Use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10737/2479
Title: Tolerância às condições adversas de "Lactobacillus spp." microencapsulados por extrusão com tecnologia de vibração
Authors: Fangmeier, Michele  Lattes
Keywords: Microrganismos;Probióticos;Microencapsulamento;Micropartícula;Soro de queijo;Permeado de soro;Soro de queijo de ricota;Soro de queijo de búfalo;Leite fermentado;Microorganisms;Probiotics;Microencapsulation;Microparticle;Cheese whey;Whey Permeate;Ricotta cheese whey;Buffalo cheese whey;Fermented milk
Date of Defense: 28-Feb-2019
Issue Date: 4-Apr-2019
Citation: FANGMEIER, Michele. "Tolerância às condições adversas de "Lactobacillus spp." microencapsulados por extrusão com tecnologia de vibração". 2019. Dissertação (Mestrado) – Curso de Biotecnologia, Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 28 fev. 2019. Disponível em: <http://hdl.handle.net/10737/2479>.
Abstract: As bactérias lácticas são responsáveis pela fermentação de vários produtos na indústria alimentícia, podendo ser classificadas como probióticas, que propiciam benefícios à saúde do hospedeiro quando ingeridas em quantidades adequadas. Porém, a viabilidade das bactérias probióticas pode ter interferência durante o processamento do alimento, armazenamento e passagem pelo trato gastrointestinal humano (TGI). Logo, a sobrevivência destas células pode ser favorecida por meio da técnica de microencapsulamento, a qual consiste na sua incorporação em matrizes que as tornam mais resistentes, protegendo estes microrganismos. Como material de parede, esta técnica pode-se utilizar soro de queijo e permeado de soro, os quais estão disponíveis nas indústrias a um baixo custo, pois frequentemente são considerados resíduos. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar o microencapsulamento de Lactobacillus spp. por meio de extrusão com tecnologia de vibração, utilizando como material de parede diferentes tipos de soros lácteos, em associação ao amido e alginato de sódio. Foram utilizadas as cepas Lactobacillus paracasei ML 33 e Lactobacillus pentosus ML 82, ambas isoladas de amostras de leite in natura do Vale do Taquari, e o microrganismo Lactobacillus plantarum ATCC 8014. Como agentes encapsulantes foram avaliados: o soro de queijo (SBO), o permeado de soro (PBO) e o soro de ricota (RBO), todos de origem bovina, e soro de queijo bubalino (SBU). Entre os soros lácteos avaliados, o SBO e o SBU, devido aos teores mais elevados de proteínas, conferiram maior proteção aos microrganismos encapsulados. Nas formulações encapsulantes, observou-se que a origem do soro (bovino ou bubalino) influenciou nos parâmetros de viscosidade e textura. As micropartículas obtidas, com os diferentes materiais de parede, apresentaram formato esférico com parede contínua, com diâmetro médio de 13,00 + 0,02 μm, conforme determinação realizada no microscópio eletrônico de varredura (MEV). A viabilidade celular média após processo de encapsulamento, entre todos os encapsulados, foi de 8,8 log UFC.mL-1, indicando que o uso dos diferentes soros lácteos proporcionou efeito protetor aos microrganismos, principalmente os SBO e SBU. Os encapsulados mantiveram-se viáveis (acima de 7 log UFC.mL-1) no período de 60 dias de armazenamento à 4 oC, com exceção das micropartículas de RBO e PBO com Lactobacillus pentosus ML 82, sendo que as combinações amido e alginato de sódio com SBO e SBU, para as três bactérias lácticas avaliadas, mostraram-se mais eficientes na proteção dos microrganismos. Os resultados da resistência ao TGI simulado evidenciaram que, no primeiro dia de armazenamento, os materiais de parede SBO e SBU, para todos os microrganismos, conferiram taxa média de sobrevivência de 94,44 e 96,01%, e viabilidade média de 9,13 e 8,74 log UFC.mL-1, respectivamente. E L. paracasei ML 33 apresentou maior resistência ao TGI simulado, com 92,50% e 87,10% após 30 e 60 dias de armazenamento, respectivamente. Perante avaliação da resistência ao stress osmótico a taxa média de sobrevivência de todos os encapsulados foi de 93,70% após 24 horas de incubação a 4 °C para ambas as soluções (sal e sacarose), com exceção das micropartículas de RBO com Lactobacillus plantarum ATCC 8014, e RBO e PBO com Lactobacillus pentosus ML 82, que não apresentaram viabilidade a partir de 12 horas de incubação para ambas as soluções. Elaborou-se um leite fermentado com Lactobacillus paracasei ML 33 livre e encapsulado, por ter apresentado melhor desempenho nas avaliações, e com uma cultura láctica comercial, sendo as viabilidades mais elevadas observadas para as formulações de leite fermentado com micropartículas (LF-ENC) (7,93 log UFC.mL-1) e leite fermentado com bactérias livres (LF-LIVRE) (7,81 log UFC.mL-1), que apresentaram os teores mais elevados de sólidos (27,80% e 28,83%, respectivamente). A formulação LF-ENC também apresentou os valores mais elevados de viabilidade frente à resistência ao TGI, o que evidência a proteção efetiva conferida pela micropartícula ao microrganismo, perante condições adversas. Sendo assim, conclui-se que os soros lácteos proporcionam proteção aos microrganismos, juntamente com o amido e o alginato de sódio, tendo o soro de queijo bovino e bubalino maior efetividade, em comparação ao soro de ricota e permeado de soro. Logo, o processo de extrusão com tecnologia de vibração é indicado para proteção de probióticos.
Lactic acid bacteria are responsible for the fermentation of several products in the food industry, and can be classified as probiotic, which provides benefits to the health of the host when ingested in adequate quantities. However, the viability of probiotic bacteria may interfere during food processing, storage and passage through the human gastrointestinal tract (TGI). Therefore, the survival of these cells can be favored by means of the microencapsulation technique, which consists in their incorporation in matrices that make them more resistant, protecting the probiotic microorganisms. As wall material for this technique one can use whey cheese and whey permeate, which are available in the industries at a low cost, as they are often considered as waste. Therefore, the objective of this study was to evaluate the microencapsulation of Lactobacillus spp. by means of extrusion with vibration technology, using as wall material different types of whey cheese in association with sodium starch and alginate. The strains Lactobacillus paracasei ML 33 and Lactobacillus pentosus ML 82, both isolated from samples of fresh milk from the Vale do Taquari, and the Lactobacillus plantarum ATCC 8014 were used as encapsulating agents: cheese whey (SBO), whey permeate (PBO) and ricotta cheese whey (RBO), all of bovine origin, and buffalo cheese whey (SBU). Among the whey evaluated, SBO and SBU, due to the higher protein levels, gave a greater protection to the encapsulated microorganisms. In the encapsulating formulations, it was observed that the origin of the whey (bovine or buffalo) influenced the parameters of viscosity and texture. The microparticles obtained with the different wall materials showed a spherical shape with a continuous wall, with a mean diameter of 13,00 ± 0,02 μm, as determined by the scanning electron microscope (MEV). The mean cell viability after the encapsulation process was 8,8 UFC.mL-1, indicating that the use of the different whey cheese provided a protective effect to the microorganisms, mainly SBO and SBU. The encapsulates remained viable (above 7 log UFC.mL-1) during the 60 day storage period at 4 oC, except for the microparticles of RBO and PBO with Lactobacillus pentosus ML 82, with the combinations of sodium starch and alginate with SBO and SBU, for the three lactic bacteria evaluated, were shown to be more efficient in the protection of microorganisms. The results of the simulated TGI resistance showed that, on the first day of storage, the SBO and SBU wall materials, for all microorganisms, gave a mean survival rate of 94,44 and 96,01%, and mean viability of 9,13 and 8,74 log UFC.mL-1, respectively. E L. paracasei ML 33 presented higher resistance to simulated TGI, with 92,50% and 87,10% after 30 and 60 days of storage, respectively. After evaluating the resistance to osmotic stress the average survival rate of all the encapsulated was 93,70% after 24 hours of incubation at 4 °C for both solutions (salt and sucrose), except for the RBO microparticles with Lactobacillus plantarum ATCC 8014, and RBO and PBO with Lactobacillus pentosus ML 82, which were not viable after 12 hours of incubation for both solutions. A fermented milk with Lactobacillus paracasei ML 33 free and encapsulated, because it presented better performance in the evaluations, with a commercial lactic acid culture was elaborated and the highest viability was observed for the fomulation of fermented milk with microparticles (LF-ENC) (7,93 log UFC.mL-1) and fermented milk with free bacteria (LF-LIVRE) (7,81 log UFC.mL-1), which had the highest solids content (27,80% and 28,83%, respectively). The LF-ENC formulation also showed the highest values of roadway resistance to TGI, which evidences the effective protectionconferred by the microparticle to the microorganism, under adverse conditions. Therefore, it is concluded that the whey cheese provides protection to the microorganisms, together with the starch and the sodium alginate, and the bovine and buffalo cheese whey is more effective when compared to the ricotta cheese whey and whey permeate. Therefore, the extrusion process with vibration technology is indicated for protection of probiotics.
URI: http://hdl.handle.net/10737/2479
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