Probióticos nos alimentos: aspectos tecnológicos, funcionais e de segurança

Transcrição

1 nos alimentos: aspectos tecnológicos, e de Ana Gomes Centro de Biotecnologia e Química Fina Universidade Católica Portuguesa Rua Dr. António Bernardino Almeida P Porto, Portugal Ciência 2008 Encontro com a Ciência em Portugal Fundação Calouste Gulbenkian, 2 de Julho

2 Probiótico em Suplemento bioactivo, que afecta benéficamente o hospedeiro (após ingestão em números suficientes) por melhoria das propriedades da microflora indígena; (i.e. melhor equilíbrio microbiano intestinal) FAO, 2001

3 Supressão de patogénicos endógenos ex. diarreia em Supressão de patogénicos exógenos ex. diarreia Probiótico Mecanismos de acção Resistência Colonização AGCC, vitaminas (folato), glutamina ao epitélio colon Factores de Risco Cancro do Colon Composição normalisada microbiota intestinal Controlo do Síndrome Inflamatório Intestinal Efeitos Metabólicos Níveis baixos de reacçoes toxigénicas/mutagénicas Resposta imunitária equilibrada Imunomodulação Desconjugação de sais biliares Hidrólise Lactose Alívio de sintomas de alergias alimentares em crianças Imunidade inata melhorada Colesterol sanguíneo Tolerância à Lactose

4 : Validação biológica e aplicações tecnológicas Biopeptídos: Caracterização e validação biológica Ciências da Saúde Leite fermentado Enterococcus Queijo Bifidobacterium/ Lactobacillus Requeijão Biopeptidos em queijo Biopeptidos de proteína de soro ALIMENTOS ALIMENTOS FUNCIONAIS Tecnologia Ciência e Tecnol-ogia de queijo Isolamento/selecção de enterococos com potencial tecnológico Coalho vegetal Hidrólise de caseína /queijo modelo Isolamento/selecção de BAL autóctones como culturas de arranque Queijos tradicionais Caracterização e melhoramento Melhoramento Requeijão Melhoramento de queijo Meio de cultura para produção de exopolissacarídeos Coalho vegetal Hidrólise de proteínas de soro Requeijão Soro caracterização e valorização

5 Áreas de Investigação em Tecnologias de protecção Vectores alimentares Funcionalidade Segurança

6 Microrganismos probióticos: Novos vectores alimentares VALORIZAÇÃO DO SORO POR ADIÇÃO DE PROBIÓTICOS em Madureira, A. R., Gião, M. S., Pintado, M. E., Gomes, A. M. P., Freitas, A. C. & Malcata, F.X. (2005). Journal of Food Science 70(3): M160-M165. Madureira, A. R., Pintado, M. E., Gomes, A. M. P., Freitas, A. C. & Malcata, F. X. (2006). Matrizes proteícas como veiculos para probióticos. Anil Leite I+D+T 1 (4), 8-10 Madureira, A. R., Soares, J. C., Gomes, A. M., Pintado, M. E. Freitas, A. C. & Malcata, F. X. (2008). Dairy Science Technology (aceite para publicação)

7 Estirpes probióticas - Bifidobacterium animalis Bo - Bifidobacterium animalis BLC1 - Lactobacillus acidophilus Ki - Lactobacillus acidophilus LAC1 - Lactobacillus paracasei ssp. paracasei - Lactobacillus brevis - Controlo (sem bactérias) 10% (v/v) adição a matrizes proteicas de soro homogeneização distribuição por frascos estéreis Análise viabilidade controlo microflora contaminante perfil acidificação análises químicas 0, 3, 7, 14, 21 e 21 d amostragem armazenamento a 7 ºC, durante 21 d Madureira, A. R., Gião, M. S., Pintado, M. E., Gomes, A. M. P., Freitas, A. C. & Malcata, F.X. (2005). Journal of Food Science 70(3): M160-M165.

8 em Matrizes: 80 % soro de vaca + 20 % leite de vaca 90 % soro de vaca + 10 % leite de ovelha 100 % soro de ovelha 90 % soro de ovelha + 10 % soro de ovelha 100 % mistura de soro (resultante de produção queijo com 90% leite de ovelha + 10 % leite de vaca) 90 % mistura de soro + 10 % leite de vaca 90 % mistura de soro + 10 % leite de ovelha Aditivos: Matrizes salgadas - 0.8% Sal - 0.8% Sal % Xantano - 0.8% Sal+ 0.05% alho % ervas aromáticas Matrizes doces 5% açúcar 10% doce de morango 5% açúcar + 3% aloe Vera 5% açúcar+ 4.7% chocolate + 4.5% fibra de chocolate

9 Viabilidade com aditivos doces Lactobacillus paracasei ssp. paracasei em Log (cfu/g) Time (d) i) Simples (x); ii) 5% açúcar ( ) iii) 10% doce de morango ( ); iv) 5% açúcar + 3% aloe vera ( ); v) 5% açúcar + 4.7% chocolate + 4.5% fibra de chocolate ( ) - Perfil de viabilidade de L. paracasei semelhante em todas as matrizes => número de células mais elevado na matriz com chocolate => potential efeito prebiótico de fibra de chocolate - viabilidade de L. paracasei estatisticamente afectada por tempo de armazenagem e presença de aditivos Madureira, A. R., Soares, J. C., Gomes, A. M., Pintado, M. E. Freitas, A. C. & Malcata, F. X. (2008). Dairy Science Technology (aceite para publicação)

10 Microrganismos probióticos: Novos vectores alimentares VECTORES ALIMENTARES NÃO LACTEOS em Inácio, J., Franco, M. I., Gomes, A. M. P.,. & Malcata, F.X. (2008). International Probiotic Conference (comunicação oral)

11 Microrganismos probióticos: Matriz de aveia 6 Fermentation time (h) Tempo de fermentação em 0 C - oat matrix NC - oat matrix Br Bu Ki Bo Viabilidade log (CFU/ml) Innoculum C - oat matrix NC - oat matrix Br Bu Ki Bo

12 Microrganismos probióticos: Sobrevivência no tracto gastrointestinal em PERFORMANCE DE PROBIÓTICOS SOB CONDIÇÕES GASTRINTESTINAIS SIMULADAS Madureira, A. R., Pereira, C. I., Truszkowska, K., Gomes, A. M., Pintado, M. E. & Malcata, F. X. (2005). International Dairy Journal 15(6-9):

13 Simulação de condições de GI em e Pepsina Estômago Intestino Adição de Sais biliares Estirpes probióticas Bifidobacterium animalis BLC-1 Lactobacillus acidophilus LAC-1 Lactobacillus paracasei ssp. paracasei LCS-1 B. animalis Bo L. acidophilus Ki L. brevis LMG 6906 B. animalis Bb-12 Madureira, A. R., Pereira, C. I., Truszkowska, K., Gomes, A. M., Pintado, M. E. & Malcata, F. X. (2005). International Dairy Journal 15(6-9):

14 Lactobacillus acidophilus Lac1 em i. Nº Viable células numbers viáveis Log (cfu ml -1 ) BS SB BS SB Tempo Time (min) ( ) - controlo (sem SG* ou SB) ( ) - 60 min SG + 60 min SB ( ) min SG min SB * Suco gástrico Madureira et al., (2005). International Dairy Journal 15(6-9):

15 em Death rates (log cfu g -1 min -1 ) Strain GJ GJ/BS Lactobacillus ± ± acidophilus LAC-1 Lactobacillus ± ± acidophilus Ki Lactobacillus paracasei ± ± ssp. paracasei LCS-1 Bifidobacterium animalis ± ± BLC-1 Bifidobacterium animalis ± ± Bo Bifidobacterium animalis ± ± Bb-12 Lactobacillus brevis ± ± LMG 6906 Madureira et al., (2005). International Dairy Journal 15(6-9):

16 Microrganismos probióticos: Produção de ácido linoleico conjugado em 0 PAPEL DE PROBIÓTICOS NA PRODUÇÃO DE CLA Rodríguez-Alcalá, L., Braga, T., Silva, J., Teixeira, P., Gomes, A.M., Malcata, F.X., Fontecha, J. (2008) International Journal of Food Microbiology (submetido)

17 Ácido linoleico conjugado Ácido cis-9, cis-12 linoleico H 3 C O C OH em c9,t11 CLA Processo de conjugação t10,c12 CLA 9 CLA Efeitos fisiológicos - Controlo do peso corporal: aumento de massa magra/massa gorda - Actividade antioxidante - Redução de LDL/HDL

18 Ácido linoleico conjugado Count: LA Contagens: LA Count: Contagens: Safflower h 24h h 48h LA C LA C LA C LA C LA C 0 Cr C Cr C Cr C Cr C Cr C Bb12 BLC Lac1 L lactis L plantarum Bb12 BLC Lac1 L lactis L plantarum mg CLA/ ml Leite magro Estirpe Safflower Ácido linoleico L. lactis 23,053 45,513 B. animalis BLC 18,413 48,246 B. animalis Bb12 22,290 42,207 L. acidophilus Lac1 4,683 40,936 L. plantarum 21,527 51,678 Rodriguez-Alcalá L. et al. (2008) International Journal of Food Microbiology (submetido)

19 em Microrganismos probióticos: Estirpes isoladas de produtos tradicionais PAPEL DE ENTEROCOCOS ISOLADOS DE QUEIJO TERRINCHO Pimentel, L. L.; Semedo, T.; Pintado, M. M. E.; Tenreiro, R.; Crespo, M.T.B. & Malcata, F. X. Journal of Food Protection 70,

20 Selecção de estirpes Identificação Susceptibilidade a antibióticos (12 ab) Factores de virulência (10 genes) Resistência aos sais biliares e baixo ph Adesão a células Caco-2 Triagem de enterococos Propriedades tecnológicas Crescimento em meio de fermentação (GEM) Estabilidade em leite e iogurte Sobrevivência no tracto gastrointestinal E. faecium 32 E. durans 37 4 voluntários iogurte 5 d amostras fecais 73 isolados 4 estirpes 2 estirpes

21 Selecção de estirpes 48% Distribuição de espécies 3% E. casseliflavus 37% E. durans E. faecalis E. faecium E. gallinarum 11% 1% Susceptibilidade antibióticos e factores de virulência 6 em 73 isolados com resistência a 2 antibióticos 2 isolados (E. faecalis) com genes de virulência (gele) Adesão a células Caco-2 Percentagem de adesão semelhante para ambas as estirpes (13%) 50,00% 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% 46,58% 5,27% 12,66% 12,68% Control + Control - E. durans 37 E. faecium 32 Tolerância a sais biliares e baixo ph Variável entre enterococos E. faecium 32 e E. durans 37 tolerantes a ph 1.5 e 0.3% sais biliares Pimentel, L. L.; Semedo, T.; Pintado, M. M. E.; Tenreiro, R.; Crespo, M.T.B. & Malcata, F. X. Journal of Food Protection 70,

22 Propriedades tecnológicas Crescimento em GEM (meio de cultura de baixo custo) comparável a MRS Boa estabilidade em iogurte e leite a 4 ºC em log(cfu/ml). 10,0 9,5 9,0 8,5 8,0 MRS 7,5 GEM 7, tempo (h) lo g (c f u / m l). 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3, tempo (dias) E.d 37 E.fcm 32

23 Propriedades tecnológicas Crescimento em fermentador E. faecium 32 E. durans 37 em

24 Sobrevivênvia no tracto gastrointestinal in vivo Amostras fecais tratadas em câmara de anaerobiose em Ingestão de iogurte Follow-up 300 g/d (10 7 cfu/ml) d Cultura em meios selectivos F F F = amostra fecal F 2 morfootipos Detecção com RAPD- PCR

25 em Sobrevivênvia no tracto gastrointestinal in vivo Nenhuma estirpe detectada nas fezes, antes do período de ingestão (linha de base) Ambas as estirpes detectadas durante período de ingestão, em todos os voluntários E. faecium 32 apresenta número de células viáveis 10 vezes superiores aos de E. durans 37 0 Linha de base Período experimental 37 32

26 Conclusão em Selecção rigorosa de estirpes em termos de viabilidade, colonização e adesão => necessário estabelecer padrões de comunicação de função Importância dos prebióticos como factor bifidogénico e papel complementar/potenciador do efeito probiótico Identificação de estirpes resistentes a factores ambientais e novos/melhorados veículos alimentares para assegurar a sobrevivência e viabilidade => fortalecer a sua importância na dieta alimentar Aplicação da genômica e proteómica para identificação mecanística da funcionalidade probiótica e prebiótica=> ciclo de inovação com desenvolvimento de novos alimentos => trinómio ciência, indústria, consumidor 0

27 Agradecimentos em Equipa Xavier Malcata (Coord) Ana Raquel Madureira Ligia Pimentel Teresa Braga ITQB-IBET Manuela Pintado Joana Inácio Isabel Franco Ana Isabel Pintado CSIC (Espanha) 0 Teresa Crespo Luis Rodriguez-Alcalá Javier Fontecha ICAT Rogério Tenreiro VTT (Finlândia) Maria Saarela REQUIMTE Isabel Ferreira

28 em Muito obrigado! 0