Microcápsulas de Lactobacillus plantarum por spray drying

Lactobacillus compreendem um gênero de bactérias lácticas que apresentam importante papel na produção de alimentos fermentados (SOCCOL et al., 2010). Além disso, algumas cepas estão relacionadas à prevenção de doenças, sendo classificadas como probióticas (VANDERPOOL et al., 2008). Entretanto, algumas espécies apresentam baixa resistência em processos e produtos alimentares, sendo necessário proporcionar uma barreira física externa como proteção (MARTÍN et al., 2015).

O processo de encapsulamento é o método mais adequado para essa finalidade, sendo a técnica de spray drying a mais utilizada industrialmente. Entretanto, a alta temperatura aplicada nessa técnica pode ter um efeito negativo sob a viabilidade dos micro-organismos, sendo necessária a incorporação de um material de parede adequado. Os soros lácteos, devido a sua composição rica em lactose e proteínas, apresentam potencial para uso como agentes encapsulantes (ANAL; STEVENS, 2005).

Portanto, o objetivo desse trabalho foi encapsular L. plantarum ATCC 8014 por spray drying, utilizando soro de queijo, permeado e retentado de soro como materiais de parede.

Metodologia

As células bacterianas foram previamente incubadas em caldo MRS, lavadas e ressuspendidas em cada uma das soluções de alimentação. Estas foram microencapsuladas por spray drying, operando a temperatura constante, ar de entrada de 90ºC, ar de saída de 75°C, vazão de alimentação de 0,25 L.h^-1e vazão de ar de 2,5 m3.min^-1. As amostras em pó das microcápsulas de soro de queijo (MS), microcápsulas de permeado (MP) e microcápsulas de retentado de soro (MR) foram recolhidas no ciclone e armazenadas em frascos estéreis a 20°C. A contagem de células viáveis de L. plantarum foi determinada antes e logo após o processo de spray drying e a sobrevivência do micro-organismo encapsulado foi avaliada ao longo de oito semanas.

Resultados e discussão

A Tabela 1 apresenta o número de células viáveis de L. plantarum ATCC 8014 antes e após o processo de spray drying.

Tabela 1. Viabilidade de L. plantarum ATCC 8014 antes e após spray drying.

As MS e MR apresentaram resultados semelhantes após o encapsulamento, provavelmente pela similaridade da composição desses dois subprodutos lácteos. Já as MP apresentaram uma redução mais pronunciada na viabilidade celular. A proteção bacteriana no encapsulamento é adquirida principalmente pela interação entre proteínas e açúcares presentes nos subprodutos aplicados como materiais de parede. No caso do permeado, o seu principal constituinte é a lactose, sendo assim, a agregação das moléculas pode ser afetada, reduzindo o efeito protetor à célula (HUGO et al., 2016).

A Figura 1 apresenta a sobrevivência do L. plantarum encapsulado durante oito semanas. A temperatura de 20ºC foi escolhida porque é a maneira mais econômica para o armazenamento de produtos secos.

Figura 1. Viabilidade das microcápsulas durante 56 dias de armazenamento.

Viabilidade das microcápsulas durante 56 dias de armazenamento.

As MS e MP não apresentaram redução na viabilidade após o armazenamento a 20ºC, mas as MR apresentaram redução de 1,11 ciclos log após 56 dias. No entanto, todas as microcápsulas mantiveram uma contagem acima de 6 log.UFC.g^-1, que é a quantidade mínima exigida de bactérias probióticas em alimentos funcionais (FAO/WHO, 2002).

Os soros lácteos são uma fonte alternativa e rentável da obtenção de proteínas e açúcares, e de acordo com os resultados, são adequados no uso como materiais encapsulantes. Porém, na maioria dos trabalhos são combinados com outros agentes protetores (PINTO et al., 2015; HUGO et al., 2016). Esse estudo demonstrou que os soros oriundos das indústrias de laticínios podem ser aplicados no encapsulamento de bactérias lácticas por spray drying, sem a necessidade de outro agente protetor.

Referências bibliográficas

Anal, A. K.; Stevens, W. F. 2005. Chitosan-alginate multilayer beads for controlled release of ampicillin. International Journal of Pharmaceutics. 290:45-54.

FAO/WHO. 2002. Gidelines for the evaluation of probiotics in food. Report of a Joint FAO/WHO working group on drafting guidelines for the evaluation of probiotics in food. Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization. London, Ontario, Canada.

Hugo, A. A.; Bruno, F.; Golowczyc, M. A. 2016. Whey permeate containing galacto-oligosaccharides as a medium for biomass production and spray drying of Lactobacillus plantarum CIDCA 83114. LWT-Food Science and Technology. 69:185-190.

Martín, M. J.; Villoslada, F. L.; Ruiz, M. A.; Morales, M. E. 2015. Microencapsulation of bacteria: A review of different technologies and their impact on the probiotic effects. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 27:15-25.

Pinto, S. S.; Fritzen-Freire, C. B.; Benedetti, S.; Murakami, F. S.; Petrus, J. C. C.; Prudêncio, E. S.; Amboni, R. D. M. C. 2015. Potential use of whey concentrate and prebiotics as carrier agents to protect Bifidobacterium BB 12 microencapsulated by spray drying. Food Research International. 67:400-408.

Soccol, C.R.; Vandenberghe, L. P. S.; Spier, M.R.; Medeiros, A. B. P.; Yamaguishi, C.T.; Lindner, J. D.; Pandey, A.; Thomaz-Soccol, V. 2010. The Potential of Probiotics: A Review. Food Technology Biotechnology. 48:413-434.

Vanderpool, C.; Yan, F.; Polk, D. B. 2008. Mechanisms of probiotic action: implications for therapeutic applications in inflammatory bowel diseases. Inflammatory Bowel Diseases. 14:1585-1596.