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Microencapsulação de probióticos: melhoria da resistência microbiana em produtos lácteos


A microencapsulação de probióticos é uma técnica que pode ser utilizada para melhoramento das características sensoriais e físico-químicas de derivados lácteos e auxiliar na resistência microbiana.


O desenvolvimento de alimentos funcionais vem crescendo no mercado com as mudanças nos hábitos alimentares e a busca por uma alimentação mais saudável pelos consumidores. Dentre os alimentos funcionais, encontram-se os alimentos probióticos que são aqueles alimentos adicionados de microrganismos definidos pela FAO e a OMS como “microrganismos vivos que conferem vários benefícios à saúde humana quando administrados em níveis adequados” (FAO/WHO, 2002). Os probióticas mais comuns adicionadas aos alimentos pertencem as diferentes espécies de Lactobacillus e Bifidobacterium.


Dentre os benefícios, os probióticos:


- Contribuem com o sistema imunológico;

- Proporcionam o equilíbrio da microbiota intestinal;

- Auxiliam no bom funcionamento gastrointestinal;

- Inibem microrganismos patogênicos;

- São capazes de minimizar os efeitos de alergias alimentares.


Nesse contexto, a indústria de laticínios se destaca por possuir uma diversidade de produtos lácteos com características favoráveis à adição de microrganismos probióticos como queijos, leites fermentados (iogurte), bebidas lácteas, sobremesas, dentre outros. Até o momento, entre os alimentos probióticos disponíveis no mercado, os produtos lácteos são os mais consumidos pela população.


Por outro lado, inúmeros fatores como pH e acidez do alimento, características da cultura iniciadora utilizada no produto e os demais ingredientes podem influenciar na sua viabilidade. Além disso, existem alguns desafios para a produção e o desenvolvimento de alimentos probióticos, uma vez que estes microrganismos podem causar alterações indesejáveis nas características sensoriais e, dependendo das condições do meio, podem perder a viabilidade durante o processamento, armazenamento e até mesmo durante a passagem pelo sistema gastrointestinal.


Microencapsulação


Nesse caso, algumas alternativas podem ser utilizadas como: a seleção de cepas mais resistentes e a técnica de microencapsulação dos probióticos. A microencapsulação consiste em um processo no qual o composto a ser encapsulado é envolvido por um revestimento ou incorporado em uma matriz contendo o agente encapsulante, com o objetivo de produzir pequenas micropartículas capaz de proteger e promover a estabilidade do composto encapsulado (CARVALHO; ESTEVINHO; SANTOS, 2016).


O processo de microencapsulação permite a utilização de microrganismos probióticos no sistema alimentar de forma eficiente, pois:


- Mantém estável a viabilidade bacteriana durante as etapas de processamento e ao longo do período de armazenamento;

- Protege o microrganismo durante a passagem pelo sistema digestivo; promove liberação controlada no local desejado; e

- Evita a multiplicação dos microrganismos e possíveis alterações nas características sensoriais do produto.


Isso é possível porque a micropartícula funciona como uma barreira capaz de proteger o probiótico de condições adversas como altas temperaturas durante o tratamento térmico, pH ácido do estômago, ação de enzimas digestivas, dentre outras condições.


Diferentes métodos podem ser aplicados para a microencapsulação de probióticos e cada um deles vai produzir micropartículas com características diferentes (SUAVE et al., 2006), dentre eles destacam-se:


- Métodos físico-químicos: coacervação complexa, onde ocorre a separação de fase; emulsificação seguida de evaporação do solvente e pulverização em agente formador de reticulação;


- Métodos físicos: Spray drying, Spray cooling, Spray chilling, gelificação iônica, leito fluidizado, extrusão e liofilização;


- Métodos químicos: polimerização interfacial e inclusão molecular.


Após o processo de microencapsulação, as micropartículas obtidas são subdividas em microesferas ou microcápsulas dependendo de sua estrutura e da técnica utilizada. As microesferas são partículas compactas que possuem uma rede polimérica na qual a substância ativa está distribuída ao longo de sua cadeia.


As microcápsulas são partículas constituídas por um núcleo interno contendo o agente ativo e recoberto por uma camada de polímero (Figura 2) (SUAVE et al., 2006). Por exemplo, a microencapsulação por Spray Dryer forma microesferas onde o probiótico fica disperso no material encapsulante, enquanto na técnica de coacervação complexa, o probiótico fica no núcleo e ocorre a formação de uma membrana externa ao redor do agente ativo.


O material de parede utilizado na microencapsulação deve ser reconhecido como um ingrediente seguro podendo ser utilizado em aplicações alimentícias. Geralmente, esses materiais são à base de proteínas, polissacarídeos, lipídeos em diferentes combinações. Dentre os mais utilizados encontram-se: alginato, gelatina, goma arábica, quitosana, amidos, pectina, celuloses modificadas e proteínas do soro do leite.


O tipo de material vai influenciar nas características da microcápsula produzida, pois ele atua reduzindo a permeabilidade e exposição do microrganismo probiótico e, assim, reduzindo os efeitos dos fatores externos. Algumas características devem ser observadas durante a escolha do material de parede das microcápsulas probióticas.


Benefícios da microencapsulação de probióticos em produtos lácteos

Na literatura há centenas de pesquisas avaliando a adição de probióticos microencapsulados em alimentos. Dentre esses estudos, estima-se que 49% dos produtos são de origem láctea (PRISCO; MAURIELLO, 2016).


Entre os estudos mais recentes, Lopes et al. (2020) verificaram que a microencapsulação contribuiu com a sobrevivência de Lactobacillus acidophilus La-05 durante a estocagem de queijo tipo ricota produzido com leite de cabra e também após a simulação gastrointestinal (contagens > 6 ciclos log UFC/g).


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Além disso, a ricota contendo L. acidophilus microencapsulado apresentou menor perda de umidade, menor proteólise e melhoria nas características sensoriais com menor pegajosidade e adesividade. Comercialmente, a aplicação de microcápsulas em alimentos não é obrigatoriamente declarada no rótulo, e embora várias empresas estejam comercializando probióticos microencapsulados, o custo de alguns equipamentos e a produção em larga escala são alguns dos fatores limitantes.


Portanto, a microencapsulação de probióticos pode ser considerada uma tecnologia importante no desenvolvimento de alimentos funcionais, pois possibilita a sobrevivência do probiótico durante o processamento e armazenamento, bem como nas condições adversas durante a passagem pelo trato gastrointestinal.


Além disso, essa técnica limita a ação dos probióticos durante a estocagem dos produtos contribuindo com as características sensoriais do produto final. Entretanto, a viabilidade financeira e a escalabilidade são fatores importantes que devem ser avaliados durante a implementação deste processo em escala industrial.


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Autores


Nataly de Almeida Costa, Cientista e Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos e membro do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV


Prof. Dr. Bruno Ricardo de Castro Leite Júnior, Professor do Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV e coordenador do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV


Profa. Dra. Érica Nascif Rufino Vieira, Professora do Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV e coordenadora do Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV.


Profa. Dra. Eliane Maurício Furtado Martins, Professora do Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos do IF Sudeste MG, campus Rio Pomba e vice-coordenadora do curso de Mestrado Profissional em Ciência e Tecnologia de Alimentos do IF Sudeste MG


Referências


CARVALHO, I.T.; ESTEVINHO, B.N.; SANTOS, L. Application of microencapsulated essential oils in cosmetic and personal healthcare products – a review. International Journal of Cosmetic Science, v. 38, n. 2, p. 109–119, 2016.


FAO. FOOD AND AGRICULTURAL ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS AND WORLD HEALTH ORGANIZATION. Joint FAO/WHO working group report on drafting guidelines for the evaluation of probiotics in food. Food and Agricultural Organization of the United Nations. 2002.


LOPES, L. A. A.; PIMENTEL, T. C.; CARVALHO, R. S. F.; MADRUGA, M. S.; DE SOUSA GALVÃO, M.; BEZERRA, T. K. A.; BARÃO, C. E.; MAGNANI, M.; STAMFORD, T. C. M. Spreadable goat Ricotta cheese added with Lactobacillus acidophilus La-05: Can microencapsulation improve the probiotic survival and the quality parameters? Food Chemistry, v. 346, p. 128769, 2020.


PRISCO, A. de; MAURIELLO, G. Probiotication of foods: A focus on microencapsulation tool. Trends in Food Science & Technology, v. 48, p. 27-39, 2016.


SUAVE, J.; DALL’AGNOL, E. C.; PEZZIN, A. P. T.; SILVA, D. A. K.; MEIER, M. M.; SOLDI, V. Microencapsulação: inovação em diferentes áreas. Revista Saúde e Ambiente/ Health and Environment Journal, v. 7, n. 2, p. 12-20, 2006.


Fonte: LIPA/UFV


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