Soro de leite como agente encapsulante de Bifidobacterium BB-12 por spray drying

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos.O soro de leite e o principal subproduto da industria lactea. Apesar do seu elevado valor nutricional, o aproveitamento do soro de leite ainda e pequeno. Novas alternativas para utilizacao do soro sao necessarias a fim de reduzir seu desperdicio e a poluicao ambiental causada quando nao descartado adequadamente. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial do soro de leite liquido como agente encapsulante de Bifidobacterium BB-12 por spray drying, comparando-o com a goma arabica, a qual e tradicionalmente utilizada na tecnologia de microencapsulacao. O rendimento da microencapsulacao e a viabilidade das microcapsulas durante o armazenamento foram determinados. Quando o soro de leite foi utilizado como agente encapsulante, o rendimento da microencapsulacao foi maior e a viabilidade das celulas manteve-se elevada e constante durante doze semanas. A caracterizacao das microcapsulas foi realizada atraves da determinacao da microestrutura, umidade, atividade de agua, tempo para dissolucao em agua e em oleo e a cor. As microcapsulas obtidas com ambos agentes encapsulantes apresentaram diametros em torno de 11 um e formato esferico, com a presenca de concavidades, tipicas de produtos atomizados. O conteudo de agua residual e a Aw obtidos estao dentro dos limites para produtos atomizados e tambem dentro do recomendado para garantir a estabilidade microbiologica. O tempo para dissolucao em oleo foi menor do que em agua tanto para as microcapsulas produzidas com goma arabica quanto para as produzidas com soro. As microcapsulas elaboradas com soro de leite apresentaram dissolucao mais rapida tanto em agua quanto em oleo quando comparadas as microcapsulas com goma arabica. Ambas as microcapsulas apresentaram coloracao clara, sendo observada tonalidade mais vermelha e amarela nas elaboradas com soro do que nas obtidas com goma arabica. Em um segundo momento, foi avaliada a sobrevivencia em condicoes gastrointestinais simuladas, a tolerancia ao NaCl e a viabilidade durante o armazenamento das microcapsulas obtidas com soro de leite. Foi observada uma pequena reducao na viabilidade de Bifidobacterium microencapsulada em pH baixo. Quanto a exposicao a bile, a microencapsulação com soro de leite não protegeu as células probióticas, no entanto, a viabilidade das microcápsulas permaneceu > 6 log UFC/g mesmo após 24 horas de incubação na maior concentração de bile estudada. A microencapsulação não teve influência na suscetibilidade da cultura ao sal. Quando as microcápsulas foram adicionadas em sobremesa láctea, a população do probiótico manteve-se acima de 7 log UFC/g por 6 semanas. O soro de leite apresentou-se como um eficiente agente encapsulante de Bifidobacterium por spray drying.The whey is the main by-product of the dairy industry. Despite its high nutritional value, the use of the whey is still small. New alternatives of usage are required to reduce its waste and environmental pollution, which are caused if it is not disposed properly. The objective of this study was to evaluate the potential of liquid whey as the encapsulating agent Bifidobacterium BB-12 by spray drying, compared with arabic gum, which is typically used in microencapsulation technology. The microencapsulation yield and viability during storage were determined. When the whey was used as the encapsulating agent, the microencapsulation yield was higher, and cell viability remained high and steady for twelve weeks. The characterization of the microcapsules was performed by determining the microstructure, moisture, water activity, time for dissolution in water and in oil and by the color. The microcapsules obtained with both encapsulating agents had diameters of about 11 um and spherical shape, with the presence of dimples, which are typical in atomized product. The residual water content and Aw obtained are within the range for atomized products and also within the recommended range to ensure microbiological stability. The time for dissolution in oil was lower than in water, for the microcapsules made with gum arabic as much as for the ones which were produced with whey. Microcapsules prepared with whey had much more rapid dissolution in water and in oil, when compared to microcapsules with gum arabic. Both microcapsules showed clear color. It was observed more red and yellow shades in microcapsules made with whey than in those obtained with gum arabic. In a second step, it was evaluated the survival of microcapsules obtained with whey under simulated gastrointestinal conditions, their tolerance to NaCl and their viability during storage. The results showed a small decrease in the viability of microencapsulated Bifidobacterium at low pH. In relation to the exposure of Bifidobacterium to bile, microencapsulation with whey did not protect the probiotic cells; however, the viability of the microcapsules remained >6 log cfu/g, even after 24 h of incubation at the highest bile concentration analyzed. No growth was noted with either the free cells or the microencapsulated cells on MRS-LP with NaCl. The viability of the microcapsules stored at 4 °C remained high and constant for 12 weeks. When the microcapsules were added to a dairy dessert, the probiotic count remained above 7 log cfu/g for 6 weeks. The whey was shown to be an effective encapsulating agent of Bifidobacterium by spray drying