقاربها الكيميائي لمثبطات جالوكاتشين والتريبسين. كان التخمير أفضل من النقع والإنبات والطهي لتعزيز خصائص دقيق الفول: فقد زاد من محتوى الأحماض الأمينية الحرة بنسبة 50 ٪ عن طريق إطلاق الجلوتامين وحمض الجلوتاميك والأرجينين والليوسين والليسين وتعديل TPC عن طريق زيادة حمض الغاليك وتقليل أحماض الكافيين والفيروليك والفانيليك وكيرسيتين -3 - جلوكوزيد. قد يساعدنا الجمع بين البيانات التجريبية وبيانات المحاكاة على فهم عمليات التخمير وتصميم المنتجات ذات الميزات المرغوبة.Translated Description (French)
Les légumineuses sont considérées comme des superaliments pour le monde futur en raison de leurs propriétés, mais elles nécessitent un traitement pour réduire les facteurs antinutritionnels (ANF) et augmenter la bioactivité. Dans cette étude, la farine de haricot (Phaseolus vulgaris L.) a été fermentée dans différentes conditions (ajout de Lactiplantibacillus plantarum CRL 2211 et/ou Weissella paramesenteroides CRL 2182, température, temps et rendement de la pâte) pour améliorer sa qualité nutritive. La fermentation pendant 24 h à 37 °C avec le starter mixte a augmenté la population de bactéries lactiques (LAB), l'acidité, la teneur en polyphénols (TPC) et l'élimination du Fna plus que la fermentation spontanée. Les analyses statistiques et REP-PCR ont montré que la fermentation était principalement réalisée par Lp. plantarum CRL 2211. La modélisation métabolique a révélé un potentiel d'alimentation croisée entre Lp. plantarum et W. paramesenteroides, tandis que l'amarrage moléculaire et la simulation dynamique des tannases et des protéinases de LABORATOIRE impliquées dans l'élimination du Fna ont révélé leur affinité chimique pour la gallocatéchine et les inhibiteurs de la trypsine. La fermentation était meilleure que le trempage, la germination et la cuisson pour améliorer les propriétés de la farine de haricot : elle augmentait la teneur en acides aminés libres de 50 % en libérant de la glutamine, de l'acide glutamique, de l'arginine, de la leucine et de la lysine et modifiait le TPC en augmentant l'acide gallique et en diminuant les acides caféique, férulique et vanillique et la quercétine-3-glucoside. La combinaison de données expérimentales et de simulation peut nous aider à comprendre les processus de fermentation et à concevoir des produits présentant des caractéristiques souhaitables.Translated Description (Spanish)
Las legumbres se consideran superalimentos para el mundo futuro debido a sus propiedades, pero requieren procesamiento para reducir los factores antinutricionales (ANF) y aumentar la bioactividad. En este estudio, la harina de frijol (Phaseolus vulgaris L.) se fermentó en diferentes condiciones (adición de Lactiplantibacillus plantarum CRL 2211 y/o Weissella paramesenteroides CRL 2182, temperatura, tiempo y rendimiento de la masa) para mejorar su calidad nutri-funcional. La fermentación durante 24 h a 37 °C con el iniciador mixto aumentó la población de bacterias del ácido láctico (LAB), la acidez, el contenido de polifenoles (TPC) y la eliminación de ANF más que la fermentación espontánea. El análisis estadístico y rep-PCR mostró que la fermentación se realizó principalmente por Lp. plantarum CRL 2211. El modelado metabólico reveló una posible alimentación cruzada entre L. plantarum y W. paramesenteroides, mientras que el acoplamiento molecular y la simulación dinámica de tanasas y proteinasas de LABORATORIO involucradas en la eliminación de ANF revelaron su afinidad química por los inhibidores de la gallocatequina y la tripsina. La fermentación fue mejor que el remojo, la germinación y la cocción para mejorar las propiedades de la harina de frijol: aumentó el contenido de aminoácidos libres en un 50% al liberar glutamina, ácido glutámico, arginina, leucina y lisina y modificó el TPC al aumentar el ácido gálico y disminuir los ácidos cafeico, ferúlico y vainílico y el quercetin-3-glucósido. La combinación de datos experimentales y de simulación puede ayudarnos a comprender los procesos de fermentación y a diseñar productos con características deseables.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التخمير ببكتيريا حمض اللاكتيك لتحسين دقيق الفول: الدراسة التجريبية والنمذجة الجزيئية كأدوات تكميلية
- Translated title (French)
- Fermentation avec des bactéries lactiques pour l'amélioration de la farine de haricot : étude expérimentale et modélisation moléculaire comme outils complémentaires
- Translated title (Spanish)
- Fermentación con bacterias de ácido láctico para la mejora de la harina de frijol: estudio experimental y modelado molecular como herramientas complementarias
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4400246271
- DOI
- 10.3390/foods13132105
References
- https://openalex.org/W1031578623
- https://openalex.org/W1992890608
- https://openalex.org/W2007086520
- https://openalex.org/W2007244066
- https://openalex.org/W2007541634
- https://openalex.org/W2009627052
- https://openalex.org/W2014658253
- https://openalex.org/W2027556233
- https://openalex.org/W2033984906
- https://openalex.org/W2034751185
- https://openalex.org/W2044172327
- https://openalex.org/W2051128012
- https://openalex.org/W2059736696
- https://openalex.org/W2132114251
- https://openalex.org/W2134967712
- https://openalex.org/W2139942857
- https://openalex.org/W2160693392
- https://openalex.org/W2262958479
- https://openalex.org/W2462135067
- https://openalex.org/W2470899874
- https://openalex.org/W2745704436
- https://openalex.org/W2753946900
- https://openalex.org/W2766272450
- https://openalex.org/W2781929356
- https://openalex.org/W2782824404
- https://openalex.org/W2790000587
- https://openalex.org/W2792525782
- https://openalex.org/W2802730923
- https://openalex.org/W2804822363
- https://openalex.org/W2807267740
- https://openalex.org/W2953809562
- https://openalex.org/W2980399264
- https://openalex.org/W2981792025
- https://openalex.org/W2989269703
- https://openalex.org/W3015818310
- https://openalex.org/W3029612785
- https://openalex.org/W3084123557
- https://openalex.org/W3095583226
- https://openalex.org/W3112300022
- https://openalex.org/W3117470460
- https://openalex.org/W3123399470
- https://openalex.org/W3209012529
- https://openalex.org/W3209504153
- https://openalex.org/W3215379625
- https://openalex.org/W4255677297
- https://openalex.org/W4281733457
- https://openalex.org/W4283574114
- https://openalex.org/W4313594508
- https://openalex.org/W4380849078
- https://openalex.org/W4387454227
- https://openalex.org/W4396920164