Bioactive compounds in jamelão yogurt (Syzygium cumini L) / Compostos bioativos em iogurte de jamelão (Syzygium cumini L)

The jamelão fruit has been used in traditional Indian medicine and has recently attracted interest as a functional food, as it is rich in anthocyanins. Anthocyanins are of interest of the food industry due to their antioxidant power, attractive color and stability in acid-rich foods. This research used the gelation process with sodium alginate solution to obtain bioactive yogurt from the production of jamelão capsules added to natural yogurt. The proportion was 80% yogurt and 20% jellybean pulp capsules. The treatments were control yogurt (without the addition of jamelão capsules), jamelão capsules and bioactive yogurt (with the capsules). The objective was to study the antioxidant activity, physical-chemical, nutritional and microscopic stability of the product kept under refrigeration for 28 days at 4±1ºC. The addition of jamelão capsules in the yogurt changed the product's physical properties (increased humidity and decreased Brix and ash). There was an increase in the amount of phenols and anthocyanins, in addition to the antioxidant potential at 28 days of storage. The interior of the microcapsules was composed of a mesh structure through which the encapsulated material was distributed, as the capsules can be added to yogurt, to improve the antioxidant and nutritional capacity, which proves to be a promising and viable alternative.

A fruta Jamelão tem sido usada na medicina tradicional indiana e recentemente atrai interesse como alimento funcional, por ser rica em antocianinas. As antocianinas são de interesse da indústria de alimentos devido ao seu poder antioxidante, cor atraente e estabilidade em alimentos ácidos. Esta pesquisa utilizou o processo de gelificação com solução de alginato de sódio para obter iogurte bioativo, a partir da produção de cápsulas de jamelão adicionadas em iogurte natural. A proporção utilizada foi de 80% de iogurte e 20% de cápsulas de polpa de jamelão. Os tratamentos foram iogurte controle (sem adição de cápsulas de jamelão), cápsulas de jamelão e iogurte bioativo (contendo as cápsulas). O objetivo foi estudar a atividade antioxidante, a estabilidade físico-química, nutricional e microscópica do produto mantido sob refrigeração por 28 dias a 4 ± 1 ºC. A adição de cápsulas de jamelão no iogurte alterou as propriedades físicas do produto (aumento de umidade, diminuição de Brix e cinzas). Houve aumento na quantidade de fenóis e antocianinas, além do potencial antioxidante aos 28 dias de armazenamento. O interior das cápsulas era composto por uma estrutura em malha através da qual o material encapsulado foi distribuído. Desta forma, as cápsulas podem ser um ingrediente adicionado ao iogurte, melhorando a capacidade antioxidante e nutricional, provando ser uma alternativa promissora e viável.

Improvement of the viability of probiotics (Lactobacillus acidophilus) by multilayer encapsulation / Melhoramento da viabilidade de probióticos (Lactobacillus acidophilus) por encapsulação em multicamadas

ABSTRACT: This study produced pectin microcapsules containing Lactobacillus acidophilus by external ionic gelation, followed by the adsorption of whey protein and pectin to form multilayers. The viability of free and microencapsulated lactobacilli was evaluated after in vitro exposure to gastrointestinal conditions. They were also assessed by heat treatment, and stability was examined at -18 °C, 5 °C and 25 °C for 120 days. Exposure to different pHs, simulating passage through the gastrointestinal tract, showed that treatment of the microcapsules with only pectin (LA/P0) and with one and two layers of whey protein (treatments LA/P1 and LA/P3, respectively), were able to protect Lactobacillus acidophilus , with microcapsules increasing the release of probiotics from the stomach into the intestines. Free cells showed a decrease in their counts over the course of the simulated gastrointestinal system. Regarding heat treatments, microcapsules with a layer of whey protein (LA/P1) maintained the viability of their encapsulated Lactobacillus acidophilus (9.57 log CFU/g-1). The best storage viability was at -18 °C, with a count of 7.86 log CFU/g-1at 120 days for microcapsule LA/P1,with those consisting of two layers of whey protein (LA/P3)having a 6.55 log CFU/g-1 at 105 days. This study indicated that external ionic gelation was effective and could be used for the production of pectin microcapsules, with multilayer whey protein promoting greater protection and viability of Lactobacillus acidophilus.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi produzir microcápsulas de pectina, contendo Lactobacillus acidophilus por gelificação iônica externa, seguida da adsorção de proteína de soro de leite e multicamadas formadoras de pectina. Além disso, a viabilidade de lactobacilos livres e microencapsulados, após exposição in vitro a condições gastrintestinais, foi avaliada após simulação de tratamentos térmicos e, finalmente, estabilidade a -18 ºC, 5 ºC e 25 ºC durante 120 dias de armazenamento. A exposição a diferentes pHs, simulando a passagem pelo trato gastrointestinal, mostrou que os tratamentos das microcápsulas com apenas pectina (LA/P0) e com uma e duas camadas proteína do soro (tratamentos LA/P1 e LA/P3, respectivamente), foram capazes de proteger o Lactobacillus acidophilus , enquanto as microcápsulas aumentaram a liberação de probióticos do estômago para o intestino. As células livres diminuíram suas contagens no curso do sistema. Em relação aos tratamentos térmicos aplicados, pode-se afirmar que a microcápsula com uma camada de proteína do soro (LA/P1) resistiu e manteve a viabilidade de Lactobacillus acidophilus (9,57 log CFU / g-1). A melhor viabilidade foi obtida no armazenamento a -18 ° C, com uma contagem de 7,86 log CFU / g-1 para essa mesma microcápsula (LA/P1) no final do armazenamento (120 dias) e 6,55 log CFU / g-1 para as microcápsulas com duas camadas de proteína do soro (LA/P3) por 105 dias. Este estudo indica que a gelificação iônica externa é eficaz e pode ser usada para a produção de microcápsulas de pectina com multicamadas de proteína de soro para promover maior proteção e viabilidade ao Lactobacillus acidophilus.

Production and characterization of alginate microparticles obtained by ionic gelation and electrostatic adsorption of concentrated soy protein / Produção e caracterização de micropartículas de alginato obtidas por gelificação iônica e adsorção eletrostática de concentrado proteico de soja

ABSTRACT: Microencapsulation is used for protection and release of bioactive compounds. Combination of encapsulation methods allows the production of matrices with better technological properties compared to the application of one of the methods alone. Use of ionic gelation produces porous microparticles, and coating it with a protein, by electrostatic interaction, may contribute to a better protection of the active compound. The objective of the research was to produce alginate microparticles (AG) through ionic gelation and to coat them with soluble protein from soy protein concentrate. Two factors were studied, calcium concentration during ionic gelation (0.8, 1.6 and 2.4% w/w) and pH (3.5 and 7.0) of the protein solution for electrostatic interaction. Zeta potential (ZP) of biopolymers and microparticles were determined. Microparticles were characterized according to its morphology, average size and size distribution, as well as protein adsorption. Microparticles presented (154-334μm) multinuclear distribution of active compound, continuous and smooth surface, with a great standard deviation considering average size. The calcium concentration did not influence the protein adsorption on microparticles.The pH used in protein adsorption showed significant effect, with higher adsorption occurring at pH 3.5 (6.5 to 6.7% w/w, dry basis,db, of adsorbed protein) compared to pH 7.0 (<2.0% w/w, db, of adsorbed protein) indicating that electrostatic interaction was determinant for the protein coating. At this situation, ionic gelation microparticles and proteins presented ZP with opposite charges (pH>pKa AG<Isoelectric point, IP).

RESUMO: A microencapsulação é utilizada para a proteção de compostos bioativos e controle de sua liberação. A combinação de métodos de encapsulação permite a obtenção de matrizes com melhores propriedades tecnológicas em relação às técnicas utilizadas individualmente. Na gelificação iônica são produzidas micropartículas porosas, e o recobrimento por interação eletrostática com uma proteína permite a obtenção de micropartículas mais protetivas. O objetivo do trabalho foi produzir micropartículas de alginato (AG) através da gelificação iônica e recobri-las com proteínas solúveis de concentrado proteico de soja. Dois fatores foram estudados, o teor de cálcio utilizado na gelificação iônica (0,8,1,6 e 2,4% m/m) e o pH (3,5 e 7,0) para o recobrimento eletrostático com uma camada proteica. Os potenciais zeta (PZ) dos biopolímeros e das micropartículas foram determinados. As micropartículas foram caracterizadas quanto a morfologia, tamanho médio e sua distribuição e quanto ao teor de proteína adsorvida nas situações estudadas. As micropartículas obtidas apresentaram-se (154-334μm) com recheio distribuído de forma multinuclear, com superfície continua e visualmente lisas, porém com variação grande no tamanho médio. A variação do teor de cálcio não foi significativa na adsorção proteica. O pH utilizado na adsorção proteica foi significativo, com adsorções muito maiores em pH 3,5 (6,5 - 6,7% m/m de proteína adsorvida, base seca) comparado ao pH 7,0 (<2,0% m/m de adsorção proteica, base seca), indicando que a interação eletrostática foi determinante no recobrimento proteico. Nesta situação, micropartículas AG e a proteína apresentam PZ com cargas opostas (pH>pKa AG<ponto isoeletrico, PI).