Development of a new probiotic functional drink based of ultrasonicated Cantaloupe juice

A utilizaÃÃo de sucos de frutas para o desenvolvimento de alimentos funcionais probiÃticos tem sido uma alternativa de consumo para indivÃduos que nÃo querem ou nÃo podem fazer uso de produtos lÃcteos fermentados. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma bebida com propriedades probiÃticas à partir da fermentaÃÃo do suco de melÃo Cantaloupe por Lactobacillus casei NRRL B-442. A primeira etapa da pesquisa consistiu na otimizaÃÃo de parÃmetros de pH e temperatura de fermentaÃÃo para o desenvolvimento de L. casei no suco de melÃo. Os resultados mostraram que a linhagem probiÃtica estudada apresentou potencial fermentativo em suco de melÃo, nÃo havendo necessidade de suplementaÃÃo com nutrientes para a obtenÃÃo de valores adequados de pH e nÃmero de cÃlulas viÃveis. A melhor condiÃÃo encontrada que garantisse um bom crescimento do micro-organismo alÃm de assegurar a viabilidade celular necessÃria para que o produto seja considerado probiÃtico foi a temperatura de 31ÂC com o pH inicial do suco de 6,1. Neste trabalho foi demonstrada a vantagem tecnolÃgica do uso de suco de melÃo como substrato para a fermentaÃÃo probiÃtica uma vez que o pH natural do suco proporcionou um meio favorÃvel para o desenvolvimento do micro-organismo. Em uma segunda etapa, investigou-se o efeito do tratamento ultra-sÃnico nos parÃmetros de qualidade do suco de melÃo em funÃÃo da intensidade de energia ultra-sÃnica e do tempo de tratamento. O processamento ultra-sÃnico utilizando intensidade de 372,93 W/cm2 durante 10 minutos melhorou as caracterÃsticas de qualidade do suco reduzindo a atividade de enzimas deteriorantes, aumentando a homogeneidade sem causar danos à cor do produto. Considerando estes resultados, na terceira etapa da pesquisa foram estudadas a cinÃtica da produÃÃo de suco de melÃo sonificado probiÃtico e a influÃncia da estocagem sob refrigeraÃÃo em parÃmetros de qualidade da bebida como: sobrevivÃncia de L. casei, pÃs-acidificaÃÃo e cor. O suco de melÃo foi submetido ao processamento ultra-sÃnico, inoculado com 1% (v/v) da cultura e incubado a 31ÂC por 8 horas. Os sucos foram armazenados sob refrigeraÃÃo a 4ÂC. Foram determinados pH e parÃmetros de cor da bebida, crescimento celular e o nÃmero de cÃlulas viÃveis. As anÃlises foram realizadas em intervalos de 7 dias, atà o 42 dia de estocagem. A maior contagem celular foi atingida nas 12 horas do estudo, chegando a 9,0 log UFC/mL, porÃm a partir de 8 hora nÃo houve um aumento significativo da concentraÃÃo de cÃlulas viÃveis, motivo pelo qual elegeu-se 8 horas como o tempo de fermentaÃÃo ideal para a elaboraÃÃo do suco de melÃo probiÃtico. Durante a estocagem refrigerada, houve produÃÃo de Ãcidos e uma discreta reduÃÃo do nÃmero de cÃlulas viÃveis, porÃm o produto manteve prevalÃncia de cÃlulas viÃveis (com Ãndices acima do preconizado pela legislaÃÃo vigente), durante 42 dias de armazenamento a 4ÂC, independentemente de terem sido estocadas com ou sem aÃÃcar sem prejuÃzos à coloraÃÃo do produto. O suco de melÃo foi considerado um veÃculo adequado para a ingestÃo de micro-organismos probiÃticos, pois apresentou contagem de cÃlulas viÃveis superior a 8 log UFC/mL durante todo o perÃodo de estudo.The use of fruit juices for the development of functional foods has been an alternative for people who do not want or cannot make use of fermented dairy products. The objective of this research was the development of a drink with probiotic properties trough the fermentation of melon juice by Lactobacillus casei NRRL B-442. The first stage of the work consisted of the optimization of pH and temperature of fermentation for the L. casei cultivation in melon juice. Results showed that this strain has fermentative potential in melon juice, with no need of nutrient supplementation to reach the appropriated values of pH and viable cells. The best operating condition found to guarantee a good growth of the microorganism and ensure the cellular viability necessary for the product to be considered probiotic was the temperature of 31ÂC with initial pH of 6.1. The technological advantage of using melon juice as a substrate for probiotic fermentation was demonstrated in this work because the natural pH of the juice provided a favorable environment for the probiotic microorganism development. In a second stage, the effect of ultrasound treatment on quality parameters of melon juice was investigated as a function of intensity of ultrasonic energy and treatment time. The ultrasonic processing intensity using 372.93 W/cm2 for 10 minutes improved the quality of the juice reducing the spoilage due to enzyme activity, increasing homogeneity without damaging the product color. In the third phase of the research, the kinetics of probiotic melon juice fermentation and the influence of the product storage under refrigeration on the beverage quality parameters such as survival of L. casei, post-acidification and color were studied. The melon juice was subjected to ultrasonic processing (372.93 W/cm2/10min) and inoculated with 1% (v/v) and incubated at 31ÂC for 8 hours. The fermented juice was stored at 4ÂC, and pH, color, cell biomass, and viable cells number were evaluated. Analyses were performed at intervals of 7 days until 42 days of storage. The highest cell count was achieved within 12 hours of study, reaching 9.0 log CFU/mL, but from the 8th of fermentation there was no significant increase in the concentration of viable cells. Thus, 8 hours was elected as the optimal fermentation time to prepare the probiotic melon juice. During refrigerated storage there was acid production and a slight reduction in the number of viable cell. However, the product kept the number of viable cells above the level recommended by the current legislation during 42 days of storage at 4ÂC, regardless of having been stocked sugar-free or with sugar addition and no damage to the product color was observed. Melon juice was considered a good vehicle for probiotic microorganism as it showed viable cell count higher than 8 log CFU/mL throughout the studied period