Graduação em Biotecnologia Disciplina de Biotecnologia Microbiana II. Probióticos. Por que devemos consumí-los diariamente?

Transcrição

1 15 de maio de 2013 Graduação em Biotecnologia Disciplina de Biotecnologia Microbiana II Probióticos Por que devemos consumí-los diariamente? Prof. Fabricio Rochedo Conceição

2 Probióticos Probiótico significa a favor da vida *FAO/WHO: Probióticos são micro-organismos vivos que ao serem administrados em quantidade adequada conferem benefícios à saúde do hospedeiro *Roy Fuller (1989): Um suplemento alimentar com micro-organismos vivos que afetam beneficamente o hospedeiro animal por incrementar o balanço da microbiota intestinal *Alimentos funcionais, dose dependente (aproximadamente 10 8 células viáveis/dia)

3

4

5 Histórico Sugeriu que a longevidade de camponeses búlgaros resultava do consumo de leites fermentados O consumo de bactérias vivas, tais como Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus, na forma de iogurte, era benéfico para a saúde do trato gastrointestinal, bem como para a saúde geral e longevidade. Metchnikoff, E The Prolongation of Life, London: William Heinemann

6 Microbiota do Corpo Humano Fornece evidências que fundamentam a utilização de probióticos Aproximadamente 100 trilhões de bactérias residem no corpo humano Mais de 400 espécies bacterianas, porém somente 30 a 40 destas espécies chegam a atingir níveis dominantes Aproximadamente bactérias/g de fezes ; estima-se que representam 1 kg

7

8

9 Propriedades de um probiótico Segurança para o consumo humano Status GRAS (Generally Recognized as Safe) Histórico de não patogenicidade Não produzir toxinas, não apresentar atividade hemolítica, não infectar imunocomprometidos Ausência de genes de resistência à antibióticos Ser de origem humana (preferencialmente) Resistência às condições do TGI Baixo ph do suco gástrico, enzimas digestivas, secreções pancreáticas, intestinais e bile

10 Capacidade de adesão à mucosa intestinal: colonizar ou persistir no intestino Ser metabolicamente ativo no intestino Capacidade de modular a microbiota endógena Capacidade de modular o sistema imune Capacidade de modular a atividade metabólica local

11 Resistência ao processamento e estabilidade Capacidade de ser manipulado e incorporado a produtos alimentícios sem perder a viabilidade e a funcionalidade Capacidade de promover propriedades sensoriais adequadas ao produto Capacidade de manter-se viável por longo tempo durante a estocagem e transporte Ter sua eficácia comprovada através de ensaios em humanos e animais

12

13 Gênero Lactobacillus Lactobacillus acidophilus Fazem parte da microbiota humana normal (vagina e intestino) Resistem à acidez gástrica e aos sais biliares Capacidade de aderência - variável em função da cepa Convertem lactose e outros açúcares a ácido lático (fermentação) Gram +, anaeróbio facultativo ou microaerófilo (jarra de anaerobiose) Crescem bem entre 35 e 40ºC em meio MRS São extremamente lábeis - refrigeração Espécies mais utilizadas: L. acidophilus, L. rhamnosus e L. casei

14 Gênero Bifidobacterium Bifidobacterium bifidum Fazem parte da microbiota humana normal (vagina e intestino grosso) Possuem uma boa resistência à acidez gástrica e aos sais biliares * Cerca de 30% alcançam o intestino delgado vivas, atingindo assim altas concentrações no cólon. As de origem humana são capazes de utilizar a galactose, lactose, frutose e glicose como fontes de carbono Gram +, anaeróbias Crescimento ótimo entre 37 e 41ºC e o ph entre 6 e 7 Extremamente lábeis - refrigeração Espécies mais utilizadas: B. infantis, B. longum, B. breve e B. bifidum

15 Gênero Bacillus Bacillus cereus Encontrados no solo Não fazem parte da microbiota humana normal???? Gram +, imóveis e aeróbios A temperatura de crescimento ótimo é 37ºC Crescem bem em vários meios (simples, LB, BHI, LB, NYSM...) Formam esporos (formas de resistência) Os esporos resistem ao processso de peletização Espécies mais utilizadas: B. cereus, B. subtilis e B. coagulans

16 Gênero Saccharomyces Saccharomyces boulardii Leveduras de origem não humana (frutas) Não fazem parte da microbiota humana normal Aeróbias Temperatura de crescimento ótimo é 30ºC Crescem bem em YPD, YM, entre outros Resistem à processos de dessecação (liofilização e spray dryer) Não são afetadas pelo uso de antibacterianos Espécies mais utilizadas: S. cerevisiae e S. boulardii

17 *** Nem todas as cepas têm propriedades probióticas *** Diferentes cepas = diferentes efeitos

18 Mecanismos de ação 1- Exclusão competitiva - Competição por sítios de adesão - Competição por nutrientes - Produção de compostos antimicrobianos 2- Alteram metabolismo microbiano - Aumento ou diminuição da atividade enzimática 3- Incremento e modulação da imunidade do hospedeiro

19 Aplicações Em medicina humana na prevenção e tratamento de doenças (bioterapêuticos), na regulação da microbiota intestinal, em distúrbios do metabolismo gastrintestinal, como imunomoduladores e na inibição da carcinogênese Em medicina veterinária, além dessas aplicações, podem também ser usados como promotores de crescimento, constituindo-se em uma alternativa aos antibióticos, cujo uso indiscriminado pode selecionar cepas resistentes

20

21 Probióticos na Aquacultura

22

23

24 Como selecionar micro-organismos probióticos? Guia para avaliação de probióticos (FAO/WHO, 2002) Testes in vitro e in vivo origem (humana, animal ou ambiental) estabilidade frente ao ácido e à bile capacidade de colonizar o trato gastrintestinal capacidade de produzir compostos antimicrobianos capacidade de modular o sistema imune segurança para o consumo humano ou animal

25 Produção de probióticos Conservação da cepa Cultivo Scale up

26 Downstream processing Centrifugação Liofilização Spray Dryer Refrigeração Microencapsulamento Materiais mais usados: goma arábica, amido, celuloses, maltodextrina, proteínas e lipídeos...

27 Perspectivas futuras Probióticos recombinantes

28 Mimetismo de receptor

29 Prebióticos são ingredientes alimentares não digeríveis (oligossacarídeos) que estimulam seletivamente o crescimento e/ou atividade de microrganismos benéficos da microbiota do cólon. Quando probióticos e prebióticos são administrados conjuntamente, eles constituem um Simbiótico

30 OBRIGADO!