Desenvolvimento de bebidas lácteas probióticas adicionadas de polpa de morango e suplementadas com L-triptofano elaboradas a partir de leite bubalino e bovino / Development of probiotic dairy beverages with strawberry pulp and supplemented with L-tryptophan from buffalo and bovine milk

O objetivo deste estudo foi desenvolver uma formulação de bebida láctea bubalina probiótica adicionada de polpa de morango, comparando os efeitos do uso do leite de búfala e de vaca na elaboração dos produtos e verificando a possibilidade de suplementação com triptofano nos produtos lácteos probióticos. Como primeira etapa do trabalho, bebidas lácteas probióticas foram elaboradas a partir de leite bubalino e bovino, fermentadas com Streptococcus thermophilus TA040, Lactobacillus bulgaricus LB340 e Lactobacillus acidophilus La5, e formuladas com 0, 25 e 50% de soro em sua formulação. As bebidas foram avaliadas quanto à cinética de fermentação das culturas láticas utilizadas, ao teor de proteína, gordura e sólidos totais não gordurosos, pós-acidificação, viabilidade das culturas fermentadoras e sua capacidade de sobrevivência ao estresse gastrointestinal in vitro. As bebidas lácteas bubalinas apresentaram resultados superiores as bebidas bovinas. O uso do leite de búfala na elaboração das bebidas lácteas promoveu benefícios quanto as culturas láticas presentes nos produtos, exercendo efeito protetivo e influindo na preservação da viabilidade das bactérias ao longo do armazenamento refrigerado e durante a simulação do estresse gastrointestinal in vitro. As bebidas lácteas elaboradas com 25% apresentaram os resultados mais próximos aos obtidos pelos produtos controle, sem adição de soro, sendo selecionadas para a segunda parte do estudo. Nesta etapa, as formulações de bebida láctea com 25% de soro, foram acrescidas de um preparado com polpa de morango e bebidas sem adição da fruta, utilizadas como controle. As bebidas lácteas bubalinas frutadas, apresentaram menor teor de gordura e melhores características reológicas, com maior viscosidade e consistência do que os produtos controle, sem afetar a pós-acidificação, o perfil de ácido graxo, assim como, a viabilidade e a resistência às condições de estresse gastrointestinal in vitro das culturas fermentadoras. A avaliação da possibilidade de suplementar lácteos probióticos com triptofano foi realizada em conjunto com a Universidade de Milão. Para isso, iogurtes probióticos receberam adição de triptofano antes ou após a fermentação, sendo avaliados com relação ao perfil de pós-acidificação, quantidade de triptofano nos produtos, número de células viáveis por plaqueamento e citometria de fluxo ao longo do armazenamento a 25° e 4°C. Complementarmente, a influência da presença do triptofano no crescimento e produção de compostos antimicrobianos pelas culturas láticas, também foi avaliada. A adição de triptofano após a fermentação dos iogurtes, que foram armazenados sob refrigeração (4°C), além de não afetar a pós-acidificação dos produtos, apresentou benefícios quanto a viabilidade L. acidophilus, redução do dano e aumento do número de células vivas, promovendo teor maior do aminoácido nos iogurtes. A presença do triptofano nos meios de cultivo, também influenciou de forma positiva o crescimento de S. thermophilus e L. acidophilus, melhorando o desenvolvimento das bactérias durante a fermentação e influindo em uma maior atividade antilistérica por parte do S. thermophilus. Diante da influência positiva da aplicação do leite de búfala na elaboração das bebidas lácteas, assim como, a adição do triptofano em iogurtes probióticos, a suplementação do aminoácido em bebidas lácteas bubalinas frutadas permitiria a obtenção de um produto funcional, onde seus benefícios estariam relacionados tanto ao consumo do probiótico presente no produto quanto a complementação de triptofano na dieta do consumidor

The aim of this study was to develop a formulation of probiotic buffalo dairy beverage added with strawberry pulp, comparing the effects of using buffalo and cow's milk in the preparation of products and verifying the possibility of tryptophan supplementation in probiotic dairy products. As a first stage of the work, probiotic dairy beverages were made from buffalo and bovine milk, fermented with Streptococcus thermophiles TA040, Lactobacillus bulgaricus LB340 and Lactobacillus acidophilus La5, and formulated with 0, 25 and 50% whey in their formulation. The beverages were evaluated for the fermentation kinetics of the used lactic cultures, the levels of protein, fat and total no fat solids, post-acidification, fermenting cultures viability and their ability to survive gastrointestinal stress in vitro. Buffalo milk use in dairy beverages production promoted benefits regarding the lactic cultures present in the products, exerting a protective effect and influencing the viability preservation of bacteria during the cold storage and simulation of gastrointestinal stress in vitro. Dairy beverages made with 25% whey addition showed results similar to those obtained by the control products, without whey addition, being selected for the second part of the study. In this part, the dairy beverages formulations with 25% whey, were added with a preparation were added with a strawberry pulp preparation and dairy beverages without added fruit, used as a control. Fruity bubaline dairy beverages had lower fat content and better rheological characteristics, with higher viscosity and consistency than control products, without affecting post-acidification, fatty acid profile, as well as viability and resistance to in vitro gastrointestinal condition of fermented cultures. The possibility of supplementing probiotic dairy products with tryptophan was evaluated in partnership with the University of Milan. For this, probiotic yogurts received the addition of tryptophan before or after fermentation, being evaluated in relation to the post-acidification profile, tryptophan amount in the products, viable cell number per plating and flow cytometry during storage at 25°C and 4°C. In addition, the influence of the tryptophan presence on the growth and production of antimicrobial compounds by lactic cultures was also evaluated. The addition of tryptophan after the yogurt fermentation, which were stored under refrigeration (4°C), in addition to not affecting the post-acidification of the products, showed benefits to the viability of L. acidophilus, reduced the damage and increased the number of cells promoting higher amino acid content in yogurts. Tryptophan presence in the culture media also positively influenced the growth of S. thermophiles and L. acidophilus, improving the development of bacteria during fermentation and influencing better antilisteric activity in the part of S. thermophiles. In view of the buffalo milk positive influence observed after the application in dairy beverage preparation, as well as the addition of tryptophan in probiotic yoghurts, amino acid supplementation in fruity buffalo dairy beverages would allow to obtain a functional product, where its benefits would be related both to the consumption of the probiotic present in the product as to the supplementation of tryptophan in the consumer's diet

Avaliação de cookies adicionados de hidrolisados proteicos durante a estocagem / Evaluation of cookies with added protein hydrolysates during storage

O enriquecimento de biscoitos tem sido um segmento importante do mercado, visando melhorar o teor e a qualidade proteica de produtos à base de farinha de trigo. A utilização de hidrolisados proteicos é uma alternativa para este fim, que, entretanto, ainda é muito pouco explorada. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos hidrolisados proteicos de soro de leite e de colágeno, nas características tecnológicas de cookies durante a estocagem. Os hidrolisados influenciaram as características tecnológicas dos cookies, diminuindo a umidade e a dureza, assim como causando um ligeiro escurecimento dos mesmos. Apesar disso, ainda foi possível obter produtos com características tecnológicas desejáveis e maior teor proteico.

Biotechnological production and application of antimicrobial biomolecules by Lactobacillus plantarum in milk whey / Produção biotecnológica e aplicação de biomoléculas antimicrobianas por Lactobacillus plantarum cultivado em soro de leite

Bacteriocins are antimicrobial peptides ribosomally synthesized by various bacteria. In particular, the bacteriocins produced by lactic acid bacteria have recently received great attention due to their wide applicability and also because they are produced by microorganisms safe for human consumption. There are numerous studies reporting bacteriocin production by different lactic acid bacteria, as well as its optimization by using alternative substrate. Some of these studies point to milk/cheese whey as a potential low-cost source for the cultivation of lactic acid bacteria and the production of biocomposites, such as bacteriocins. Several researches refer to the production of bacteriocins, mainly nisin. On the other hand, the production of bacteriocins by Lactobacillus plantarum strains still limited. In this context, the present work first studied the growth and production of bacteriocin by L. plantarum strain ST16Pa when cultivated in Man, Rogosa and Sharpe (MRS) broth with and without inulin supplementation incubated under shaken and stationary conditions. The results indicated that this strain has higher growth when cultured in aerobiosis; however, the highest bacteriocin activity is obtained in stationary condition. The stability and partitioning of bacteriocin from the fermented MRS broth of L. plantarum ST16Pa in the PEG/NaPA/electrolytes aqueous two-phase systems was also studied. After 1 h in temperatures from 50 °C to 80 °C and pH from 3.0 to 8.0, the produced bacteriocin remained stable. In addition, the proposed partition system has proved to be an economical alternative for the recovery and purification of this biomolecule. Motivated by the trend in use industrial by products aiming the production of high value-added biocomposites, we investigated the performance of milk/cheese whey as alternative substrate for L. plantarum ST16Pa growth and for the production of antimicrobial biomolecules by this strain. For this purpose, the study was divided in two steps, being the first developed using whey powder supplemented according to the Plackett & Burman experimental design, with 12 trials and 4 central points. Although the proposed design was not the ideal statistical tool to optimize the bacteriocin ST16Pa production, through it was possible to obtain a formulation, which resulted in greater inhibition zones when compared with previous date reported by other authors using the same strain cultured in cheese whey. Later, still using L. plantarum strain ST16Pa, we investigated the production of bacteriocin and lactate in fresh cheese whey previously hydrolyzed by Flavourzyme or Lactozym. The cultures were optimized by supplementing this medium with different concentrations of soybean flour, which were incubated under aerobic and microaerophilic/anaerobic conditions. The highest values of bacteriocin activity (7,367.23 AU/mL) and lactate yield (Ylactate/lactose = 1.39 g/g) were obtained under anaerobic conditions using 10 g/L of soybean flour to supplement cheese whey prehydrolyzed with Flavourzyme during 3 h. Finally, the cell-free supernatant resulted from this cultivation was applied on the surfaces of chicken breast fillets artificially contaminated with Enterococcus faecium 711, showing biopreservative efficiency during 7 days of storage under refrigeration.

Bacteriocinas são peptídeos antimicrobianos sintetizados por diversas bactérias. Em particular, as bacteriocinas produzidas por bactérias ácido-láticas têm recebido crescente destaque devido sua ampla aplicabilidade e também por serem produzidas por microorganismos seguros para o consumo humano. Inúmeros estudos relatam a produção de bacteriocina por diversas bactérias ácido-láticas, bem como a otimização da produção desta biomolécula utilizando fontes alternativas de substrato. Alguns destes estudos apontam o soro de leite/queijo como uma fonte potencial e de baixo custo para o cultivo de bactérias láticas e produção de biocompostos, tais como bacteriocinas. Diversas pesquisas se referem à produção de bacteriocinas, principalmente a nisina. Por outro lado, a produção de bacteriocinas por cepas de Lactobacillus plantarum ainda é limitada. Neste âmbito, o presente trabalho estudou, primeiramente, o crescimento e produção de bacteriocina pela cepa L. plantarum ST16Pa quando cultivada em caldo Man, Rogosa e Sharpe (MRS) com e sem suplementação de inulina sob condições aeradas e sem agitação. Os resultados indicaram que este micro-organismo tem maior crescimento quando cultivado em aerobiose, entretanto, os maiores valores de atividade da bacteriocina produzida foram obtidos em cultivos não agitados. Ainda utilizando MRS para o cultivo desta cepa, investigou-se a estabilidade e partição da bacteriocina em sistema aquoso de duas fases do tipo PEG/NaPA/electrólitos. Após 1 h submetida à temperaturas entre 50 °C e 80 °C e pH entre 3,0 e 8,0, a bacteriocina produzida permaneceu estável. Além disso, o sistema de partição proposto demonstrou ser uma alternativa econômica para recuperação e purificação desta biomolécula. Motivados pela tendência do uso de subprodutos industriais para a produção de biocompostos de alto valor agregado, investigou-se o desempenho do soro de leite/queijo como substrato alternativo para o crescimento de L. plantarum ST16Pa e a consequente produção de biomoléculas antimicrobianas por esta cepa. O estudo foi divido em duas etapas, sendo a primeira desenvolvida utilizando soro de leite em pó suplementado de acordo com o delineamento experimental Plackett & Burman, com 12 ensaios e mais 4 pontos centrais. Embora o delineamento proposto não tenha sido a ferramenta estatística ideal para alcançar a otimização da produção de bacteriocina ST16Pa, através do mesmo foi possível obter uma formulação, a qual gerou maiores halos de inibição quando comparados com resultados prévios reportados por outros autores utilizando a mesma cepa cultivada em soro de queijo. Posteriormente, ainda utilizando L. plantarum ST16Pa, investigou-se a produção de bacteriocina e lactato em soro de queijo fresco previamente hidrolisado por Flavourzyme ou Lactozym. Os cultivos foram otimizado através da suplementação deste meio de cultura com diferentes concentrações de farinha de soja, os quais foram incubados sob condições aeróbicas e microaerofílicas/anaeróbicas. Os maiores valores de atividade da bacteriocina (7367,23 AU/mL) e rendimento de lactato (Ylactate/lactose = 1,39 g/g) foram obtidos sob condições anaeróbicas utilizando 10 g/L de farinha de soja para suplementar o soro de queijo hidrolizado por Flavourzyme durante 3 h. Por fim, o sobrenadante resultante deste cultivo foi aplicado sobre a superfície de filés de peito de frango artificialmente contaminados por Enterococcus faecium 711, demonstrando eficiência como bioconservante durante 7 dias de armazenamento sob refrigeração.