Microencapsulação de culturas probióticas para aplicação em formulas infantis e avaliação da viabilidade após o preparo

Abstract

O leite humano é considerado único em composição e apresenta benefícios evidentes, como menores probabilidades da ocorrência de diarreias, infecções respiratórias, alergias, hipertensão e diabetes. Na impossibilidade do aleitamento materno é importante a ingestão de bactérias probióticas pelos bebês já que o leite humano é uma fonte importante desses microrganismos que ajudam a colonizar o intestino e contribuem para a composição de uma microbiota intestinal saudável. As fórmulas infantis têm como objetivo imitar a composição e funcionalidade do leite humano, fornecendo ingredientes que refletem as informações mais recentes sobre o leite humano. Assim o objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicação da técnica de microencapsulação por spray drying de uma cultura probiótica, Limosilactobacillus reuteri, para adição à uma fórmula infantil para lactentes, visando sua viabilidade após a reconstituição do produto em água à 70°C, conforme legislação, e passagem pelo trato gastrointestinal simulado. Foram realizados testes preliminares para seleção do material encapsulante e condições de processo. Após esses testes utilizou-se uma fórmula infantil reconstituída a 20% como material encapsulante e temperaturas de entrada e saída do spray dryer de 170°C e 75°C, respectivamente. As micropartículas obtidas nesses ensaios foram acondicionadas em tubos criogênicos vedados com parafilm e armazenadas a 4°C e 25°C. As amostras foram avaliadas inicialmente quanto à eficiência da encapsulação, umidade, atividade de água, morfologia e diâmetro médio. A viabilidade do L. reuteri microencapsulado foi avaliada após diluir a fórmula infantil com as micropartículas em água à 70°C e após a exposição às condições gastrointestinais in vitro. A taxa de sobrevivência foi avaliada após 60 dias de armazenamento. As micropartículas obtidas nos ensaios tiveram eficiência da encapsulação de 90%, indicando que houve baixa morte celular no processo de atomização por spray drying. Os valores de atividade de água, umidade e diâmetro médio foram, em média, 0,1121±0,0160, 2,10±0,35% e 10,30±0,12μm, respectivamente. A viabilidade do L.reuteri após diluição à 70°C foi de 108UFC/ml, reduzindo 1 log do inicial, e após a simulação pelo trato gastrointestinal in vitro foi de 106 e 107UFC/ml, valores desejáveis para um produto probiótico. A microencapsulação por spray drying mostrou-se eficiente para obtenção de micropartículas com cultura probiótica L. reuteri para aplicação em fórmulas infantis, obtendo-se um número adequado de células viáveis após reconstituição à 70°C.

Human milk is considered unique and has obvious benefits, such as lower probabilities of diarrhea, respiratory infections, allergies, hypertension and diabetes. In the impossibility of breastfeeding, it is important for the breastfed infant to ingest probiotic bacteria, as human milk is an important source of these microorganisms that help colonize the intestine and contribute to the composition of a healthy intestinal microbiota. Infant formulas aim to imitate a composition and functionality of human milk that reflect the most recent information about human milk. The aim of this study was to evaluate the application of a microencapsulation technique of a probiotical culture, Limosilactobacillus reuteri, to incorporate in infant formula, aiming its stability after the dilution in water at 70°C and in vitro gastrointestinal simulation. Preliminary tests were carried out to select the encapsulating material and process conditions. After performing these tests, infant formula reconstituted at 20% was used as an encapsulating material and the spray dryer inlet and outlet of 170 ° C and 75 ° C, respectively. The microparticles obtained in these tests were placed in cryogenic tubes sealed with parafilm and stored at 4°C and 25°C. The samples were initially evaluated for encapsulation efficiency, humidity, water activity, morphology and average diameter. The viability of microencapsulated L. reuteri was evaluated after diluting the infant formula with microparticles in water at 70°C and exposure to in vitro gastrointestinal conditions. The survival rate was assessed after 60 days of storage. The microparticles obtained in the tests had an encapsulation efficiency of 90%, indicating that there was few cell death in the spray drying atomization process. The values of water activity, humidity and average diameter were, on average, 0.1121 ± 0.0160, 2.10 ± 0.35% and 10.30 ± 0.12μm, respectively. The viability of L.reuteri after dilution at 70°C was 108 CFU/ml, reducing 1 log of the initial, and after in vitro simulation of gastrointestinal tract it was 106 and 107 CFU/ml, desirable values for a probiotic product. Spray drying microencapsulation was efficient to obtain microparticles with probiotic L. reuteri culture for application in infant formulas, obtaining an adequate number of viable cells after dilution at 70°C.