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JULIANA GOULART LORENZ
COMPARAÇÃO DOS MÉTODOS DE EMULSIFICAÇÃO E SPRAY DRYING NA
MICROENCAPSULAÇÃO DE LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS (LA-5) E
APLICAÇÃO EM SORVETE
FLORIANÓPOLIS
2009
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JULIANA GOULART LORENZ
COMPARAÇÃO DOS MÉTODOS DE EMULSIFICAÇÃO E SPRAY DRYING NA
MICROENCAPSULAÇÃO DE LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS (LA-5) E
APLICAÇÃO EM SORVETE
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Ciência dos Alimentos do
Centro de Ciências Agrárias, Universidade
Federal de Santa Catarina, como requisito final
para a obtenção do título de Mestre em Ciência
dos Alimentos.
Orientador: Prof. Dr. Ernani S. Sant’Anna
FLORIANÓPOLIS
2009
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COMPARAÇÃO DOS MÉTODOS DE EMULSIFICAÇÃO E SPRAY DRYING NA
MICROENCAPSULAÇÃO DE LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS (LA-5) E APLICAÇÃO
EM SORVETE
Por
Juliana Goulart Lorenz
Dissertação aprovada como requisito final para obtenção do título de Mestre no
Programa de Pós-graduação em Ciência dos Alimentos, pela comissão formada por:
President
e:
___________________________________________________________
Prof. Dr. Ernani Sebastião Sant’Anna (UFSC)
Membro: ___________________________________________________________
Profª. Drª. Eliana Badiale Furlong (FURG)
Membro: ___________________________________________________________
Profª. Drª. Léa Luzia Freitas Costa (LACEN)
Membro: ___________________________________________________________
Prof. Dr. Pedro Luiz Manique Barreto (UFSC)
Coordenadora:
___________________________________________________________
Profª. Drª. Renata Dias de Mello Castanho Amboni
Florianópolis,
2009.
Dedico esta dissertação
a meus pais, Paulo e Ana, pelo amor
e incentivo na busca de mais este sonho.
AGRADECIMENTOS
A Deus, por conceder-me força para vencer todos os obstáculos da vida.
A minha família, grandes responsáveis pelas minhas conquistas, pelo apoio e incentivo.
Ao Marcelo, pelo amor, carinho e paciência.
Ao Prof. Ernani, pelo empenho como orientador, pelas sugestões e por toda compreensão
durante o desenvolvimento desse trabalho.
Aos colegas do Laboratório de Biotecnologia Alimentar, em especial a Fabiane, Regina,
Carol, Maiara e Andréia, pela amizade e contribuição, principalmente durante as várias noites
de trabalho no laboratório.
Aos professores Eliana Badiale Furlong, Léa Luzia Freitas Costa e Pedro Luiz Manique
Barreto, membros da banca, pela colaboração fundamental.
A Prof
a
. Eliana, pela grande amizade e pelo aceite imediato em contribuir para este trabalho.
Ao Programa de Pós-graduação, ao Departamento de Ciência e Tecnologia dos Alimentos, à
Universidade Federal de Santa Catarina.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
A empresa Amoratto Sorvetes Artesanais e a empresária Rejane Zanotta.
Aos demais amigos e a todos aqueles que torceram e de alguma forma participaram desta
caminhada.
Muito Obrigada!
LORENZ, Juliana Goulart. Comparação dos métodos de emulsificação e spray drying na
microencapsulação de Lactobacillus acidophilus (La-5) e aplicação em sorvete. 2009.
Dissertação (Mestrado em Ciência dos Alimentos) – Programa de Pós-graduação em Ciência
dos Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC.
RESUMO
Em uma primeira etapa do trabalho foi comparado o efeito de duas técnicas de
microencapsulação na viabilidade de Lactobacillus acidophilus (La-5) durante a estocagem
em baixa temperatura e sob condições gastrointestinais simuladas. Para isso a bactéria
probiótica foi microencapsulada em gel de alginato por emulsificação e por spray drying. As
diferentes microcápsulas foram submetidas à análise de microestrutura e a testes de
sobrevivência em -18 ± 2 ºC, em pHs ácidos ( pH 1,0, 2,0 e 3,0) e em sais de bile (0,5 % e 1,0
%). Tanto a microencapsulação por emulsificação como a microencapsulação por spray
drying, foram eficientes para a proteção da bactéria probiótica contra possíveis danos
causados pela estocagem em baixa temperatura. Entretanto, a técnica de emulsificação
produziu microcápsulas menos resistentes às condições de pH ácido e sais de bile do que o
spray drying. Considerando estes resultados, em uma segunda etapa do trabalho dois sorvetes
foram elaborados, um contendo a bactéria probiótica livre (não encapsulada) e o outro
contendo a bactéria probiótica microencapsulada por spray drying. Foi avaliada a influencia
da microencapsulação na viabilidade da bactéria probiótica adicionada no sorvete e nas
características físico-químicas e aceitabilidade sensorial do produto. A microencapsulação
melhorou significativamente (p < 0,05) a viabilidade da bactéria probiótica durante 12
semanas de estocagem dos sorvetes. O conteúdo de células livres diminuiu 0,35 ciclos log
após as 12 semanas, enquanto que o conteúdo de células microencapsuladas diminuiu 0,27
ciclos log. Quanto às características físico-químicas, houve diferença significativa (p < 0,05)
entre os valores de umidade, lipídios, proteínas, carboidratos totais, acidez e pH dos sorvetes.
Porém a microencapsulação não influenciou a aceitabilidade sensorial do produto, sendo que
ambos os sorvetes foram sensorialmente aceitos pelos julgadores. Os sorvetes foram
considerados bons veículos para a ingestão de probióticos, pois apresentaram contagem de
células viáveis superior a 10
6
UFC/mL durante todo o período de estudo.
Palavras-chave: Probiótico. Microencapsulação. Emulsificação. Spray drying. Sorvete. Físico-
química. Aceitabilidade sensorial.
LORENZ, Juliana Goulart. Comparison of the emulsification methods and spray drying in the
microencapsulation of Lactobacillus acidophilus (La-5) and application in ice cream. 2009.
Dissertation (Master on Food Science). Federal University of Santa Catarina, Florianópolis -
SC.
ABSTRACT
In a first stage of the work the effect of two microencapsulation techniques was
compared in the viability of Lactobacillus acidophilus (La -5) during the storage in low
temperature and under simulated gastrointestinal conditions. For that the probiotic bacteria
was microencapsulated in alginate gel for emulsification and for spray drying. The different
microcapsules were submitted to the microstructure analysis and to survival test in -18 ± 2 ºC,
in acid pHs (pH 1.0, 2.0 and 3.0) and in bile salts (0.5% and 1.0%). Both the
microencapsulation for emulsification and the microencapsulation for spray drying were
efficient for the protection of the probiotic bacteria against possible damages caused by the
storage in low temperature. However, the emulsification technique produced less resistant
microcapsules to the conditions of acid pH and bile salts than the spray drying. Considering
these results, in a second stage of the work two ice creams were elaborated, one containing
the free probiotic bacteria (non-encapsulated) and the other containing the microencapsulated
probiotic bacteria for spray drying. It was evaluated the influence of the microencapsulation
in the viability of the probiotic bacteria added in the ice cream and in the physico-chemical
characteristics and sensorial acceptability of the product. The microencapsulation improved
significantly (p < 0.05) the viability of the probiotic bacteria during 12 weeks of storage of the
ice creams. The content of free cells reduced 0.35 cycles log after the 12 weeks, while the
content of microencapsulated cells reduced 0.27 cycles log. As for the physico-chemical
characteristics, there was significant difference (p < 0.05) among the humidity values, lipids,
proteins, total carbohydrates, acidity and pH of the ice creams. However the
microencapsulation didn't influence the sensorial acceptability of the product, and both ice
creams were sensorially accepted by the judges. The ice creams were considered good
vehicles for the probiotics ingestion, because they presented superior counting of viable cells
to 10
6
UFC / g during the whole study period.
Keywords: Probiotics. Microencapsulation. Emulsification. Spray drying. Ice cream. Physico-
chemical. Sensorial acceptability.
LISTA DE FIGURAS
CAPÍTULO 1
Figura 1 Métodos de imobilização de células. 22
Figura 2 Estrutura química do alginato (G é o grupo ácido gulurônico, M é o grupo ácido
manurônico). 26
Figura 3 Modelo “caixa de ovo” para formação de gel de alginato com íons cálcio. 26
CAPÍTULO 2
Figura 1 Micrografias das cápsulas contendo Lactobacillus acidophilus (La-5) (A) e (B)
microencapsulado pela técnica de emulsificação; e (C) e (D) microencapsulado pela técnica
de spray drying. 49
Figura 2 Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus (La-5) livre, microencapsulado por
emulsificação e microencapsulado por spray drying, durante estocagem a -18 ± 2ºC. 50
Figura 3 Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus (La-5) ( ο ) livre, ( ● )
microencapsulado por emulsificação e ( ● ) microencapsulado por spray drying em ( A ) pH
6,5 (controle), ( B ) pH 3,0, ( C ) pH 2,0 e ( D ) pH 1,0. 52
CAPÍTULO 3
Figura 1 Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus (La-5) ( ο ) livre e ( ● )
microencapsulado, durante a estocagem dos sorvetes a -18 ± 2ºC. 66
LISTA DE TABELAS
CAPÍTULO 1
Tabela 1 Produção e consumo de sorvete no Brasil entre os anos de 2000 e 2008. 16
CAPÍTULO 2
Tabela 1 Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus, livre e microencapsulado (log
10
UFC/mL), durante 6 h de incubação em solução de sais de bile. 53
CAPÍTULO 3
Tabela 1 Caracterização físico-química dos sorvetes probióticos 67
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO 12
CAPÍTULO 1 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 14
1 O sorvete 15
2 Probióticos 19
3 Tecnologia de imobilização 21
4 Alginato de sódio 25
5 Análise de microestrutura 27
6 Análise Sensorial 28
Referências bibliográficas 30
CAPÍTULO 2 - SOBREVIVÊNCIA DE LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS (LA-5),
MICROENCAPSULADO POR EMULSIFICAÇÃO OU POR SPRAY DRYING,
DURANTE A ESTOCAGEM E SOB CONDIÇÕES GASTROINTESTINAIS
SIMULADAS 41
Resumo 42
Abstract 42
1 Introdução 43
2 Materiais e Métodos 44
2.1 Preparação da cultura 44
2.2 Microencapsulação 45
2.3 Estocagem das células livres e microencapsuladas 46
2.4 Análise de microestrutura 46
2.5 Sobrevivência das células livre e microencapsuladas em níveis de pH similares aos do
estômago humano 47
2.6 Sobrevivência das células livres e microencapsuladas aos sais de bile 47
2.7 Enumeração de células viáveis 47
2.8 Análise estatística 48
3 Resultados e Discussão 48
3.1 Análise de microestrutura 48
3.2 Sobrevivência das células livres e microencapsuladas durante a estocagem 49
3.3 Sobrevivência das células livre e microencapsuladas em níveis de pH similares aos do
estômago humano 51
3.4 Sobrevivência das células livres e microencapsuladas aos sais de bile 52
Referências bibliográficas 54
CAPÍTULO 3 - INFLUÊNCIA DA MICROENCAPSULAÇÃO NA VIABILIDADE DE
LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS (LA-5) E NAS PROPRIEDADES FÍSICO-
QUÍMICAS E SENSORIAIS DE SORVETE 58
Resumo 59
Abstract 59
1. Introdução 60
2. Materiais e Métodos 61
2.1 Preparação da cultura 61
2.2 Microencapsulação da bactéria probiótica 62
2.3 Elaboração dos sorvetes probióticos 62
2.4 Enumeração de células viáveis 63
2.5 Análise físico-química 64
2.6 Análise sensorial 64
2.7 Análise estatística 64
2.8 Análise de custo 65
3. Resultados e Discussão 65
3.1 Sobrevivência da bactéria probiótica livre e microencapsulada durante a estocagem dos
sorvetes 65
3.2 Características físico-químicas 67
3.3 Avaliação sensorial 67
3.4 Custo da adição da bactéria probiótica livre ou microencapsulada no sorvete 68
Referências bibliográficas 70
CONCLUSÕES 74
ANEXOS 75
ANEXO A – Parecer de aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos
da UFSC 76
ANEXO B – Ficha para avaliação sensorial dos testes de aceitabilidade global e intenção
de compra 78
12
INTRODUÇÃO
Consumidores modernos estão cada vez mais preocupados com a saúde e almejam o
consumo de alimentos saudáveis ou capazes de prevenir doenças (MATTILA-SANDHOLM
et al., 2002). Neste contexto, destacam-se os alimentos funcionais, que além de fornecerem a
nutrição básica, possuem potencial para promover a saúde através de mecanismos não
previstos pela nutrição convencional (SANDERS, 1998). Suas propriedades benéficas são
resultado da ação de componentes biologicamente ativos como alimentos sulfurados e
nitrogenados, pigmentos e vitaminas, compostos fenólicos, prebióticos, ácidos graxos
poliinsaturados, fibras e probióticos (MORAES; COLLA, 2006).
Segundo Reig e Anesto (2002) os probióticos são microrganismos vivos que podem ser
agregados como suplementos na dieta, afetando de forma benéfica o desenvolvimento e
melhora da microbiota intestinal. Nos países desenvolvidos é crescente a popularidade dos
alimentos funcionais contendo probióticos e isto se deve aos avanços nas pesquisas em
desenvolvimento de novos produtos, que resultaram na incorporação de probióticos não só em
produtos lácteos, mas também em bebidas, cereais e até mesmo em produtos cárneos
(MATTILA-SANDHOLM, 2002). No entanto, a viabilidade e a estabilidade destes
microrganismos tem sido um desafio tecnológico. Segundo Hamilton-Miller, et al.(1999) e
Kailasapathy e Rybka (1997), as culturas probióticas podem não sobreviver em número
suficientemente alto quando submetidas a determinadas condições, como por exemplo, o
armazenamento em baixas temperaturas e a passagem pelo trato gastrointestinal humano. Para
tentar minimizar este tipo de problema pode-se empregar o uso de probióticos liofilizados
e/ou microencapsulados (SANDHOLM et al., 2002; SHAH et al., 1995).
A técnica de microencapsulação é, de modo geral, definida como o processo de
revestimento de partículas muito pequenas possibilitando a utilização destas em ampla
variedade de formas e produtos. Na área alimentícia tem sido uma alternativa viável para
resolver os problemas de instabilidade e inviabilidade de probióticos, além de possibilitar
novas aplicações (CUI et al., 2000; FÁVARO-TRINDADE; GROSSO, 2002; MATTILA-
SANDHOLM et al., 2002; O’RIORDAN et al., 2001; SULTANA et al., 2000).
Vários materiais encapsulantes e metodologias têm sido utilizadas com sucesso no
processo de microencapsulação, ou seja, no revestimento de bactérias. Entretanto, o alginato
de cálcio é um dos encapsulantes mais indicados na imobilização de bactérias ácido lácticas,
13
devido principalmente a sua facilidade de manuseio, sua natureza não-tóxica e seu baixo custo
(SULTANA et al., 2000).
A Associação Brasileira das Indústrias de Sorvetes (ABIS) estimou uma produção de
691 milhões de litros de sorvete no final de 2008, correspondendo a um aumento de 10 %
sobre a produção obtida no ano de 2007 (ABIS, 2008). Além de ser um produto de baixo
custo, de fácil fabricação e poder ser apresentado em uma grande variedade de formas,
texturas e sabores (GRANGER et al., 2005), o sorvete possui alto valor nutricional e
representa uma excelente fonte de energia.
A elaboração de um produto inovador, nutritivo e funcional, viria a contribuir ainda
mais para o consumo de derivados lácteos como o sorvete. Segundo Alamprese et al. (2002),
o sorvete serviria como uma alternativa apropriada para a presença de bactérias probióticas
em uma dieta alimentar saudável. Para tanto, deve-se levar em consideração que o cuidado na
produção de um sorvete probiótico deverá estar associado à viabilidade da cultura e na relação
desta com as condições de produção e armazenamento estabelecidas.
O objetivo deste trabalho foi comparar o efeito de dois métodos de microencapsulação,
emulsificação e spray drying, na sobrevivência da bactéria probiótica Lactobacillus
acidophilus (La-5) e sua aplicação em sorvetes.
O trabalho será apresentado na forma de artigos divididos nos seguintes capítulos:
(a) Capítulo 1 – Embasamento bibliográfico abordando os principais temas envolvidos no
trabalho: sorvete, probióticos, tecnologia de imobilização, microencapsulação, análise de
microestrutura, análise sensorial.
(b) Capítulo 2 - Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus (La-5), microencapsulado por
emulsificação ou por spray drying, durante a estocagem e sob condições gastrointestinais
simuladas, cujo objetivo foi comparar o efeito de duas técnicas de microencapsulação na
viabilidade da bactéria probiótica exposta a temperatura de congelamento, pH ácido e sais de
bile.
(c) Capítulo 3 – Influência da microencapsulação na viabilidade Lactobacillus acidophilus
(La-5) e nas propriedades físico-químicas e sensoriais de sorvete, cujo objetivo foi avaliar a
viabilidade da bactéria probiótica adicionada em sorvete na forma livre ou microencapsulada,
e determinar as características físico-químicas e a aceitabilidade sensorial do produto.
14
CAPÍTULO 1
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
15
1 O sorvete
O sorvete e outros produtos similares gelados surgiram a partir da mistura de gelo e mel
(ROTHWELL, 1990). Varnam e Sutherland (1994) descrevem que a criação de sobremesas
geladas iniciou-se na China, através da mistura de neve, frutas e suco de frutas. Na Europa
tais sobremesas foram introduzidas no final do século XIII, mas durante 500 anos somente a
aristocracia foi beneficiada com essa iguaria.
Em 1851 iniciou-se a produção de sorvete em grande escala, expandindo rapidamente a
indústria pela introdução da refrigeração mecânica e o desenvolvimento das máquinas
produtoras de sorvete, como o homogeneizador em 1899 e o congelamento contínuo em 1929
(ROTHWELL, 1990; VARNAM; SUTHERLAND, 1994). Atualmente o sorvete é produzido
em trocador de calor de superfície raspada, onde o ar é disperso através da mistura pelas
lâminas do trocador e mantido sob congelamento (WILDEMOSER et al., 2004). Desde sua
invenção, vêm-se agregando ao sorvete novos sabores, texturas, formas e processos
tecnológicos de fabricação (GRANGER et al., 2005).
No Brasil, o consumo do sorvete ainda é baixo em relação aos países europeus, em
torno de 5 litros por pessoa por ano, principalmente em épocas de calor (Tabela 1). No
entanto, os países nórdicos como Finlândia, Dinamarca e Noruega alcançam valores de 20
litros por ano por pessoa (WEISBERG, 2005). Na Nova Zelândia, o consumo anual per capita
de sorvete chega a 26 litros ( ABIS, 2008).
Segundo a legislação brasileira, sorvete é definido como gelado comestível, ou seja,
produto alimentício obtido a partir de uma emulsão de gorduras e proteínas, com ou sem
adição de outros ingredientes e substâncias, ou de uma mistura de água, açúcares e outros
ingredientes e substâncias que tenham sido submetidas ao congelamento, em condições tais
que garantam a conservação do produto no estado congelado ou parcialmente congelado,
durante a armazenagem, o transporte e a entrega ao consumo. A legislação brasileira
determina que o sorvete contenha, no mínimo, 2,5 % de gordura e 2,5 % de proteína, sendo
estes de origem láctea ou parcialmente substituídos por produtos não lácteos. Outros
ingredientes, como frutas ou pedaços de frutas, açúcares, produtos de cacau e/ou outras
substâncias alimentícias, podem ser adicionados também, desde que não ocorra
descaracterização do produto (BRASIL, 1999).
16
Tabela 1. Produção e consumo de sorvete no Brasil entre os anos de 2000 e 2008.
EM MILHÕES DE LITROS
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Produção 480 491 527 502 515 530 552 648 691
Consumo 645 662 713 685 705 724 760 897 954
Consumo per capita
3,77 3,81 4,04 3,82 3,88 3,93 4,07 4,74 4,98
EM US$ MILHÕES
Faturamento 1294 1042 890 1056 1148 1186 1226 1295 1378
Exportação 2,9 4,3 1,1 0,9 0,9 0,6 0,8 0,8 1,0
Importação 3,0 2,1 2,6 0,7 1,3 2,6 3,3 4,0 6,0
Fonte: ABIS (2008).
A composição do sorvete é bastante variada e sua estrutura complexa, sendo possível
produzir diversos tipos de sorvetes a partir da combinação dos ingredientes em diferentes
proporções (ARBUCKLE, 1986). O principal ingrediente do sorvete é o leite em todas as
formas, representando 60 % da mistura. Seguem-se em ordem de importância quantitativa, os
açúcares (12 a 17 %), as gorduras (10 a 17 %), as proteínas (8 a 12 % em extrato seco
desengordurado), os estabilizantes e emulsificantes (0,2 a 0,5 %), além de outros ingredientes
(ORDÓÑEZ et al., 2005; SZCZESNIAK, 2000; TRGO, 2003).
Sendo o leite o principal ingrediente do sorvete, é basicamente a sua composição
química que fornece ao sorvete as suas características essenciais. A gordura do leite, por
exemplo, influencia nas características sensoriais (CENZANO; MADRID, 1995), enquanto as
proteínas interagem com a superfície da gordura, atuando como agentes emulsificantes
(ROBINSON, 1987). O leite é composto por três grandes classes de proteínas que são as
caseínas, que representam 80 % das proteínas totais do leite; as proteínas do soro, que
correspondem a 20 % das proteínas totais e as proteínas associadas à fase lipídica
(componentes da membrana dos glóbulos de gordura do leite) (ANTUNES, 2003 apud
OLIVEIRA, 2004). A caseína e as proteínas do soro têm importâncias diferenciadas, pois
enquanto a caseína retém aproximadamente 3 g de água/g de proteína, a proteína do soro
retém somente 1 g de água/g de proteína (EARLY, 2000). Entretanto, com o tratamento
térmico ocorre o aumento da capacidade de retenção da água, fazendo com que a proteína do
17
soro retenha quantidades próximas à da caseína (AMIOT, 1991). A retenção da água é
importante no caso do sorvete, pois, quanto menor a quantidade de água livre no produto,
menor será a quantidade e o tamanho dos cristais de gelo formados (BORSZCZ, 2002).
No sorvete, quando empregado leite com excesso de lactose observam-se alterações na
textura. A 25 ºC, por exemplo, apenas 17,8 g de lactose são solúveis em 100 g de solução, e
em determinadas condições tal substância pode formar grandes cristais (> 15 µm), conferindo
ao produto uma textura “arenosa” (ROBINSON, 1987; AMIOT,1991). A cristalização da
lactose pode ocorrer durante o armazenamento do produto e depende da quantidade de sólidos
da mistura, da temperatura de armazenamento e da presença de estabilizadores (COELHO;
ROCHA, 2005). O leite em pó, principalmente o leite em pó desnatado, é rico em lactose,
portanto, seu uso nesse tipo de produto deve ser limitado para evitar os efeitos indesejáveis da
cristalização (BORSZCZ, 2002).
O açúcar, incorporado à mistura de ingredientes na fabricação do sorvete, além de ser
responsável pelo sabor, contribui para o aumento da viscosidade e diminuição do ponto de
congelamento do produto (ORDÓÑEZ et al., 2005). No entanto, seu uso em excesso pode
conferir sabor demasiadamente doce e textura “arenosa”, além de interferir na propriedade de
endurecimento do sorvete (BORSZCZ, 2002; CENZANO; MADRID, 1995). Dos açúcares a
serem empregados no sorvete, a sacarose é o mais utilizado, chegando a representar 80 % do
total de açúcares da mistura (CENZANO; MADRID, 1995). Outros tipos de açúcares como a
glicose, a lactose e a frutose também podem ser empregados em substituição ou em
combinação a sacarose (COELHO; ROCHA, 2005).
Um sorvete de qualidade deve possuir em torno de 6 % de gordura, que pode ser tanto
de origem animal, proveniente do leite integral e/ou derivados; como de origem vegetal,
gorduras vegetais hidrogenadas (MOSQUIM, 1999). A gordura confere cremosidade, sabor e
textura suave, dando corpo ao sorvete, mediante as estruturas dos grânulos de gordura
(ORDÓÑEZ et al., 2005). Sorvetes com alto teor de gordura apresentam diminuição da
sensação de frio, maior maciez e cremosidade (COELHO; ROCHA, 2005), pois esta ajuda a
obstruir a formação de grandes cristais de gelo, evitando a sensação de “arenosidade” ao
consumi-lo (LLUNCH et al., 2003; ORDÓÑEZ et al., 2005; SZCZESNIAK, 2000).
O conteúdo de proteínas do sorvete é geralmente cerca de 4 %, porém quanto maiores
os teores protéicos melhor palatabilidade, menor ponto de congelamento, maior viscosidade e
maior estabilidade (ORDÓÑEZ et al., 2005).
18
Os estabilizantes são definidos como ingredientes que de alguma maneira contribuem
para o aumento da estabilidade da emulsão, sendo indispensáveis para a manutenção da
viscosidade, a diminuição da velocidade de derretimento e o aumento da capacidade de
incorporação de ar (CENZANO; MADRID, 1995; DE OLIVEIRA et al., 2005). Bolliger et al.
(2000) afirmam que os estabilizantes contribuem para a proteção do sorvete contra a
recristalização da água no processo de fabricação e armazenamento, em virtude do aumento
da viscoelasticidade causado pelo acréscimo da concentração dos polissacarídeos na fase não
congelada do sorvete. Os estabilizantes comumente empregados em sorvetes são a goma guar,
goma xantana, goma arábica e o alginato sódico (CASTRO, 2003).
Os emulsificantes são utilizados no sorvete para melhorar o batimento e produzir maior
uniformidade, facilitando a incorporação de ar, o chamado overrun, e resultando numa massa
com textura macia e suave. Em sorvetes, além do overrun, pode ser avaliado também o
meltdown test, ou seja, o teste de derretimento do sorvete, que também é influenciado pelo
tipo de emulsificante utilizado (GOFF, 2005). O uso de emulsificantes contribui também para
uma maior firmeza e resistência ao derretimento (GOFF, 1997). Os emulsificantes mais
utilizados industrialmente são as proteínas, os tensoativos de baixa massa molar, os
fosfolipídios, além de mono e diglicerídios e ésteres de sorbitano (GOFF, 1997;
RAYMUNDO, 2003).
Além dos ingredientes, a obtenção do sorvete envolve etapas de processamento, como
por exemplo, a mistura, a pasteurização, a homogeneização, a maturação, a incorporação de
ar, o congelamento, o envase e o armazenamento. Após a mistura dos ingredientes do sorvete
realiza-se a pasteurização que apresenta também a função de produzir a fusão e a ativação dos
emulsificantes e estabilizantes, respectivamente. Com a pasteurização observa-se a
desnaturação das proteínas, causando a redução da tensão superficial existente entre a gordura
e a água e o aumento da capacidade de retenção de água (BORSZCZ, 2002). A etapa de
homogeneização, empregada para evitar a separação de fases em sorvetes, depende de fatores
como temperatura, pressão e teor de gordura (CENZANO; MADRID, 1995). O uso de
gorduras vegetais hidrogenadas implica numa homogeneização a quente, de modo a
liquefazê-las e facilitar a mistura (CORREIA et al., 2007).
Na fase de maturação, etapa posterior à pasteurização, acontece a adição de polpas de
frutas, saborizantes, emulsificante e acidulante, pois estes são sensíveis ao tratamento térmico.
Nesta fase ocorre também a solidificação das gorduras e o aumento da viscosidade, devido à
hidratação das proteínas do leite e estabilizantes, que absorvem a água livre. Misturas que não
19
passam pela maturação tendem a apresentar problemas durante o batimento, resultando
geralmente num produto final de qualidade inferior (EARLY, 2000; GOFF, 1997;
MOSQUIM, 1999).
Na elaboração do sorvete o ar pode ser incorporado na mistura, através de batimento ou
por injeção, juntamente com a etapa de congelamento. Enquanto a mistura é agitada para a
incorporação de ar, ocorre a formação de cristais de gelo e de uma fase não-congelada. À
medida que a água passa para o estado sólido, os açúcares dissolvidos, lactose, proteínas do
leite, sais e hidrocolóides são concentrados (SOFJAN; HARTEL, 2004; CORREIA et al.,
2007).
Assim, pode-se afirmar que o sorvete é estruturalmente tanto uma emulsão quanto uma
espuma, na qual o ar incorporado é recoberto por cristais de gelo, glóbulos de gordura
individualizados ou parcialmente fundidos, além de cristais de lactose (GOFF, 1997;
ORDÓÑEZ et al., 2005).
2 Probióticos
Fuller (1989) definiu probióticos como sendo suplementos alimentares à base de
microrganismos vivos, que afetam beneficamente o hospedeiro, promovendo o equilíbrio de
sua microbiota intestinal. Recentemente a Organização das Nações Unidas para Agricultura e
Alimentação (FAO) e a Organização Mundial de Saúde (OMS) se referiram aos probióticos
como microrganismos vivos (bactérias ou leveduras), que quando ingeridos ou aplicados em
número suficiente conferem um ou mais benefícios específicos à saúde do consumidor
(ANAL; SINGH, 2007; SANDERS, 2003).
O modo de ação dos probióticos não foi ainda completamente elucidado, embora vários
processos tenham sido sugeridos. Um deles é a “exclusão competitiva”, em que o probiótico
competiria com os patógenos por sítios de fixação (HAVENAAR et al., 1992), por nutrientes
e/ou através da produção de compostos antimicrobianos, impedindo sua ação
transitoriamente. A “exclusão competitiva” explicaria a necessidade da administração
continuada do alimento a fim de conferir seus efeitos benéficos (GUARNER;
MALAGELADA, 2003; KAUR et al., 2002). Os probióticos podem também afetar patógenos
através da síntese de bacteriocinas (NAIDU et al., 1999; PUUPPONEN-PIMIÄ et al., 2002;
20
RODRIGUEZ, 1996; VILLANI et al., 1995), de ácidos orgânicos voláteis (AUDISIO et al.,
2000; JIN et al., 2000; OGAWA et al., 2001) e de peróxido de hidrogênio (HAVENAAR;
HUIS IN’T VELD, 1992; NAIDU et al., 1999), ou atuar sobre o metabolismo celular,
reduzindo a concentração de amônia no organismo (KOZASA, 1986) e liberando enzimas
como a lactase (DE VRESE et al., 2001).
Atualmente, o interesse pela adição de microrganismos probióticos em vários alimentos
vêm crescendo como forma de aumentar seus valores nutricionais e terapêuticos
(O’SULLIVAN, 2001). Vários derivados lácteos probióticos estão disponíveis e sendo
lançados no mercado (STANTON et al., 2003). Resultados positivos em pesquisas com
probióticos estimulam a fabricação de leites fermentados, iogurtes, sobremesas a base de leite,
leite em pó destinado a recém nascidos, sorvetes (MAGARIÑOS et al., 2007), salsichas
(MUTHUKUMARASAMY; HOLLEY, 2006) e diversos tipos de queijos, além de produtos
em forma de cápsulas ou em pó para serem diluídos em bebidas frias, alimentos de origem
vegetal fermentados e maionese (DAVIDSON et al., 2000; GARDINER et al., 1999;
INGHAM, 1999; OLIVEIRA et al., 2002; STANTON et al., 1998; STANTON et al., 2003).
Diversos microrganismos podem ser usados como probióticos, entre eles principalmente
os dos gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium. O Lactobacillus acidophilus constitui a
espécie mais comumente empregada em derivados lácteos e seus benefícios à saúde incluem,
dentre outros, a redução dos sintomas de intolerância a lactose, a inibição de microrganismos
patogênicos e vírus, produção de vitaminas e a redução dos níveis de colesterol. Além disso,
tal microrganismo possui a particularidade de ser pouco afetado pela salinidade do meio,
tolerar valores baixos de pH e ser microaeróbio, apresentando crescimento em ambientes com
pouca oxigenação, o que resulta numa maior resistência e facilidade de emprego durante a
fabricação e armazenamento dos alimentos quando comparado com outras culturas
probióticas (SALMINEN; VON WRIGHT,1993).
Além das propriedades já mencionadas, os probióticos devem ser inócuos, pertencerem
ao gênero equivalente às bactérias de origem humana, se manter viáveis por longo tempo
durante a estocagem e transporte, tolerar o baixo pH do suco gástrico, resistir à ação da bile e
das secreções pancreática e intestinal, produzir compostos antimicrobianos, ser
metabolicamente ativo no intestino (COLLINS et al., 1998; LEE et al., 1999; SAARELA et
al., 2000; STANTON et al., 2003), não transportar genes transmissores de resistência a
antibióticos e possuir propriedades antimutagênicas e anticarcinogênicas (HAVENAAR;
21
HUIS IN’T VELD, 1992; HOLZAPFEL; SCHILLINGER, 2002; SAARELA et al., 2000;
SALMINEN et al., 1998).
São considerados alimentos probióticos aqueles que contenham pelo menos 10
6
UFC de
células viáveis/g ou mL de produto, disponíveis todo o tempo de vida-útil. Porém, vários
fatores como acidificação do produto final, tipos de ácidos produzidos, o teor de oxigênio
presente durante o armazenamento, os compostos antimicrobianos e a perda de nutrientes do
leite podem reduzir sua viabilidade e, conseqüentemente, prejudicar suas propriedades
probióticas. Para se tentar minimizar este tipo de problema pode-se citar o uso do probiótico
liofilizado, a utilização dos métodos de microencapsulação ou ainda da tecnologia da
Engenharia Genética, através do desenvolvimento de linhagens mais específicas a
determinadas condições (SANDHOLM et al., 2002; SHAH et al., 1995).
Enfim, bactérias probióticas com boas propriedades tecnológicas para a fabricação de
produtos alimentícios devem apresentar multiplicação no leite em número suficiente para
conferir o caráter probiótico, promover propriedades sensoriais adequadas ao produto e serem
estáveis durante armazenamento (OLIVEIRA et al., 2002; PICOT; LACROIX, 2003). Além
disso, com relação às perspectivas de processamento de alimentos, é desejável que essas cepas
sejam apropriadas para a produção industrial em larga escala, resistindo às condições de
processamentos como liofilização ou secagem por atomização (STANTON et al., 2003).
3 Tecnologia de imobilização
A tecnologia de imobilização é definida como a fixação de enzimas ou células vivas em
um ambiente, de maneira que sua atividade catalítica não seja afetada significativamente
(CANTARELLI, 1989; CARVALHO et al., 2006). A possibilidade de uso em processos
contínuos, o aumento da estabilidade e o reaproveitamento do material biológico, são
considerados como as principais vantagens propiciadas pela imobilização (CARVALHO et
al., 2006; VITOLO, 1988).
Segundo Ramakrishna e Prakasham (1999) o uso de sistemas com células imobilizadas
tem sido qualificado como uma alternativa viável para aumentar a sua estabilidade diante de
processos tecnológicos. Desta forma, as células imobilizadas seriam mais resistentes às
22
condições adversas, uma vez que a matriz de imobilização resultaria em maior proteção aos
microrganismos (CARVALHO et al., 2006; LEE et al., 1983).
O método de imobilização e o tipo de suporte a serem empregados em um determinado
processo devem ser estabelecidos empiricamente e a sua escolha dependerá, basicamente, das
características peculiares do material biológico e das condições de uso do sistema
imobilizado. Face à variabilidade destes fatores, pode-se afirmar que não existe um método
geral de imobilização e nem um suporte universal adequado para qualquer processo
(VITOLO, 1988).
Baseados no mecanismo físico empregado têm-se os seguintes métodos (Figura 1): (a)
de agregação das células de forma natural, por floculação, ou induzida artificialmente com
agentes ligantes (cross-linking); (b) de ligação (anexação, união, adesão) ou adsorção sobre
superfícies carreadoras sólidas; (c) de aprisionamento (envolvimento) no interior de matrizes
porosas; e (d) o de contenção (retenção) das células em barreiras (PILKINGTON et al., 1998).
Figura 1. Métodos de imobilização de células.
Fonte: Canilha et al., (2006).
A imobilização por meio de auto-agregação, como o próprio nome referencia, envolve a
agregação ou a floculação das células de maneira natural ou artificialmente induzida. Desta
forma, as células são ligadas entre si sem a necessidade de uso de um suporte de imobilização.
Porém, os agregados celulares naturais são geralmente instáveis e sensíveis às tensões de
cisalhamento, sendo necessária à adição de agentes químicos que formam ligações cruzadas
entre células durante a imobilização (CARVALHO et al., 2006).
23
O método de ligação às superfícies pode ser realizado a partir de interações iônicas ou
adsortivas, ou através de ligações covalentes entre grupos reativos do suporte e das células. A
ligação por meio de adsorção e/ou interações iônicas é um método simples e barato, existindo
a possibilidade de regenerar a matriz utilizada, porém, apresenta como desvantagem a
vulnerabilidade de perda das células imobilizadas para o meio reacional, impedindo o trabalho
em condições muito severas (GROBOILLOT et al., 1994; PRADELLA, 2001).
A imobilização por meio de aprisionamento em matrizes porosas, normalmente envolve
a sintetização in situ da matriz porosa em torno das células a serem imobilizadas. Os poros da
matriz formada são menores que as células contidas no interior (PRADELLA, 2001). Este
método tem sido extensivamente estudado para a imobilização de células viáveis, devido à
possibilidade do uso de polímeros hidrofílicos biocompatíveis como suportes de imobilização
(GROBOILLOT et al., 1994). Além disso, as células imobilizadas neste tipo de suporte
podem ser protegidas de condições adversas de pH, temperatura, solventes orgânicos e/ou
compostos inibidores (PARK; CHANG, 2000). Como principais desvantagens são citados os
pequenos volumes disponíveis para a contenção das células imobilizadas, a perda de células
para o meio e a instabilidade dos suportes utilizados, que limitam a utilização dos agregados
por longos períodos (PARK; CHANG, 2000; PRADELLA, 2001).
A imobilização por meio de contenção em barreiras envolve a utilização de membranas
pré-formadas ou a formação in situ da membrana em torno das células a serem imobilizadas
(KAREL et al., 1985; CARVALHO et al., 2006). Este método de imobilização também é
conhecido como microencapsulação e tem sido utilizado como uma tecnologia alternativa ao
aprisionamento em matrizes porosas. Este método oferece vantagens como maior capacidade
de contenção de células e prevenção da perda de células para o meio. Devido à ausência de
núcleo geleificado, as limitações à transferência de massa também são reduzidas (PARK;
CHANG, 2000).
3.1 Microencapsulação
A microencapsulação é uma tecnologia de revestimento de partículas sólidas, líquidas
ou gasosas muito pequenas, formando cápsulas fechadas que podem liberar seu conteúdo em
velocidade controlada sob influência de condições específicas (ANAL; STEVENS, 2005;
24
ANAL et al., 2006; KAILASAPATHY; MASONDOLE, 2005). Esta tecnologia vem sendo
avaliada na obtenção de alimentos probióticos como uma forma de proteção das células
viáveis aos extremos de calor e umidade (O’RIORDAN et al., 2001). Industrialmente,
bactérias probióticas microencapsuladas são aplicadas em produtos lácteos fermentados,
como por exemplo, iogurte, queijo, sobremesas lácteas geladas, além da produção de
biomassa. A microencapsulação facilita a manufatura dos produtos lácteos fermentados nos
quais as bactérias devem possuir características consistentes e alta estabilidade durante a
armazenagem, além de maior produtividade (ANAL; SINGH, 2007). Nesses produtos as
microcápsulas podem ser gradualmente rompidas liberando os ingredientes ativos. Uma
microcápsula pode ser aberta por diferentes meios, incluindo fratura por calor, solvatação,
difusão e pressão (BRANNON-PEPPAS, 1997). Contudo, as microcápsulas de bactérias
probióticas também podem ser designadas para a ruptura em áreas específicas do corpo, como
por exemplo, o intestino. Desta forma, um revestimento capaz de resistir às condições ácidas
pode ser usado, permitindo que os ingredientes ativos consigam passar pelo estômago (ANAL
et al., 2003; ANAL; STEVENS, 2005).
As microcápsulas são constituídas por uma membrana semipermeável, esférica, fina e
resistente que envolve um centro sólido/líquido, com diâmetro variando desde o tamanho de 1
µm a 1 mm (ANAL; SINGH, 2007). Em um amplo sentido, a microencapsulação pode ser
usada em muitas aplicações na indústria de alimentos, incluindo a estabilização do material
central; controlando reações oxidativas; fornecendo prolongada ou controlada liberação
(ambas temporárias e liberação com tempo-controlado); melhorando sabores, cores e odores;
aumentando a vida-útil; e protegendo componentes contra perdas nutricionais (CUI et al.,
2000; FÁVARO-TRINDADE; GROSSO, 2002; OLIVEIRA, 2006; O’RIORDAN et al. 2001;
SULTANA et al., 2000). Entretanto, alguns aspectos básicos devem ser considerados no
desenvolvimento de sistemas microencapsulados, tais como a natureza e a estabilidade do
material a ser encapsulado; as características do polímero encapsulador; o processo de
microencapsulação; e as características do produto a ser obtido (OLIVEIRA, 2006).
Diversos materiais de origem natural, semi-sintética ou biodegradável podem ser
utilizados como matéria-prima na microencapsulação. Dentre estes, pode-se citar a goma
arábica, o alginato, a quitosana, a carragena, carboidratos, o amido, a maltodextrina,
proteínas, os derivados de celulose (carboximetil celulose – CMC, etilcelulose) e os polímeros
derivados do ácido acrílico e metacrílico (JACKSON; LEE, 1991). O polímero encapsulador
deve ser capaz de formar um filme coesivo com o material a ser encapsulado, ser
25
quimicamente compatível, não reagir com o núcleo e oferecer propriedades desejáveis de
revestimento, tais como resistência, flexibilidade, impermeabilidade e estabilidade
(DONBROW, 1992). Além disso, junto com a escolha do polímero deve-se levar em conta o
tipo de solvente compatível com o processo. Muitos polímeros requerem a utilização de
solventes orgânicos, o que impede o seu uso na encapsulação de organismos vivos. Este
inconveniente tem despertado o interesse no desenvolvimento e utilização de polímeros
passíveis de serem utilizados em meio aquoso, especialmente para a encapsulação de
microrganismos (FÁVARO-TRINDADE; GROSSO, 2002).
Das operações empregadas para a microencapsulação, a mais comumente utilizada na
indústria de alimentos é a atomização ou spray drying, por ser um processo econômico e
flexível, além de produzir um produto de boa qualidade de forma contínua (DZIEZAK, 1988).
Entretanto, muitas bactérias probióticas não sobrevivem bem às temperaturas e pressões
osmóticas extremas a que são expostas durante o processo de atomização (SELMER-OLSEN
et al., 1999), sendo desta forma necessário o uso de operações, que empregam temperaturas
mais amenas, como a emulsificação.
A emulsificação tem sido aplicada com sucesso na microencapsulação de bactérias
acido láticas (LACROIX et al., 1990). Neste método as cápsulas são formadas a partir de duas
etapas: a dispersão de uma fase aquosa, contendo as células bacterianas e uma suspensão
polimérica, dentro de uma fase orgânica, como óleo, resultando em uma emulsão de água em
óleo; e a solidificação das cápsulas por um agente geleificante. A emulsificação resulta em
cápsulas de pequenos diâmetros, além de ser facilmente aplicada em grande escala
(KAILASAPATHY, 2002; MORTAZAVIAN et al. 2007).
4 Alginato de sódio
O alginato de sódio é um biopolímero extraído de diferentes espécies de macroalgas,
principalmente algas marrons, tais como, Laminaria hyperborea, Ascophyllum nodosum e
Macrocystid pyrifer (GOMBOTZ; WEE, 1998). Em termos moleculares, o alginato é um
polímero linear composto de dois blocos principais formados por unidades de ácido
manurônico (M) e ácido gulurônico (G) unidos por ligações glicosídicas (1,4) podendo variar
26
em composição e seqüência, dependendo da alga de origem (Figura 2) (ZHANG; CHENG;
YING, 2006).
Figura 2. Estrutura química do alginato
(G é o grupo ácido gulurônico, M é o grupo ácido
manurônico)
.
Fonte: Souza Junior (2006).
Em presença de cálcio e outros íons divalentes, o alginato de sódio pode, através de um
processo de ligação cruzada, trocar o íon sódio de sua estrutura por um íon divalente,
geleificando o meio em que se encontra. Os cátions monovalentes e o íon Mg
2+
não induzem a
essa geleificação. Íons como Pb
2+
, Cu
2+
, Cd
2+
, Co
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
e Mn
2+
possuem um uso
limitado por apresentarem certa toxicidade. Na maioria das vezes, essa reticulação é feita ao
se trocar o íon Na
+
dos ácidos gulurônico com cátions divalentes formando uma rede 3D do
tipo “caixa de ovo” (Figura 3). Os cátions divalentes se ligam aos blocos de ácidos gulurônico
de uma maneira cooperativa que pode ter mais de 20 monômeros associados. Cada cadeia de
alginato pode dimerizar para formar junções com muitas outras cadeias resultando em cadeias
de gel (GOMBOTZ; WEE 1998). Devido a essa propriedade de geleificação, o alginato pode
ser usado como matriz e assim envolver moléculas de significância biológica, tais como,
enzimas, plantas, células animais e medicamentos (VALENGA, 2007).
Figura 3. Modelo “caixa de ovo” para formação de gel de alginato com íons cálcio.
Fonte: Clark e Ross-Murphy (1987).
27
O alginato de sódio é o polímero mais utilizado na microencapsulação de células
bacterianas (RAMAKRISHNA; PRAKASHAM, 1999). Como a formação do gel ocorre
rapidamente na presença de íons cálcio, sem alterações drásticas de temperatura, pH e pressão
osmótica, a atividade e a viabilidade dos microrganismos microencapsulados são conservadas
quando empregado o alginato (CARVALHO et al., 2006). O alginato apresenta vantagens
como, por exemplo, não ser tóxico; não interagir com o microrganismo; ser compatível com o
cloreto de cálcio, componente indispensável à rigidez das microcápsulas; não afetar a
viabilidade das bactérias encapsuladas durante sua vida-útil; e possibilitar a liberação das
células imobilizadas, através da solubilização e seqüestro dos íons cálcio presentes nas
cápsulas do gel. Além disso, apresenta também baixo custo, grande disponibilidade no
mercado, possibilidade de emprego em escala industrial e aceitação da substância como
aditivos na produção de alimentos (CHAMPAGNE et al., 2000; SHAH; RAVULA, 2000;
SHEU; MARSHALL, 1991).
Testes de resistência do gel com diversos agentes geleificantes como pectato, κ-
carragena, goma gelana e ágar demonstraram que alginatos formam um gel mais firme, com
boa estabilidade mecânica e fácil liberação da bactéria encapsulada quando suspendida em
tampão alcalino (NICETIC et al., 1999). Do mesmo modo, pesquisas referentes à
microencapsulação de bactérias probióticas indicaram que a encapsulação das células com gel
de alginato resulta em um aumento de 80 a 95 % na sobrevivência dos probióticos utilizados
(JANKOWSKI et al., 1997; KRASAEKOOPT et al., 2003; SHEU; MARSHALL, 1991;
SHEU et al., 1993).
5 Análise de microestrutura
A microscopia é um instrumento útil para monitorar o desenvolvimento e a produção de
microcápsulas (ALLAN-WOJTAS et al., 2008), sendo vital para caracterizar externamente a
estrutura e o arranjo molecular da amostra (JOBIN et al., 2005). Rosenberg et al. (1985)
indicaram que a importância da microscopia eletrônica nos estudos de microencapsulação,
seria a verificação da atuação dos revestimentos empregados, da sua funcionalidade, da massa
das microcápsulas, além de outras imperfeições na matriz polimérica.
28
Inúmeras técnicas de microscopia podem ser utilizadas na análise de microestrutura.
Porém, uma das mais rotineiramente empregadas no estudo da microencapsulação é a
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) (NIELSEN et al., 2007). Kim et al. (2007)
verificaram através da MEV que microcápsulas liofilizadas de Lactobacillus acidophilus
apresentavam tamanho 75 mm, forma esférica e superfície rugosa.
A interpretação da MEV é porém, intrinsecamente subjetiva e exige um trabalho
extensivo. No entanto, esta complexibilidade é necessária para a obtenção de um método
quantitativo veloz e confiável (NIELSEN et al., 2007).
6 Análise Sensorial
A análise sensorial dos alimentos constitui uma das mais importantes ferramentas para o
desenvolvimento da produção na indústria alimentícia. Isso devido a sua aplicação no controle
de qualidade e de processos; na formulação e desenvolvimento de novos produtos; e nas
estratégias de lançamento dos mesmos no mercado (PERALTA et al., 1999).
Segundo Cardello e Cardello (1998), os testes sensoriais utilizam os órgãos dos sentidos
humanos como “instrumentos” de medida e devem ser incluídos como garantia de qualidade
dos alimentos, por serem uma medida multidimensional integrada. Os testes sensoriais
apresentam vantagens como, por exemplo, a determinação da aceitabilidade de um produto
por parte dos consumidores.
De acordo com o objetivo, ou seja, com o critério de seleção e com a tarefa específica de
cada julgador, os testes sensoriais podem ser classificados em afetivos, discriminativos,
descritivos e de qualidade (STONE; SIEDEL, 1995). Destes quatro tipos, os testes afetivos
são os mais empregados quando se deseja conhecer a aceitabilidade de um alimento por parte
do consumidor, bem como as suas preferências. Em ambos os casos se busca medir estes
critérios a partir de dados obtidos de uma amostra populacional de um grupo de indivíduos,
que por coincidência de preferências de consumo tendem a possuir muitas vezes “gostos”,
“apetências”, “vícios” e interesses semelhantes (PERALTA et al., 1999).
Na aceitabilidade e preferência de um alimento, um dos métodos mais utilizados é o da
escala hedônica, onde o julgador e/ou o consumidor avalia o produto seguindo uma escala
previamente estabelecida através de atributos como “gostei” e “desgostei” (CHAVES;
29
SPROSSER, 2001). Morales (1994) cita que para a aplicação de um teste afetivo é necessário
em primeiro lugar, determinar se é desejável somente avaliar a preferência (gostar ou
desgostar), ou também a aceitabilidade do produto. Neste último caso, os questionários
deverão conter não somente perguntas de preferência, mas também se o julgador deseja ou
não adquirir tal produto.
30
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41
CAPÍTULO 2
SOBREVIVÊNCIA DE LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS (LA-5),
MICROENCAPSULADO POR EMULSIFICAÇÃO OU POR SPRAY DRYING,
DURANTE A ESTOCAGEM E SOB CONDIÇÕES GASTROINTESTINAIS
SIMULADAS
42
Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus (La-5), microencapsulado por emulsificação e
por spray drying, durante a estocagem e sob condições gastrointestinais simuladas
Juliana G. Lorenz
a
, Fabiane P. de Castro
a
, Maiara A. Spillere
a
, Ernani S. Sant’Anna
a,*
a
Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Centro de Ciências Agrárias,
Universidade Federal de Santa Catarina, Rod. Admar Gonzaga, 1346, Itacorubi, 88034-001,
Florianópolis, Santa Catarina, Brasil.
Resumo
Neste estudo foi comparado o efeito de duas diferentes técnicas de microencapsulação
na sobrevivência da bactéria probiótica Lactobacillus acidophilus (La-5). Para isso, células de
Lactobacillus acidophilus foram microencapsuladas em gel de alginato pela técnica de
emulsificação ou por spray drying. As diferentes microcápsulas foram submetidas à análise de
microestrutura e a testes de sobrevivência em baixa temperatura de estocagem (-18 ± 2 ºC) e
sob condições gastrointestinais simuladas, como incubação em pHs ácidos ( pH 1,0, 2,0 e 3,0)
e em diferentes concentrações de sais de bile (0,5 % e 1,0 %). Através da análise de
microestrutura foram observadas variações no formato externo das cápsulas conforme a
técnica de microencapsulação utilizada. As cápsulas produzidas por emulsificação
apresentaram superfície pouco rugosa com formato elíptico e as cápsulas produzidas por
spray drying apresentaram formato esférico e superfície rugosa. Ambas as técnicas de
microencapsulação foram eficazes para a proteção do Lactobacillus acidophilus contra
possíveis danos causados pela baixa temperatura de estocagem. Entretanto, a
microencapsulação por emulsificação resultou em menor proteção as células em condições de
pH ácido e sais de bile do que a microencapsulação por spray drying.
Palavras-chave: Microencapsulação. Probióticos. Lactobacillus acidophilus. Emulsificação.
Spray drying. Sobrevivência.
Abstract
In this study the effect of two different microencapsulation techniques was compared in
the survival of the probiotic bacteria Lactobacillus acidophilus (La-5). For that, cells of
Lactobacillus acidophilus were microencapsulated in alginate gel by the emulsification
technique or by spray drying. The different microcapsules were submitted to the
microstructure analysis and to survival tests in low storage (-18 ± 2 ºC) temperature or under
simulated gastrointestinal conditions, as incubation in pH acids (pH 1.0, 2.0 and 3.0) and in
43
different concentrations of bile (0.5% and 1.0%) salts. Through the microstructure analysis
were observed variations in the external shape of the capsules according to the technique of
microencapsulation used. The capsules produced by emulsification presented a little wrinkled
surface with elliptic shape and the capsules produced by spray drying presented spherical
shape and wrinkled surface. Both microencapsulation techniques were effective for the
protection of the Lactobacillus acidophilus against possible damages caused by the low
storage temperature. However, the microencapsulation by emulsification resulted in smaller
protection to the cells in conditions of acid pH and bile salts than the microencapsulation for
spray drying.
Keywords: Microencapsulation. Probiotic. Lactobacillus acidophilus. Emulsification. Spray
drying. Survival.
1 Introdução
Bactérias acido láticas (LAB), como o Lactobacillus acidophilus, são microrganismos
probióticos importantes, tipicamente associados a inúmeros benefícios a saúde humana,
principalmente a regulação do transito gastrointestinal (ALLAN-WOJTAS et al., 2008; REID
et al., 2006). Tais microrganismos vêm sendo freqüentemente adicionados, como culturas
secas ou concentradas, em produtos alimentícios convencionais, suplementos alimentares e
várias preparações farmacêuticas (PICOT; LACROIX, 2003).
Um dos pré-requisitos necessários para o uso comercial dos microrganismos probióticos
é a sua sobrevivência em número suficientemente elevado, durante a produção e a estocagem
dos produtos e até que alcancem o intestino humano (ANNAN et al., 2008;
KAILASAPATHY; CHIN, 2000; MARTONI et al., 2008). Segundo Huang e Adams (2004) e
Ross et al. (2005) condições extremamente ácidas como as encontradas no estomago podem
diminuir significativamente o número de células probióticas viáveis que chegam ao intestino.
Para tentar solucionar este problema técnicas de microencapsulação podem ser utilizadas.
A microencapsulação é definida, do ponto de vista microbiológico, como o processo
pelo qual as células microbianas são retidas em uma matriz polimérica, formando
microesferas semipermeáveis, com diâmetros que variam de poucos mícrons a 1 mm (YOW;
ROUTH, 2006). Essas microesferas podem liberar seu conteúdo sob condições específicas
(FAVARO-TRINDADE et al., 2008) e protegê-lo contra ambientes agressivos como as baixas
temperaturas de congelamento, a presença de oxigênio e durante o trânsito gastrointestinal
(KRASAEKOOPT et al., 2003; MORTAZAVIAN et al., 2006).
44
Entre as técnicas de microencapsulação mais antigas está a emulsificação. Na
emulsificação as cápsulas são formadas pela dispersão de uma fase aquosa (contendo as
células probióticas e um polímero em suspensão) em uma fase orgânica ( como um óleo
vegetal), resultando numa emulsão de água em óleo (CAPELA et al., 2007). As cápsulas são
solidificadas pela adição lenta de um agente gelificante, produzindo microcápsulas de
pequenos diâmetros (25 µm – 1 mm) (MORTAZAVIAN et al., 2007). Anal e Singh (2007) e
Muthukumarasamy et al. (2006) reportaram estudos mostrando o aumento da estabilidade das
bactérias ácido láticas quando encapsuladas pelo método de emulsificação, utilizando como
material de revestimento alginato de sódio. Atualmente a emulsificação vem sendo substituída
por novas tecnologias de microencapsulação como, por exemplo, spray drying.
A microencapsulação por spray drying envolve a dispersão das células em uma solução
polimérica que é atomizada na câmara de secagem (GHARSALLAOUI et al., 2007). Isso leva
a evaporação do solvente e, conseqüentemente, a formação das microcápsulas
(KAILASAPATHY, 2002). Segundo Zhao et al. (2008) pesquisas tem mostrado que a
microencapsulação de Lactobacillus acidophilus por spray drying pode resultar numa
elevada sobrevivência e estabilidade da bactéria encapsulada. Além disso, o uso do spray
dryer possibilita com maior facilidade a microencapsulação em escala industrial, produzindo
grande quantidade de microcápsulas de forma econômica e eficaz (ANAL E SINGH, 2007).
São muitas as técnicas de microencapsulação atualmente existentes, o grande desafio é
selecionar a mais eficiente e apropriada, considerando o tipo de material de revestimento, a
espécie bacteriana e a aplicação a que será destinada (ANAL; SINGH, 2007). Pensando nisso
e na necessidade de estudos comparativos envolvendo duas ou mais técnicas, o objetivo deste
trabalho foi comparar o efeito da microencapsulação por emulsificação ou por spray drying na
sobrevivência da bactéria probiótica Lactobacillus acidophilus (La-5) durante a estocagem em
temperatura de congelamento e sob condições gastrointestinais simuladas.
2 Materiais e Métodos
2.1 Preparação da cultura
45
Uma solução estoque, contendo aproximadamente 9 log UFC/ml, foi obtida pela adição
de cultura pura e liofilizada de Lactobacillus acidophilus (La-5) (Chr. Hansen, Hønsholm,
Dinamarca), em uma solução estéril de leite em pó desnatado 12 % (m/v). A solução estoque
foi mantida a temperatura de -18 ± 2 ºC e reativada em estufa a 37 ºC durante 4 horas antes de
ser utilizada nos processos de microencapsulação. Células livres liofilizadas (não-
encapsuladas) foram utilizadas como padrão nas análises de sobrevivência das microcápsulas.
2.2 Microencapsulação
Microcápsulas foram preparadas em gel de alginato de sódio 3 % (m/v) (Vetec, MG
Química Comercial, Brasil) através da técnica de emulsificação, seguida de secagem por
liofilização, e através da técnica de spray drying. Todos os reagentes e materiais utilizados
foram previamente esterilizados a 121 ºC por 15 minutos.
2.2.1 Técnica de emulsificação
As microcápsulas foram produzidas a partir de uma emulsão (água/óleo) de acordo com
o método descrito por Sheu e Marshall (1993) com pequenas modificações. A solução estoque
de Lactobacillus acidophilus em leite em pó desnatado 12 % (m/v) foi centrifugada (3000 x g,
15 min., 4ºC), lavada duas vezes e suspensa em tampão fosfato (0,1 M, pH 7,0). A suspensão
foi misturada a uma solução de alginato de sódio 3% (m/v) numa proporção de 1:4 (v/v). Uma
parte dessa mistura foi adicionada a 5 partes de óleo de soja (v/v) contendo 0,2 % de
polioxietileno (20) sorbitan monooleato, e agitada vigorosamente até a formação de uma
emulsão uniforme. Cerca de 500 ml de CaCl
2
0,05 M foram adicionados a mistura ainda sob
agitação provocando a quebra da emulsão. Após 15 minutos de repouso as microcápsulas
formadas foram coletadas por centrifugação (1000 x g, 10 min), lavadas duas vezes com água
estéril e suspendidas em leite em pó desnatado 12 % (m/v). Essa suspensão foi congelada a -
18 ± 2 ºC e posteriormente liofilizada por 48 horas usando liofilizador de bancada (Fauvel LT
1000, Terroni Equipamentos Científicos, Brasil) sob 5 mmHg.
46
2.2.2 Técnica de spray drying
Na produção de microcápsulas por spray drying uma mistura contendo 100 ml da
solução estoque de Lactobacillus acidophilus em leite em pó desnatado 12 % (m/v) e 250 ml
de alginato de sódio 3 % (m/v) foi homogeneizada durante 5 minutos em agitador magnético e
submetida à secagem em spray dryer de escala laboratorial (B-290 mini spray dryer, Buchi,
Flawil, Suíça), operado com temperatura de entrada de ar de 150 ºC e temperatura de saída de
ar de 50 – 60 ºC. O pó de microcápsulas foi coletado na parte inferior do ciclone.
2.3 Estocagem das células livres e microencapsuladas
As células livres e as microcápsulas produzidas por emulsificação e por spray drying
foram estocadas separadamente em recipientes de vidro, hermeticamente fechados, sob
congelamento a -18 ± 2 ºC. A enumeração de células viáveis foi realizada, em triplicata, no
primeiro dia de estocagem e semanalmente num período de 12 semanas.
2.4 Análise de microestrutura
A aparência externa das microcápsulas foi observada por microscopia eletrônica de
varredura. As microcápsulas foram fixadas com uma fita dupla face em stubs de alumínio e
recobertas por uma fina camada de ouro (SCD 005, Bal-Tec, Balzers, Liechtenstein). As
observações foram realizadas em um Microscópio Eletrônico de Varredura (Philips XL-30,
Philips Eletric Corporation, Eindhoven, Holanda) com voltagem de aceleração de 10 KV
(FÁVARO-TRINDADE; GROSSO, 2002).
47
2.5 Sobrevivência das células livre e microencapsuladas em níveis de pH similares aos do
estômago humano
O meio NGYC (12 % de leite em pó desnatado, 2 % de glicose, 1 % de extrato de
levedura e 0,05 % de cisteína), foi usado para simular as condições gástricas humanas como
descrito por Lankaputhra e Shah (1995), com modificações. Todos os materiais e reagentes
foram esterilizados a 121 ºC por 15 minutos. As células livres ou microencapsuladas foram
adicionadas, na quantidade de 0,1 g, em tubos contendo 9,9 ml de meio NGYC, ajustados
para pH 1,0, 2,0, 3,0 ou 6,5 (controle) com HCl 5 M ou NaOH 1 M. Os tubos foram
homogeneizados durante 30 s em agitador tipo vortex e incubados por 0, 1, 2 e 3 h a 37 ºC
com agitações periódicas. Ao final de cada tempo de incubação o conteúdo de células viáveis
foi enumerado. A análise foi realizada em triplicata.
2.6 Sobrevivência das células livres e microencapsuladas aos sais de bile
A resistência aos sais de bile foi analisada por inoculação de 0,1 g de células livres ou
microencapsuladas em 9,9 ml de meio NGYC (12 % de leite em pó desnatado, 2 % de
glicose, 1 % de extrato de levedura e 0,05 % de cisteína) estéril (pH 6,9) contendo 0
(controle), 0,5 % ou 1,0 % de bile (Oxgall, Sigma). As amostras foram homogeneizadas
durante 30 s em agitador tipo vortex e incubadas a 37 ºC com agitações periódicas. Após 0, 3
e 6 h de incubação o conteúdo de células viáveis foi enumerado (CHANDRAMOULI et al,
2004). A análise foi realizada em triplicata.
2.7 Enumeração de células viáveis
O meio MRS (DeMan Rogosa and Sharpe, Merck, Darmstadt, Alemanha) foi utilizado
para a enumeração do conteúdo de células viáveis livres e microencapsuladas. Diluições
seriadas das amostras em água peptonada 0,1 % (m/v) foram plaqueadas em profundidade e
incubadas a 37 ± 2 ºC por 72 h sob anaerobiose, em jarras anaeróbicas contendo AnaeroGen
®
48
(Oxoid, Reino Unido). A contagem de células viáveis foi expressa em log de unidade
formadora de colônia por g ou mL (log UFC/g ou mL).
As microcápsulas foram anteriormente resuspendidas em tampão fosfato (0,1 M, pH
7,0) e homogeneizadas em agitador magnético durante 30 minutos (SHEU e MARSHALL,
1993) para a liberação das células.
2.8 Análise estatística
Os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) usando o software
Statistica versão 6.0 (2001) (Statsoft Inc., Tulsa, OK, EUA). O teste de Tukey foi utilizado
para comparação das médias, com nível de significância de 5 %, quando encontradas
diferenças significativas entre os tratamentos.
3 Resultados e Discussão
3.1 Análise de microestrutura
A Microscopia Eletrônica de Varredura permitiu observar diferenças na aparência
externa das microcápsulas produzidas pelas técnicas de microencapsulação estudadas (Figura
1). As microcápsulas produzidas por emulsificação apresentaram em sua maioria, formato
elíptico e superfície não porosa contendo algumas bactérias ligadas, o que evidencia um
revestimento pouco uniforme (Figura 1A e 1B). As microcápsulas produzidas por spray
drying apresentaram formato arredondado, com a presença de concavidades ou achatamentos.
Estas possuíam superfície mais rugosa e tamanhos menores do que as obtidas por
emulsificação (Figura 1C e 1D). Segundo O’Riordan et al. (2001) características como
concavidades ou achatamentos, presentes na superfície das cápsulas, são resultado das altas
temperaturas de secagem aplicadas pelo spray dryer. Lian et al. (2002) denominou tais
concavidades como “efeito bola vazia” e afirmou que a ocorrência desse efeito também
depende do tipo de material encapsulante utilizado no processo.
49
Figura 1. Micrografias das cápsulas contendo Lactobacillus acidophilus (La-5) (A) e (B)
microencapsulado pela técnica de emulsificação; e (C) e (D) microencapsulado pela técnica
de spray drying.
3.2 Sobrevivência das células livres e microencapsuladas durante a estocagem
A sobrevivência das células microencapsuladas foi superior a das células livres durante
a estocagem em temperatura de congelamento. A contagem mostrou uma redução de 4,3
ciclos log (de (2,95 ± 0,05) x 10
9
UFC/g para (1,42 ± 0,02) x 10
5
UFC/g) na viabilidade das
células livres após 12 semanas de estocagem a -18 ± 2 ºC. No mesmo período, a viabilidade
das células microencapsuladas diminuiu 1,77 ciclos log (de (1,65 ± 0,05) x 10
8
UFC/g para
(2,8 ± 0,14) x 10
6
UFC/g) e 1,75 ciclos log (de (1,90 ± 0,40) x 10
8
UFC/g para (4,0 ± 0,10) x
10
6
UFC/g) quando produzidas por emulsificação e por spray drying, respectivamente (Figura
2). Não houve diferença significativa (p>0,05) entre a sobrevivência das células
A
B
C
D
50
microencapsuladas por emulsificação ou por spray drying durante as 12 semanas de
estocagem em temperatura de congelamento.
Segundo Desmond et al. (2002) e Tsen et al. (2007) diversos estudos mostraram que
temperaturas mais baixas podem assegurar uma maior taxa de sobrevivência as células
microencapsuladas, porém a mortalidade das células aumenta com o tempo de estocagem.
Resultados semelhantes foram encontrados por Sheu et al. (1993), os quais reportaram que a
microencapsulação por emulsificação aumentou a sobrevivência de células de Lactobacillus
bulgaricus (L2), submetidas a estocagem em - 18 ºC. Zhao et al. (2008) também relataram
uma redução de 3,0 a 4,0 ciclos log na viabilidade de células livres de Lactobacillus
acidophilus (XH1) e de aproximadamente 1,0 ciclo log na viabilidade das células
microencapsuladas em spray dryer durante 8 semanas de estocagem a 4 ºC.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tempo (semanas)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Log
10
(UFC/g)
Figura 2. Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus (La-5) livre, microencapsulado
por emulsificação e microencapsulado por spray drying, durante estocagem a -18 ± 2ºC.
As barras de erro representam o desvio padrão em relação as médias (n = 3). A semana 0
corresponde a contagem de células viáveis (UFC/g) realizada no primeiro dia de estocagem.
51
3.3 Sobrevivência das células livre e microencapsuladas em níveis de pH similares aos do
estômago humano
O caráter protetor das técnicas de microencapsulação, em níveis de pH similares aos
encontrados no estômago humano, pode ser observado nos gráficos da Figura 3. As curvas de
sobrevivência mostraram que não houve diferença significativa (p>0,05) na viabilidade das
células livres e das células microencapsuladas por emulsificação ou por spray drying para o
pH 6,5 (controle) (Figura 3A).
Em pH 3,0 a viabilidade das células livres sofreu redução de 2,23 ciclos log (de (1,88 ±
0,02) x 10
8
para (1,10 ± 0,14) x 10
6
UFC/mL) após 3 h de incubação. As células
microencapsuladas por emulsificação não apresentaram diferença significativa (p>0,05) na
viabilidade durante todo o período de incubação, enquanto que as células microencapsuladas
por spray drying apresentaram redução significativa (p<0,05) de 1,05 ciclos log (de (1,80 ±
0,11) x 10
8
para (1,99 ± 0,01) x 10
7
UFC/mL) na primeira hora de incubação (Figura 3B).
Reduções de 3,72 ciclos log (de (1,86 ± 0,06) x 10
8
para (3,60 ± 0,56) x 10
4
UFC/mL)
foram observadas na viabilidade das células livres após 3 h de incubação em pH 2,0. Neste
período, as células microencapsuladas por emulsificação e por spray drying sofreram redução
de 2,48 ciclos log (de (1,84 ± 0,03) x 10
8
para (6,50 ± 0,35) x 10
5
UFC/mL) e 1,76 ciclos log
(de (1,67 ± 0,08) x 10
8
para (3,00 ± 0,98) x 10
6
UFC/mL), respectivamente (Figura 3C).
Em pH 1,0 o conteúdo de células livres foi completamente destruído após 2 h de
incubação, enquanto que após 3 h de incubação foram observadas reduções de 3,36 ciclos log
(de (1,45 ± 0,07) x 10
8
para (6,50 ± 0,21) x 10
4
UFC/mL) para as microcápsulas produzidas
por emulsificação e 2,80 ciclos log (de (1,01 ± 0,12) x 10
8
para (1,60 ± 0,14) x 10
5
UFC/mL)
para as microcápsulas produzidas por spray drying (Figura 3D).
Os resultados mostraram que tanto a microencapsulação por emulsificação quanto a
microencapsulação por spray drying melhoraram a sobrevivência das células de Lactobacillus
acidophilus, para todos os pHs analisados, em relação as células livres. Estudos como o de
Ding e Shah (2007) já haviam apontado que a imobilização em gel de alginato, através de
diferentes técnicas de microencapsulação, pode ser eficiente no aumento da resistência da
bactéria probiótica para baixos pHs. Entretanto, segundo Lee e Heo (2000) e Oliveira (2006)
o aumento da sobrevivência de bactérias probióticas microencapsuladas depende não só do
material usado no revestimento, mas também do tipo de revestimento, da concentração do gel
e do tamanho das microcápsulas.
52
No presente trabalho, as microcápsulas produzidas por emulsificação apresentaram-se
menos resistentes aos pHs 2,0 e 1,0 do que as produzidas por spray drying. Uma explicação
para este resultado está no revestimento não uniforme das células pela técnica de
emulsificação, que permitiu a presença de bactérias ligadas a superfície das microcápsulas,
deixando-as mais expostas as condições adversas do meio.
Figura 3. Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus (La-5) ( ο ) livre, ( ● )
microencapsulado por emulsificação e ( ● ) microencapsulado por spray drying em ( A ) pH
6,5 (controle), ( B ) pH 3,0, ( C ) pH 2,0 e ( D ) pH 1,0. As barras de erro representam o
desvio padrão em relação as médias (n = 3).
3.4 Sobrevivência das células livres e microencapsuladas aos sais de bile
Os valores médios de viabilidade das células livres e microencapsuladas durante 6 h de
exposição a diferentes concentrações de sais de bile estão mostrados na Tabela 1. A
53
viabilidade das células livres foi afetada apenas pela concentração de 1,0 % de bile,
apresentando redução significativa (p < 0,05) de 1,63 ciclos log (de (6,10 ± 0,14) x 10
7
para
(1,50 ± 0,70) x 10
6
UFC/mL) em 6 h de incubação. A microencapsulação protegeu as células
probióticas, melhorando a sua sobrevivência a 1,0 % de sais de bile. Entretanto, a técnica de
emulsificação produziu cápsulas menos tolerantes a bile do que as produzidas por spray
drying, uma vez que após 6 h de incubação a 1,0 % de bile as células microencapsuladas por
emulsificação apresentaram redução significativa (p < 0,05) de 0,77 ciclos log (de (1,80 ±
0,01) x 10
8
para (3,05 ± 0,21) x 10
7
UFC/mL) na viabilidade. Por outro lado, não houve
diferença significativa (p > 0,05) na viabilidade das células microencapsuladas por spray
drying.
Mandal et al. (2006) e Sultana et al. (2000) também relataram uma pequena redução na
viabilidade de diferentes bactérias probióticas microencapsuladas por emulsificação quando
expostas a 1,0 % e 2,0 % de sais de bile. Além disso, Lian et al. (2003) mostraram que
microcápsulas contendo Bifidobacterium infantis (CCRC 14633) produzidas por spray drying
foram extremamente resistentes a 0,5 % e 2,0 % de bile durante 12 h de incubação. Estes
resultados, assim como os obtidos na análise de sobrevivência em diferentes níveis de pH, são
conseqüência do mau revestimento das microcápsulas produzidas por emulsificação,
reduzindo a proteção das células, quando comparadas àquelas microencapsuladas por spray
drying.
Tabela 1. Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus, livre e microencapsulado (log
10
UFC/mL), durante 6 h de incubação em solução de sais de bile.
Tempo (horas)
Lactobacillus acidophilus Bile (%)
0 3 6
0 8,09 ± 0,04
a
8,24 ± 0,01
b
8,41 ± 0,00
c
0,5 7,95 ± 0,03
a
7,82 ± 0,05
a
7,66 ± 0,15ª
Livre
1,0 7,78 ± 0,01
a
7,45 ± 0,05
a
6,15 ± 0,21
b
0 8,17 ± 0,04
a
8,25 ± 0,00
ab
8,57 ± 0,14
b
0,5 8,25 ± 0,05
a
8,09 ± 0,10
ab
7,93 ± 0,01
b
Microencapsulado por
emulsificação
1,0 8,25 ± 0,00
a
8,17 ± 0,08
a
7,48 ± 0,03
b
0
7,93 ± 0,01
a
8,15 ± 0,10
a
8,72 ± 0,01
b
0,5 8,28 ± 0,04
a
8,16 ± 0,01
a
8,00 ± 0,03
a
Microencapsulado por
spray drying
1,0 8,06 ± 0,09
a
7,99 ± 0,03
a
7,79 ± 0,09
a
* Resultados expressos como média ± desvio padrão (n = 3). Letras minúsculas diferentes, na mesma
linha, indicam que há diferença significativa (p<0,05) entre as médias.
54
Em conclusão, ambas as técnicas de microencapsulação estudadas (emulsificação e
spray drying) foram eficientes para a proteção das células de Lactobacillus acidophilus (La-5)
contra possíveis danos causados pelas temperaturas de congelamento. No entanto, as
microcápsulas produzidas por spray drying foram mais resistentes ao meio ácido e a presença
de sais de bile do que as microcápsulas produzidas por emulsificação. Ao contrario da
emulsificação, a microencapsulação por spray drying resultou num revestimento mais
uniforme das células, protegendo-as melhor contra danos causados por condições adversas do
meio. Assim, o uso da técnica de microencapsulação por spray drying em gel de alginato de
sódio possibilitaria a incorporação de Lactobacillus acidophilus em inúmeros novos produtos
de forma fácil, segura e eficaz.
Agradecimentos
Os autores agradecem à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
(CAPES).
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58
CAPÍTULO 3
INFLUÊNCIA DA MICROENCAPSULAÇÃO NA VIABILIDADE DE
LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS (LA-5) E NAS PROPRIEDADES FÍSICO-
QUÍMICAS E SENSORIAIS DE SORVETE
59
Influência da microencapsulação na viabilidade Lactobacillus acidophilus (La-5) e nas
características físico-químicas e sensoriais de sorvete
Juliana G. Lorenz
a
, Fabiane P. de Castro
a
, Maiara A. Spillere
a
, Caroline B. de Campos
a
,
Regina C. O.Torres
a
, Ernani S. Sant’Anna
a,*
a
Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Centro de Ciências Agrárias,
Universidade Federal de Santa Catarina, Rod. Admar Gonzaga, 1346, Itacorubi, 88034-001,
Florianópolis, Santa Catarina, Brasil.
Resumo
Benefícios terapêuticos têm levado a um aumento da incorporação de bactérias
probióticas em produtos lácteos como o sorvete. Porém a eficácia da adição destas bactérias
em alimentos depende da dose administrada e da manutenção de sua viabilidade durante a
estocagem do produto. A proteção física dos probióticos por microencapsulação é a nova
aposta para aumentar a sua sobrevivência. Pensando nisso, o objetivo deste trabalho foi
avaliar a influencia da microencapsulação na viabilidade de Lactobacillus acidophilus (La-5)
adicionado em sorvetes e determinar as características físico-químicas e a aceitabilidade
sensorial do produto. Dois tipos de sorvetes probióticos foram elaborados, um contendo a
bactéria probiótica livre (não encapsulada) e o outro contendo a bactéria probiótica
microencapsulada. A microencapsulação melhorou significativamente (p < 0,05) a viabilidade
da bactéria probiótica durante 12 semanas de estocagem dos sorvetes a -18 ± 2 ºC. O
conteúdo de células livres diminuiu 0,35 ciclos log após as 12 semanas, enquanto que o
conteúdo de células microencapsuladas diminuiu 0,27 ciclos log. Quanto às características
físico-químicas houveram diferenças significativas (p < 0,05) entre os valores de umidade,
lipídios, proteínas, carboidratos totais, acidez e pH dos sorvetes. No entanto, a
microencapsulação não influenciou a aceitabilidade sensorial do produto, sendo que ambos os
sorvetes foram sensorialmente aceitos pelos julgadores.
Palavras-chave: Probiótico. Sorvete. Microencapsulação. Lactobacillus acidophilus.
Estocagem. Aceitabilidade sensorial.
Abstract
Therapeutic benefits have led to an increase in the incorporation of probiotic bacteria in
dairy products such as ice cream. However the efficacy of the addition of these bacteria in
foods depends on the administered dose and of the maintenance of its viability during the
60
storage of the product. The physical protection of the probiotics for microencapsulation is the
new bet to increase its survival. Thinking about that, the objective of this work was to
evaluate the influence of the microencapsulation in the viability of Lactobacillus acidophilus
(La-5) added in ice creams and to determine the physico-chemical characteristics and the
sensorial acceptability of the product. Two types of probiotic ice creams were elaborated one
containing the free probiotic bacteria (non-encapsulated) and the other containing the
probiotic microencapsulated bacteria. The microencapsulation improved significantly (p <
0.05) the viability of the probiotic bacterium during 12 weeks of storage of the ice creams to -
18 ± 2 ºC. The content of free cells reduced 0.35 cycles log after the 12 weeks, while the
content of microencapsulated cells reduced 0.27 cycles log. For the physico-chemical
characteristics there was significant difference (p < 0.05) among the humidity values, lipids,
proteins, total carbohydrates, acidity and pH of the ice creams. However, the
microencapsulation didn't influence the sensorial acceptability of the product, and both ice
creams were sensorially accepted by the judges.
Keywords: Probiotic. Ice cream. Microencapsulation. Lactobacillus acidophilus. Storage.
Sensory acceptability.
1. Introdução
Probióticos são microrganismos vivos que quando administrados em quantidades
adequadas conferem benefícios a saúde do consumidor (SANDERS, 2003). Estas bactérias
ingeridas vivas e em quantidades suficientes têm uma influência benéfica sobre a saúde
humana, melhorando o balanço da microbiota intestinal e a defesa da mucosa contra
patógenos (ALMEIDA et al., 2008; SHAH, 2007). Benefícios adicionais a saúde incluem a
modulação da resposta imunológica, redução dos níveis séricos de colesterol, síntese de
vitamina e atividade anticancerígenas (BOYLSTON et al., 2004).
Atualmente, alimentos adicionados de microrganismos probióticos, como o
Lactobacillus acidophilus, estão ganhando popularidade e, portanto crescente interesse da
indústria de produtos lácteos (GODWARD; KAILASAPATHY, 2003; ONG et al., 2006).
Isso se deve a uma tendência mundial que aponta para a necessidade de que os alimentos não
sejam mais somente vistos como fonte de nutrientes com apelo sensorial, mas também como
fonte de bem-estar e benefícios a saúde dos indivíduos (FÁVARO-TRINDADE et al., 2008).
Segundo Vrese e Schrezenmeir (2008) iogurtes e leites fermentados são os lácteos
probióticos mais encontrados no mercado. Porém são inúmeras as pesquisas visando o
desenvolvimento de novos produtos como, por exemplo, diversos tipos de sorvetes, queijos,
mouses, sucos de frutas e alimentos a base de soja adicionados de microrganismos probióticos
61
(ARAGON-ALEGRO et al., 2007; KAILASAPATHY; SULTANA, 2003; SAARELA et al.,
2006).
O sorvete é um alimento com qualidades nutritivas significantes e bem assimiladas pelo
organismo (BAOYIFIT et al., 2006), o que faz dele um veículo adequado para a introdução de
microrganismos probióticos na dieta humana (ALKIN et al., 2007). Segundo Homayouni et
al. (2006) a eficiência da adição de bactérias probióticas em alimentos depende da dose
administrada (≥ 10
6
UFC/g do produto), do tipo de alimento, da temperatura de estocagem e
da presença de oxigênio no produto. Alguns autores têm demonstrado que processos como o
congelamento e a incorporação de ar no sorvete podem afetar dramaticamente o número de
microrganismos probióticos viáveis presentes durante o tempo de vida-útil do produto
(HOMAYOUNI et al. 2006; KAILASAPATHY; RYBKA, 1997; KAILASAPATHY;
SULTANA, 2003).
A proteção física dos probióticos por microencapsulação é a nova aposta para aumentar
a sobrevivência destes microrganismos. O processo de microencapsulação ajuda a isolar as
células bacterianas dos efeitos do ambiente hostil prevenindo contra uma potencial perda
celular (KRASAEKOOPT et al., 2003; MORTAZAVIAN et al., 2006). Assim, a
microencapsulação poderia facilitar a fabricação de produtos lácteos probióticos, como o
sorvete, contendo bactérias viáveis e estáveis durante todo período de estocagem
(PIMENTEL-GONZÁLEZ, 2009).
O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade de Lactobacillus acidophilus (La-5)
adicionado em sorvete na forma livre ou microencapsulada, e determinar as características
físico-químicas e a aceitabilidade sensorial do produto.
2. Materiais e Métodos
2.1 Preparação da cultura
Cultura pura e liofilizada de Lactobacillus acidophilus (La-5) (Chr. Hansen, Hønsholm,
Dinamarca) foi adicionada, na concentração de aproximadamente 9 log UFC/mL, em uma
solução estéril de leite em pó desnatado 12 % (m/v). A solução estoque formada foi mantida a
temperatura de -18 ± 2 ºC e reativada em estufa a 37 ºC, durante 4 horas, antes de ser utilizada
62
no processo de microencapsulação ou adicionada no sorvete como bactéria livre (não-
encapsulada).
2.2 Microencapsulação da bactéria probiótica
Microcápsulas foram preparadas em gel de alginato de sódio 3 % (m/v) (Vetec, MG
Química Comercial, Brasil) através da técnica de spray drying. Todos os reagentes e materiais
utilizados foram previamente esterilizados a 121 ºC por 15 minutos. Uma mistura contendo
100 ml da solução estoque de Lactobacillus acidophilus em leite em pó desnatado 12 % (m/v)
e 250 ml de alginato de sódio foi homogeneizada durante 5 minutos em agitador magnético e
submetida à secagem em spray dryer de escala laboratorial (B-290 mini spray dryer, Buchi,
Flawil, Suíça). O spray dryer foi operado com temperatura de entrada de ar de 150 ºC e
temperatura de saída de ar de 50 – 60 ºC. O pó de microcápsulas foi coletado na parte inferior
do ciclone e imediatamente estocado em recipientes hermeticamente fechados, sob
congelamento a -18 ± 2 ºC.
2.3 Elaboração dos sorvetes probióticos
Os sorvetes probióticos foram produzidos pela empresa Amoratto Sorvetes Artesanais,
localizada na cidade de Florianópolis, estado de Santa Catarina, no sul do Brasil. Duas caldas
brancas idênticas foram formuladas separadamente, uma calda foi utilizada para a elaboração
do sorvete contendo bactéria probiótica livre e a outra calda para o sorvete contendo bactéria
probiótica microencapsulada. Os ingredientes das caldas foram adicionados no pasteurizador
durante o processo de aquecimento, sob agitação contínua. As caldas foram pasteurizadas a 80
± 2 ºC por 25 s, resfriadas até 7 ± 2 ºC e maturadas a 4 ± 2 ºC durante 18 h, sob agitação
contínua. No termino da maturação, 2,5 % (m/v) de saborizante e 10 % (v/v) de polpa de
morango foram adicionados. As caldas foram homogeneizadas e a bactéria probiótica, livre
ou microencapsulada, foi adicionada na concentração de aproximadamente 7,6 log UFC/g de
sorvete. As caldas foram então introduzidas na produtora de sorvete onde foram batidas e
congeladas a temperatura de - 18 ± 2 ºC em um processo contínuo. Os sorvetes foram
63
acondicionados em embalagens plásticas com capacidade de 50 ml e levados para uma
câmara frigorífica, com temperatura de - 22 ºC, onde continuaram o seu processo de
congelamento. Após a fabricação os sorvetes foram mantidos sob temperatura de -18 ± 2 ºC e
submetidos a enumeração de células viáveis no primeiro dia de estocagem e semanalmente ao
longo de 12 semanas.
2.4 Enumeração de células viáveis
Para determinar o conteúdo de células viáveis no sorvete contendo bactéria livre e no
sorvete contendo bactéria microencapsulada, foi utilizado o meio de crescimento ágar MRS
(Merck, Darmstadt, Alemanha). Foram realizadas diluições seriadas das amostras em água
peptonada 0,1 % (m/v) e estas foram plaqueadas em profundidade utilizando alíquotas de 1
mL. As placas foram incubadas sob anaerobiose a 37 ± 2 ºC por 72 horas. Os resultados
foram expressos em log de unidade formadora de colônia por grama de sorvete (log UFC/g).
A análise foi realizada em triplicata.
Para a liberação das células das microcápsulas o sorvete contendo bactéria
microencapsulada foi previamente diluído em tampão fosfato (0,1 M, pH 7,0) e
homogeneizado em agitador magnético durante 15 minutos, de acordo com o método descrito
por Sheu e Marshall (1993).
64
2.5 Análise físico-química
Os sorvetes foram analisados quanto à umidade (% m/m), lipídios (% m/m), proteínas
(% m/m) e cinzas (% m/m) pela AOAC (2005), e carboidratos totais (% m/m) obtidos por
diferença. As medidas dos valores de acidez titulável (% de ácido lático) foram realizadas
conforme o método descrito por Arbuckle (1986) usando hidróxido de sódio 0,1 N e
fenolftaleína, enquanto o pH foi determinado em pHmetro (MP220, Metler-Toledo,
Greinfensee, Suíça). Todas as análises foram realizadas em triplicata.
2.6 Análise sensorial
Antes da análise sensorial, foi providenciado o parecer de aprovação do Comitê de Ética
em Pesquisa com Seres Humanos da UFSC (Anexo C). A avaliação sensorial foi realizada de
acordo com Meilgaard, Civille e Carr (1999), 1 semana após a elaboração dos sorvetes.
Os sorvetes foram submetidos ao teste de aceitabilidade global (Anexo D), com 300
julgadores não treinados e consumidores habituais deste produto, através de uma escala
hedônica mista estruturada de 9 pontos (1 = desgostei muitíssimo; 9 = gostei muitíssimo).
Além disso, foi avaliada a intenção de compra do produto através de uma escala de 5 pontos
(1 = certamente não compraria; 5 = certamente compraria). As amostras foram codificadas e
apresentadas aos julgadores monadicamente, em embalagens plásticas de 50 mL, a -18 ± 2 ºC.
2.7 Análise estatística
A análise dos dados foi realizada no software Statistica versão 6.0 (2001) (Statsoft
Inc., Tulsa, OK, EUA). Foi utilizada a análise de variância (ANOVA) one-way a fim de
encontrar diferenças entre as médias, com um nível de significância de 5 %. O teste de Tukey
foi utilizado para comparação das médias, quando encontradas diferenças significativas entre
os tratamentos.
65
2.8 Análise de custo
Os custos relativos a adição da cultura probiótica livre ou microencapsulada no sorvete
foram calculados a partir da cotação do pacote de cultura pura e liofilizada DVS LA-5,
fornecida pela Chr. Hansen Industria e Comércio Ltda., e do rendimento da cultura livre em
relação ao processo de microencapsulação por spray drying.
Esta análise de custo não determinou o custo final de produção dos sorvetes uma vez
que não foram levados em conta os valores dos ingredientes utilizados na sua elaboração. A
formulação básica da calda e as etapas de fabricação do sorvete não são alteradas com a
adição da bactéria probiótica, dessa forma um sorvete probiótico pode ser produzido a partir
de qualquer calda, com diferentes formulações. Para determinar o custo final do produto,
seriam necessários levantamentos quanto a mão-de-obra e os custos indiretos de fabricação.
3. Resultados e Discussão
3.1 Sobrevivência da bactéria probiótica livre e microencapsulada durante a estocagem dos
sorvetes
A microencapsulação melhorou significativamente (p < 0,05) a sobrevivência da
bactéria probiótica, quando comparada com a bactéria livre, após 12 semanas de estocagem
dos sorvetes a -18 ± 2ºC. A viabilidade da bactéria livre diminuiu cerca de 0,35 ciclos log (de
(2,28 ± 0,03) x 10
7
UFC/g para (1,02 ± 0,03) x 10
7
UFC/g) após 12 semanas de estocagem,
enquanto que a bactéria microencapsulada mostrou diminuição de 0,27 ciclos log (de (2,80 ±
0, 00) x 10
7
UFC/g para (1,50 ± 0,01) x 10
7
UFC/g) (Figura 1).
Resultados semelhantes foram encontrados por Shah e Ravula (2000) que reportaram
que a microencapsulação aumentou a viabilidade de Lactobacillus acidophilus MJLA1 e
Bifidobacterium spp. BDBB2 durante 12 semanas de estocagem a - 20 ºC de sobremesas
lácteas fermentadas. Sheu e Marshall (1993) mostraram um aumento de 40 % na
sobrevivência da bactéria probiótica adicionada em leite congelado quando microencapsulada
66
em gel de alginato. Segundo Homayouni et al. (2008a) células bacterianas microencapsuladas
demoram mais tempo para apresentar uma diminuição substancial da viabilidade quando
expostas as condições adversas que ocorrem durante a fabricação dos sorvetes. A
microencapsulação protege as células contra lesões provocadas pela tensão mecânica durante
a mistura da calda, pela incorporação de ar e pelo processo de congelamento e estocagem do
produto (Homayouni et al., 2008b).
Ambos os sorvetes elaborados, adicionados da bactéria probiótica livre ou da bactéria
probiótica microencapsulada, foram considerados probióticos, já que apresentaram contagens
superiores a 10
6
UFC/g. De acordo com Boylston et al. (2004) e Gomes e Malcata (1999),
para ser considerado probiótico o produto deve conter uma concentração de no mínimo 10
6
UFC/g ou mL no momento do consumo.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tempo (semanas)
6,0
6,2
6,4
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
8,0
Log
10
(UFC/g)
Figura 1. Sobrevivência de Lactobacillus acidophilus (La-5) ( ο ) livre e ( ● )
microencapsulado, durante a estocagem dos sorvetes a -18 ± 2ºC. As barras de erro
representam o desvio padrão em relação as médias (n = 3). A semana 0 corresponde a
contagem de células viáveis (UFC/g) realizada no primeiro dia de estocagem.
67
3.2 Características físico-químicas
Os valores médios para as características físico-químicas dos sorvetes probióticos estão
apresentados na Tabela 1. Houve diferença significativa (p < 0,05) nos valores de umidade,
lipídios, proteínas, carboidratos totais, acidez e pH entre as amostras de sorvete. Essa
diferença pode ser justificada pelo fato de que os sorvetes foram elaborados separadamente, a
partir da produção de duas caldas brancas (item 2.3). Os ingredientes de cada calda foram
pesados em momentos diferentes o que pode ter ocasionado pequenas variações na
composição dos produtos.
Ambos os sorvetes atenderam a legislação brasileira que exige que gelados comestíveis
a base de leite adicionado de polpa de fruta contenham no mínimo de 2,5 % de lipídios e 2,5
% de proteínas (BRASIL, 1999). Não foram encontrados na literatura trabalhos que tenham
realizado a caracterização físico-química de sorvetes probióticos adicionados de bactérias
livres ou microencapsuladas, para que seja feita uma análise comparativa com os resultados
obtidos nesse trabalho.
Tabela 1. Caracterização físico-química dos sorvetes probióticos
Sorvete com Lactobacillus
acidophilus livre
Sorvete com Lactobacillus
acidophilus microencapsulado
Umidade (% m/m) 66,77
a
± 0,36 63,41
b
± 0,18
Lipídios (% m/m) 7,28
a
± 0,19 7,97
b
± 0,09
Proteínas (% m/m) 4,85
a
± 0,05 4,74
b
± 0,04
Cinzas (% m/m) 0,93
a
± 0,14 1,12
a
± 0,12
Carboidratos totais (% m/m) 20,15
a
± 0,41 22,74
b
± 0,19
Acidez (% ácido lático) 0,53
a
± 0,01 0,63
b
± 0,02
pH 5,24
a
± 0,01 5,11
b
± 0,00
* Resultados expressos como média ± desvio padrão (n = 3). Letras minúsculas diferentes, na mesma
linha, indicam que há diferença significativa (p<0,05) entre as médias.
3.3 Avaliação sensorial
68
As médias das notas atribuídas pelos julgadores, em relação a aceitabilidade global dos
sorvetes, foram 8,32 (± 0,74) para o sorvete contendo bactéria probiótica livre e 8,21 (± 0,71)
para o sorvete contendo bactéria probiótica microencapsulada. Ambos os sorvetes foram
sensorialmente aceitos, pois a média de aceitabilidade ficou acima de 8 (gostei muito), no
entanto não houve diferença significativa (p > 0,05) entre as médias das notas das amostras,
indicando que a microencapsulação da bactéria não interferiu na aceitabilidade dos sorvetes.
De acordo com Aryana e Summers (2006), Cruz et al. (2009) e Hekmat e McMahon (1992) a
produção de sorvetes probióticos com elevada aceitação sensorial é uma tarefa difícil e requer
um grande conhecimento das técnicas de fabricação, quando comparado com os sorvetes
convencionais. Fávaro-Trindade et al. (2006) e Hagen e Narvhus (1999) relataram que
sorvetes probióticos sensorialmente aceitos pelos consumidores apresentam ausência de
“flavour probiótico”, possuindo boa qualidade sensorial.
Com relação à intenção de compra, para o sorvete contendo bactéria probiótica livre, 55
% dos julgadores responderam que certamente comprariam o produto (nota 5 do teste de
intenção de compra), 37 % possivelmente comprariam (nota 4) e 9 % talvez comprassem/
talvez não comprassem (nota 3). Para o sorvete contendo bactéria probiótica
microencapsulada, 54 % dos julgadores certamente comprariam o produto, 40 %
possivelmente comprariam e apenas 6 % talvez comprassem/talvez não comprassem. Nenhum
julgador respondeu que possivelmente ou certamente não comprariam os sorvetes.
3.4 Custo da adição da bactéria probiótica livre ou microencapsulada no sorvete
Considerou-se para a análise de custo a produção de sorvetes probióticos contendo
aproximadamente 10
7
UFC da bactéria probiótica livre ou microencapsulada /g de produto.
Essa concentração foi definida com base nos resultados da análise de sobrevivência da
bactéria probiótica durante a estocagem dos sorvetes (item 3.1), a fim de garantir uma
concentração de células viáveis superior a 10
6
UFC/g ao longo de toda a vida-útil do produto
como requerido pela legislação brasileira (BRASIL, 2000). Segundo cotação realizada em 14
de setembro de 2009 o preço de 25 g da cultura pura e liofilizada DVS LA-5 (1 pacote), na
concentração de 10
11
UFC/g, equivale a 51 euros ou 134,62 reais.
Na fabricação dos sorvetes elaborados neste trabalho o batimento de 1L de calda
resultou na produção de aproximadamente 2,34 L (1,17 Kg) de sorvete. Esses valores variam
69
em cada processo dependendo do tempo de batimento e da quantidade de ar incorporado.
Portanto para a elaboração do sorvete adicionado de bactéria livre 25 g de cultura foram
necessários para a fabricação de 466 L (233 Kg) de sorvete probiótico contendo 10
7
UFC/g. O
incremento dado ao custo do litro de sorvete pela adição da cultura probiótica livre
correspondeu a:
LR
L
R
29,0$
466
62,134$
=
Na microencapsulação da bactéria probiótica em spray dryer 25 g de cultura resultaram
em cerca de 400 g de microcápsulas secas numa concentração de 1,9 x 10
8
UFC/g. Para que o
sorvete com bactéria probiótica microencapsulada alcançasse uma concentração de 10
7
UFC/g, 400 g de microcápsulas foram necessários para a fabricação de apenas 14 L (7 Kg) de
sorvete probiótico. O custo adicionado ao litro do sorvete pela introdução da cultura
probiótica microencapsulada foi de:
LR
L
R
21,9$
14
62,134$
=
Apesar do custo da adição da bactéria probiótica microencapsulada no sorvete ser
bastante elevado em comparação com a adição da bactéria livre, a microencapsulação foi
essencial para garantir a sobrevivência das células não só ao longo do tempo de estocagem do
produto mas também durante a passagem pelo trato gastrointestinal humano, resistindo
melhor ao meio ácido e as altas concentrações de bile.
Em conclusão, a microencapsulação melhorou a viabilidade da bactéria probiótica
Lactobacillus acidophilus (La-5) durante a estocagem dos sorvetes, porém não influenciou a
aceitabilidade sensorial do produto. Os sorvetes probióticos foram sensorialmente aceitos
pelos julgadores que afirmaram que possivelmente ou certamente comprariam o produto.
Além disso, o sorvete mostrou ser um bom veículo para a ingestão de bactérias probióticas, já
que o conteúdo de células viáveis, tanto livres quanto microencapsuladas, permaneceu
superior a 10
6
UFC/g ao longo de todo período de realização do trabalho. Um estudo de
otimização do método de microencapsulação por spray dryer seria uma alternativa para
70
melhorar o rendimento e diminuir os custos de produção do sorvete probiótico adicionado de
células microencapsuladas.
Agradecimentos
Os autores agradecem à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
(CAPES) e a empresa Amoratto Sorvetes Artesanais.
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74
CONCLUSÕES
• O presente estudo mostrou que a microencapsulação de Lactobacillus acidophilus (La-5)
em gel de alginato, por emulsificação ou por spray drying, é capaz de melhorar a
sobrevivência da bactéria probiótica durante 12 semanas de estocagem em baixa
temperatura.
• Em meio ácido e em concentrações de sais de bile as microcápsulas produzidas por spray
drying foram mais resistentes do que as microcápsulas produzidas por emulsificação,
melhorando a sobrevivência da bactéria probiótica quando exposta a condições
gastrointestinais humanas.
• A técnica de microencapsulação por spray drying foi considerada mais eficiente e segura
para incorporação de bactérias probióticas em novos produtos lácteos.
• Na fabricação de sorvetes probióticos a microencapsulação melhorou a viabilidade da
bactéria, durante 12 semanas de estocagem do produto a -18 ± 2ºC.
• Os sorvetes elaborados com a bactéria probiótica livre ou com a bactéria probiótica
microencapsulada apresentaram características físico-químicas distintas, porém dentro das
exigências estabelecidas pela legislação.
• Quanto a avaliação sensorial, a microencapsulação não influenciou na aceitabilidade do
sorvete. Os dois tipos de sorvete foram sensorialmente aceitos pelos julgadores que
afirmaram que possivelmente ou certamente comprariam o produto.
• Além disso, o sorvete mostrou ser um bom veículo para a ingestão de bactérias
probióticas, já que o conteúdo de células viáveis, tanto livres quanto microencapsuladas,
permaneceu superior a 10
6
UFC/g ao longo de todo período do estudo.
75
ANEXOS
76
ANEXO A – Parecer de aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da
UFSC
77
78
ANEXO B – Ficha para avaliação sensorial dos testes de aceitabilidade global e intenção de
compra
79
TESTE DE ACEITABILIDADE – ESCALA HEDÔNICA
Nome: ___________________________________________ Data:______________
Amostra: _______________
Prove a amostra de sorvete de morango e avalie o quanto você gostou ou desgostou usando a
escala abaixo.
9 – Gostei muitíssimo
8 – Gostei muito
7 – Gostei moderadamente
6 – Gostei levemente
5 – Indiferente
4 – Desgostei levemente
3 – Desgostei moderadamente
2 – Desgostei muito
1 – Desgostei muitíssimo
Nota: ______________
TESTE DE INTENÇÃO DE COMPRA
Se você encontrasse este sorvete a venda, você:
(5) certamente compraria
(4) possivelmente compraria
(3) talvez comprasse/ talvez na comprasse
(2) possivelmente não compraria
(1) certamente não compraria
Obrigada!
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