ABSTRACT
ABSTRACT: Probiotics are live microorganisms which, when administered in adequate amounts, confer a health benefit on the host. The aim of this study was to identify genotypically lactobacilli strains isolated from newborn stools and selecting strain based on probiotic properties (gastrointestinal tolerance, antibiotic susceptibility, inhibition of pathogen biofilm formation, absence of alfa or gamma-blood hemolysis, and lysozyme sensibility) and technological properties of surviving either in ice cream bar or ice-lolly. Reduction of 1.2log cfu ml-1 of the Lactobacillus paracasei strain was observed after exposure through in vitro gastrointestinal conditions. It inhibited biofilms of Escherichia coli, Salmonella Typhimurium and Candida albicans by mechanisms of competition, exclusion and displacement, and was resistant up to 3000μg ml-1 of egg white lysozyme. It presented neither alfa nor gamma-hemolysis or was antibiotic resistant to usual antibiotics for human use. Microbial survivability in ice cream bar or ice-lolly was assessed up to 21 days of storage at -18°C. Viability was maintained in ice cream bar, but there was a reduction of almost 2.0logs in ice-lolly.
RESUMO: Probióticos são microrganismos vivos que, quando administrados em quantidade adequadas, conferem benefícios à saúde do hospedeiro. O objetivo desta pesquisa foi identificar genotipicamente lactobacilos isolados de material fecal de recém-nascidos, assim como selecionar uma cepa com base em suas propriedades probióticas (tolerância às condições gastrointestinais, susceptibilidade à antibióticos, inibição da formação de biofilmes por microrganismos patogênicos, ausência de hemólise alfa ou gama e sensibilidade à lisozima) e tecnológicas de sobrevivência em picolé à base de água ou leite. Houve redução de 1,2log ufc ml-1 do isolado identificado como Lactobacillus paracasei após passagem pelas condições gastrointestinais in vitro. Esta cepa inibiu a formação de biofilmes de Escherichia coli, Salmonella Typhimurium e Candida albicans pelos mecanismos de competição, exclusão e desacoplamento e apresentou resistência até 3000μg ml-1 frente a lisozima de ovo. Entre os aspectos de segurança, a cepa não apresentou hemólise alfa ou gama e não foi resistente a antibióticos comumente ministrados em humanos. A sobrevivência microbiana em picolé a base de água ou leite foi analisada ao longo de 21 dias de estocagem a -18°C. Houve manutenção da viabilidade no produto à base de leite, mas naquele à base de água, ocorreu redução de quase 2,0logs.
ABSTRACT
The objective of this work was to adapt a synbiotic aerated diet dessert, produced with the addition of a probiotic culture of Lactobacillus acidophilus La-5 and prebiotic ingredients (fructooligosaccharides and inulin), from the previously developed sucrose-containing formulation, and to evaluate the effects of its ingestion on adult volunteers with metabolic syndrome (MetS) during a period of 8 weeks of intervention. In addition, to improve the resistance of the probiotic to simulated gastrointestinal conditions, a microencapsulation process was optimized. For the development of the product, the formulations were produced in triplicates, in which probiotic culture survival, instrumental texture and sensory acceptability were evaluated up to 112 days of storage under freezing (-18 °C). Subsequently, a randomized, double-blind, placebo-controlled trial was carried out in which the product developed was administered to forty-five volunteers with MetS assigned into two groups, each receiving 40 g/day of: synbiotic diet mousse (SDM) (n=23) and placebo diet mousse (PDM) without pro- and prebiotics (n=22). Fasting blood samples were collected at the beginning and after 8 weeks of daily consumption of both mousses to determine the anthropometric, biochemical, haematological, inflammatory, and immunological parameters. Afterward, with the goal of improving the survival of L. acidophilus La-5 to in vitro simulated gastrointestinal conditions, the microencapsulation process conditions of the probiotic strain via spray drying were optimized using inulin as the encapsulating agent. The viability of L. acidophilus La-5 incorporated into SDM was above 7.8 log CFU/g and remained stable throughout storage. PDM showed lower acceptability (5.77-6.50) after storage than SDM (6.67-7.03). The texture was the most appreciated attribute and hardness of the SDM increased during storage, but remained stable for PDM. The clinical trial revealed significant reductions of total cholesterol and HDL-cholesterol, as well as of immunoglobulins (A and M), and interleukin-1ß in both groups during the intervention period. However, regarding intergroup changes, there were not any significant differences for all parameters evaluated (p>0.05). After the optimization of the microencapsulation process of the probiotic culture (80 mL/min, 82% and 10%, respectively for feed flow, aspiration rate, and inulin concentration), the microencapsulated probiotic strain incorporated in the SDM mousse showed the highest in vitro gastrointestinal survival (p<0.05) in the different stages of the assay, as follows: after the gastric phase: 5.68 log CFU/g (83.3%), the enteral phase I: 5.61 log CFU/g (82.3%), the enteral phase II: 5.56 log CFU/g (81.4%). Therefore, these results suggest that the presence of probiotic and prebiotics in SDM did not provide an additional effect on the health of volunteers with MetS. Additionally, the results confirm the appropriateness of the spray drying process to microencapsulate L. acidophilus La-5 using inulin as coating agent, providing increased resistance to the microencapsulated probiotic strain under in vitro gastrointestinal stress
O objetivo deste trabalho foi adaptar uma sobremesa aerada simbiótica diet do tipo musse, processada com a adição de uma cultura probiótica de Lactobacillus acidophilus La-5 e de ingredientes prebióticos (fruto-oligossacarídeos e inulina), a partir da formulação contendo sacarose desenvolvida anteriormente, e avaliar os efeitos de sua ingestão em voluntários adultos com síndrome metabólica (MetS) durante um período de 8 semanas de intervenção. Adicionalmente, para melhorar a resistência do probiótico frente às condições gastrintestinais simuladas, otimizou-se um processo de microencapsulação da cepa probiótica. Para o desenvolvimento do produto, as formulações foram produzidas em triplicata, em que se avaliou a sobrevivência da cultura probiótica, a textura instrumental e a aceitabilidade sensorial até 112 dias de armazenamento sob congelamento (-18 oC). Em seguida, foi realizado um estudo randomizado, duplo-cego e controlado por placebo, no qual o produto desenvolvido foi administrado a quarenta e cinco indivíduos com MetS divididos em dois grupos, cada um recebendo 40 g/dia de: mousse simbiótica diet (SDM) (n=23) e musse placebo diet (PDM) sem componentes pro- e prebióticos (n=22). As amostras sanguíneas foram coletadas em jejum no início e após 8 semanas de consumo diário de ambas as musses para a determinação dos parâmetros antropométricos, bioquímicos, hematológicos, inflamatórios e imunológicos. Posteriormente, com o intuito de melhorar a sobrevivência do L. acidophilus La-5 em condições gastrointestinais simuladas in vitro, as condições de processo de microencapsulação da cepa probiótica via spray drying foram otimizadas, utilizando inulina como agente encapsulante. A viabilidade de L. acidophilus La-5 incorporados na SDM foi superior a 7,8 log UFC/g e se manteve estável ao longo do armazenamento. A PDM mostrou menor aceitabilidade (5.77-6.50) após o armazenamento do que a SDM (6.67-7.03). A textura foi o atributo mais apreciado, sendo que a dureza da SDM apresentou elevação, enquanto a da PDM manteve-se estável. O ensaio clínico revelou reduções significativas de colesterol total, colesterol-HDL, imunoglobulinas (A e M) e interleucina1ß em ambos os grupos durante o período de intervenção. Entretanto, no que se refere às mudanças intergrupos, não se observou diferenças significativas para todos os parâmetros avaliados (p>0,05). Após a otimização do processo de microencapsulação da cultura probiótica (80 mL/min, 82% e 10%, respectivamente para o fluxo de alimentação, taxa de aspiração e concentração de inulina), a cepa probiótica microencapsulada incorporada a amostra SDM apresentou a maior sobrevivência gastrointestinal in vitro (p<0,05) nas diferentes etapas do ensaio, a saber: após a fase gástrica: 5,68 log UFC/g (83,3%); fase entérica I: 5,61 log UFC/g (82,3%); fase entérica II: 5,56 log UFC/g (81,4%). Portanto, esses resultados sugerem que a presença de probiótico e prebiótico na SDM não apresentou efeitos adicionais na saúde dos voluntários com MetS. Adicionalmente, os resultados confirmaram a adequação do processo de spray drying para a microencapsulação de L. acidophilus La-5 utilizando inulina como agente de revestimento, proporcionando uma maior resistência da cepa probiótica microencapsulada às condições gastrintestinais simuladas in vitro.
Subject(s)
Humans , Male , Female , Candy/analysis , Metabolic Syndrome , Oligosaccharides , Clinical Trial , Probiotics/analysis , Drug Compounding , Food/standards , Inulin , Lactobacillus acidophilus/chemistryABSTRACT
ABSTRACT: The ability to produce antimicrobial factors is considered an important feature of probiotic microorganisms. Bacteriocins, hydrogen peroxide, acetic acid and lactic acid are examples of these substances. The present research aimed to develop probiotic dairy desserts (DD) with Lactobacillus acidophilus and evaluate the viability of this strain, as well as its action on food pathogens. Treatments with and without interactions between L. acidophilus and pathogenic Gram-negative bacteria (Salmonella sp. and Escherichia coli O157:H7) and Gram positive (Bacillus cereus and Staphylococcus aureus) were produced. The products were stored at a temperature of 8°C and analyzed at the times 24, 48, 72 hours, 7 days and 28 days (at 28 days, only T1 was analyzed because the other products were deteriorated). In an analysis of the potential for development of new products, the dairy dessert with L. acidophilus was considered a probiotic product. Assessment of the counts of pathogens in dairy desserts with or without L. acidophilus showed different behaviors of these products in response to pathogens, which could be justified by a possible action of bacteriocins or microbial competition, but there has been no overall reduction or reduction up to a safe level. It is concluded that the probiotic products developed reduced significant food pathogens, but not up to safe levels. Thus, we emphasize the importance of the use of quality tools in the development and monitoring of dairy desserts.
RESUMO: A capacidade de produzir fatores antimicrobianos é considerada uma importante característica dos microrganismos probióticos. Bacteriocinas, peróxido de hidrogênio, ácido acético e ácido lático, são exemplos destas substâncias. Com o presente trabalho, objetivou-se desenvolver sobremesas lácteas (SL) probióticas, acrescidas de Lactobacillus acidophilus e avaliar a viabilidade desta cepa, além da ação frente a patógenos alimentares. Foram produzidos tratamentos com e sem interações entre o L. acidophilus e bactérias patogênicas Gram negativas (Salmonella sp e Escherichia coli O157:H7) e Gram positivas (Bacillus cereus e Staphylococcus aureus). Os produtos foram armazenados em temperatura de 8ºC e analisados nos tempos 24, 48, 72 horas, 7 dias e 28 dias (apenas T1 por deterioração dos demais produtos neste tempo). A sobremesa láctea com L. acidophilus foi considerada produto probiótico, verificando o potencial de desenvolvimento de um novo produto. Analisando as contagens dos patógenos nas sobremesas lácteas com e sem adição de L. acidophilus, observaram-se diferentes comportamentos diante dos patógenos, o que poderia ser justificado por uma possível ação de bacteriocinas ou competição microbiana, porém não houve uma redução total ou até um nível considerado seguro. Conclui-se que os produtos probióticos desenvolvidos reduziram os patógenos alimentares de importância, porém não a níveis considerados seguros. Dessa forma, ressalta-se a importância de ferramentas de qualidade no desenvolvimento e monitoramento de sobremesas lácteas.