Caracterização do Pediococcus acidilactic b14 quanto às propriedades probióticas e sua associação com lactobacillus acidophilus ATCC 4356 com aplicação em sobremesa com soja aerada potencialmente simbiótica

Orientadora : Profª Drª Luciana Porto de Souza VandenbergheCo-orientadores : Prof. Dr. Carlos Ricardo Soccol, Profª Drª Michele Rigon SpierTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnológia. Defesa: Curitiba, 18/12/2012Bibliografia : fls. 70-81, 110-113, 135-139, 183-188Área de concentração: Biotecnologia agroalimentarResumo: As matérias-primas de origem vegetal podem representar fontes seguras de bactérias ácido láticas com propriedades particulares. Portanto, o objetivo deste estudo foi caracterizar quanto ao potencial probiótico à bactéria ácido lática Pediococcus acidilactici B14, isolada de matéria-prima de origem vegetal, para empregar em cultura associada no desenvolvimento de sobremesa com soja aerada, potencialmente simbiótica. Inicialmente, foram empregadas 10 fontes de matériasprimas vegetais para o isolamento, dos 63 isolados obtidos apenas 13 foram selecionados como bactérias ácido láticas. Somente 4 das culturas selecionadas não foram classificadas presuntivamente como enterococos e não apresentaram atividade hemolítica. Estas cepas foram avaliadas quanto a vários aspectos, de forma a verificar a capacidade de utilização como cultura starter no processamento de alimentos. Estes cultivos foram submetidos à identificação molecular obtendo índice de confirmação de 96,35, 82,4, 93,0% como Pediococcus acidilactici, apenas para uma estirpe a identificação não foi conclusiva quanto à espécie. A espécie de Pediococcus acidilactici que apresentou maior índice de confirmação foi obtida do fruto do baru (Dipteryx alata), esta cepa foi avaliada quanto ao seu potencial probiótico apresentando resultados como tolerância aos antimicrobianos cefalexina, cefotaxima, neomicina, penicilina G e vancomicina e inibição de alguns patógenos. A capacidade de adesão in vitro foi de 64 bactérias/ 100 células HRT-18 de adenocarcinoma humano e ao ser submetida ao trânsito gastrointestinal simulado in vitro, apresentou 65,82 e 97,45% de sobrevivência quando o suco gástrico foi mantido em pH 2,0 e 4,0, respectivamente. Quando associada com o Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, com o qual não apresentou antagonismo, obteve taxa máxima de crescimento de 0,513 h-1 em 10 h e 0,416 g.L-1.h-1 de produtividade em ácido lático em 48 h de fermentação, o índice de sobrevivência nas mesmas condições simuladas do trato gastrointestinal foi de 57,28% (pH 2,0) e 92,39% (pH 4,0). Esta cultura associada foi considerada potencialmente probiótica e quando adicionada em sobremesa com soja aerada prebiótica, como matriz alimentar, originou um produto potencialmente simbiótico. A sobremesa foi submetida ao armazenamento refrigerado (4 1°C) por 28 dias, sendo avaliada a cada 7 dias. Durante este período de estocagem apresentou população celular de 9,82 a 9,26 log UFC.120g-1, estando o produto adequado a legislação vigente. A presença da matriz alimentar promoveu um aumento de 10,00 e 5,68% na viabilidade celular da cultura associada, em comparação a sua forma livre, quando submetida ao trânsito gastrointestinal nas condições de pH 2,0 e 4,0, respectivamente. As sobremesas de 1 e 28 dias de armazenamento se apresentaram adequadas, segundo a legislação vigente, quanto ao aspecto sanitário e sem diferença significativa para o atributo acidez, a aceitabilidade e preferência. O custo final de fabricação estimado foi de R$ 2,12 para a porção de 120 g de sobremesa. Embora o setor de alimentos funcionais apresente forte tendência de crescimento, no Brasil e no mundo, o desenvolvimento e a inovação destes produtos estão atrelados a escolha ideal do par linhagem probiótica e matriz alimentar, seleção esta, que demanda tempo e exaustiva investigação.Abstract: Raw materials originating from plants may represent safe sources of lactic bacteria with specific properties. Consequently, the aim of this study was to characterize the probiotic potential of the lactic bacteria Pediococcus acidilactici B14, isolated from raw material of plant origin, for use in associated culture in the development of potentially synbiotic, aerated soy dessert. Initially, 10 sources of plant raw material were used for the isolation of the lactic bacteria; of the 63 that had been potentially identified only 13 were selected as lactic bacteria. Only 4 of the selected cultures were not classified as presumptive enterococci and showed no hemolytic activity. These strains were evaluated for various aspects in order to verify their ability to be used as a starter culture in food processing. These cultures were subjected to molecular identification, obtaining a confirmation index of 96.35, 82.4, and 93.0% as Pediococcus acidilactici. The identity of the species was inconclusive in the case of only one lineage. The species of Pediococcus acidilactici that presented the highest confirmation index was obtained from baru fruit (Dipteryx alata), and this strain was evaluated for its probiotic potential, presenting results such as tolerance to the antibiotics cephalexin, cefotaxime, neomycin, penicillin G and vancomycin, as well as the inhibition of some pathogens. The in vitro adhesion capacity was 64 bacteria/100 HRT-18 cells of human adenocarcinoma, and when subjected to simulated in vitro gastrointestinal transit, the figures were 65.82 and 97.45% survival, while the gastric juice was maintained at 2.0 and 4.0 pH, respectively. When associated with Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, with which it showed no antagonism, it obtained a maximum growth rate of 0.513 h-1 in 10 h and 0.416 g.L-1.h-1 productivity in lactic acid in 48 h of fermentation; the rate of survival under the same simulated conditions in the gastrointestinal tract was 57.28% (pH 2.0) and 92.39% (pH 4.0). This associated culture was considered to be potentially probiotic, and when it was added to aerated dessert with prebiotic soybeans as a food matrix, a potentially synbiotic was produced. The dessert was subjected to cold storage (4 1°C) for 28 days and evaluated every 7 days. During this storage period it showed a cell population of 9.82 to 9.26 log UFC 120g-1, which meets the demands of current legislation. The presence of the food matrix promoted an increase of 10.00 and 5.68% in the cell viability of the associated culture, compared to its free form, when subjected to gastrointestinal transit under the conditions of 2.0 and 4.0 pH, respectively. After 1 and 28 days of storage, the desserts were adequate, according to current legislation regarding sanitary standards and there was no significant difference regarding acidity, acceptability and preference. The final cost of production was estimated at R$ 2.12 for a 120 g serving of dessert. Although the functional food sector shows strong growth trend in Brazil and worldwide, the development and innovation of these products are linked to the choice pair probiotic strain and the food matrix, this selection, time-consuming and exhaustive investigation