Elaboração de Bebida Probiótica A Partir Do Suco de Laranja Fermentado Com Lactobacillus Casei PDF
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FORTALEZA
2009
JAMILE COUTINHO COELHO
FORTALEZA
2009
JAMILE COUTINHO COELHO
Aprovada em___/___/______
BANCA EXAMINADORA
___________________________________________
___________________________________________
__________________________________________
Aos membros da banca, Dr. José Maria Correia da Costa e Dr. Edy Sousa
de Brito por aceitarem o convite e enriquecerem este trabalho desde o tempo em
que ele ainda era um projeto.
Functional foods, which in addition to basic nutrients offer some beneficial effect on
consumer health, have had a great growth in the food market. In this context, are
outstanding the probiotics products containing microorganisms which confer
numerous benefits to the human body, especially to the gastrointestinal tract. The
sources of probiotics are very restricted to dairy products, limiting the consumption of
these microorganisms, because some people can't or don't appreciate to consume
dairy products. In this way, the aim of this study was to elaborate a probiotic
beverage from fermented orange juice with Lactobacillus casei NRRL B-442.
Concentrated orange juice without adding preservatives and sugar in dilution 1:7 was
used. An experimental design changing pH (4.7 to 6,7) and fermentation temperature
(15 to 37°C), was carried out. The juice was fermented for 20 h and after the
fermentation it was stored by 42 days at 4 °C. The pH and fermentation temperature
where the L. casei presented maximum viability was 6.0 and 30 °C, respectively.
These values were used for the elaboration of final orange juice, which was
examined at each 2h during fermentation and weekly during storage. Along the
fermentation and storage have been assessed: growth, viability, pH, color, organic
acids and sugars. After fermentation and stocking, pH reduction occurred as a
consequence of latic acid production by micro-organism. Despite this reduction, there
was growth of L. casei and its viability remained above 9 Log CFU/ml (109 CFU/mL)
at the end of 42 days restocking. The orange juice prepared in optimized conditions
was sensorial evaluated. The acceptance of juice without sugar, with sugar and with
stevia was, respectively, 65, 84 and 64%. According to the hedonic means, there
was no significant difference in the acceptance of juice with sugar and stevia,
however, these two juices differ significantly from unsweetened juice. The orange
juice showed great potential to become a new probiotic food, since it provided high
growth and viability of L. casei without compromising the quality of the product.
% - percentual
IFN- Interferon
IgA- Imunoglobulina A
IL- Interleucina
1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2 REVISÃO DE LITERATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1 Alimentos funcionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2 Alimentos probióticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3 Importância da microflora intestinal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4 Efeitos benéficos dos probióticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.5 Probióticos na indústria de alimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.6 Ingestão de probióticos: fontes e recomendações . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.7 Produtos vegetais como fonte de probióticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3 OBJETIVOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.1 Objetivo Geral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2 Objetivos Específicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4 MATERIAL E MÉTODOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.1 Obtenção e ativação do micro-organismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.2 Formulação do suco de laranja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.3 Preparo do suco de laranja com probióticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.4 Determinação do crescimento microbiano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.5 Análise da viabilidade do L. casei no suco fermentado. . . . . . . . . . . . 36
4.6 Análise do pH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.7 Otimização do processo de produção do suco. . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.8 Análise dos açúcares e ácidos orgânicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.9 Análise da cor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.10 Análise sensorial do suco de laranja probiótico. . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.11 Análise dos dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5.1 Crescimento e viabilidade do L. casei nas três formulações de suco . 42
5.2 Crescimento e viabilidade do L. casei nos ensaios do Planejamento
Experimental. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.3 Crescimento e viabilidade do L. casei de acordo com o tempo de
fermentação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.4 Crescimento e viabilidade do L. casei no suco de laranja de acordo
com o inóculo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
5.5 Crescimento e viabilidade do L. casei no suco de laranja otimizado 52
5.6 Teor de açúcares no suco de laranja otimizado. . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.7 Teor de ácidos orgânicos no suco de laranja otimizado. . . . . . . . . . . 61
5.8 Avaliação da cor do suco de laranja fermentado. . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.9 Análise sensorial do suco de laranja fermentado. . . . . . . . . . . . . . . . 70
6 CONCLUSõES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
ANEXOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
1 INTRODUÇÃO
L. paracasei
L. plantarum
Prado et al. (2008) comentam que os produtos lácteos têm sido usados
tradicionalmente como veículos de bactérias probióticas em humanos, sendo as BAL
o mais importante grupo de micro-organismos utilizados na elaboração de leites
fermentados. Como os leites fermentados promovem uma elevada ingestão de
bactérias benéficas ao balanço intestinal, eles constituem um importante segmento
no mercado de alimentos funcionais.
Suco Formulação
4.6 Análise do pH
O suco foi elaborado conforme descrito no item 4.3, com inóculo inicial de
107UFC/mL e distribuído em 11 erlenmeyers (100mL para cada erlenmeyer). Após
caracterização do pH inicial, este foi ajustado pela adição de NaOH 3M até atingir os
diferentes valores de pH delineados no planejamento.
Ensaio pH T (°C)
1 4,70 (-1) 15,00 (-1)
Para análise dos açúcares foi utilizada a coluna BioRad HPX 87C, com as
seguintes condições: fase móvel consistiu de água purificada em sistema MiliQ,
temperatura da coluna 85°C, fluxo 0,6mL/min. e detector de índice de refração. Para
análise dos ácidos orgânicos foi utilizada a coluna BioRad HPX 87H, com as
seguintes condições: fase móvel consistiu de ácido sulfúrico a 0,01N, temperatura
da coluna 50°C, fluxo 0,6mL/min. e detector de UV 210nm. Estas condições de
análise foram baseadas nas recomendações do fabricante das colunas.
Caracterização do suco
Fermentação (37°C)
(Determinação do crescimento e viabilidade do L. casei)
Análise Sensorial
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
T (°C) de
Ensaio pH inicial fermentação Crescimento (g/L)
1 4,70 15,00 0,09 ± 0,01
2 4,70 37,00 0,51 ± 0,06
3 6,70 15,00 0,06 ± 0,05
4 6,70 37,00 0,89 ± 0,04
5 4,29 26,00 0,10 ± 0,04
6 7,11 26,00 0,60 ± 0,07
7 5,70 10,44 0,00 ± 0,05
8 5,70 41,56 0,62 ± 0,06
9 5,70 26,00 0,42 ± 0,08
10 5,70 26,00 0,37 ± 0,05
11 5,70 26,00 0,37 ± 0,05
Onde:
pH = pH inicial do suco de laranja
T= Temperatura de fermentação
Graus de Média
Fonte de variação Soma Quadrática Valor de F
Liberdade Quadrática
Regressão 0,75 5 0,15 18,75
Residual 0,04 5 0,008
Total 0,79 10
Coeficiente de 0,95
determinação
F Tabelado (95%) F5,5= 5,05
Graus de Média
Fonte de variação Soma Quadrática Valor de F
Liberdade Quadrática
Regressão 5,77 5 1,15 115,0
Residual 0,05 5 0,01
Total 5,83 10
Coeficiente de 0,99
determinação
F Tabelado (95%) F5,5= 5,05
A análise da superfície de resposta para o crescimento (g/L) do L. casei
(Figura 2) indica que nas temperaturas mais baixas o pH exerce pouca influência
sobre o crescimento do micro-organismo, ou seja, independente do pH inicial do
suco, o crescimento é baixo em baixas temperaturas. À medida que a temperatura
de fermentação aumenta, o pH passa a exercer grande influência no crescimento,
pois observa-se que o aumento do pH leva a um maior crescimento microbiano.
Apesar de o suco adicionado com 3mL de MRS ativado ter uma maior
biomassa do início ao final da fermentação, observa-se que a contagem de células
viáveis nesse suco foi menor do que a do suco adicionado de 2mL de MRS ativado.
Isso pode ser atribuído à perda da viabilidade de algumas células durante a
fermentação, fazendo com que a biomassa permanecesse elevada, apesar das
células não estarem mais viáveis.
0,4
0,2
pH6.70 e T=37°C
pH4.70 e T=37°C
0,0
0 5 10 15 20 25
Tempo (horas)
1,7
1,6
1,5
Biomassa (g/L)
1,4
1,3
1,2
1,1
1,0 0 5 10 15 20
Tempo (horas)
Tempo de Estocagem
Biomassa (g/L) Viabilidade (Log UFC/mL)
(dias)
0 1,65 ± 0,01 9,38 ± 0,07
9,80
9,75
Viabilidade (Log UFC/mL)
9,70
9,65
9,60
9,55
9,50
9,45
9,40
9,35
0 10 20 30 40 50
Tempo (dias)
2,6
2,4
Biomassa (g/L)
2,2
2,0
1,8
1,6
0 10 20 30 40 50
Tempo (dias)
32
20
30
Glicose
18 Frutose
Sacarose 28
Glicose/ Frutose (g/L)
Sacarose (g/L)
16 26
14 24
22
12
20
10
18
8-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Tempo (horas)
14
Sacarose (g/L)
8 12
10
8
6
6
4 2
0 10 20 30 40 50
Tempo (dias)
pH 6
3
5
Ácido Lático (g/L)
4
2
pH
3
2
1
0-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0
22
Tempo (horas)
4,4
ÁcidoLático
8 pH 4,3
4,2
Ácido Lático (g/L)
6 4,1
pH
4,0
4 3,9
0 10 20 30 40 3,8
50
Tempo (dias)
Concentração de ácido
Tempo de Estocagem % de ácido ascórbico ao
ascórbico (mg/L)
(dias) longo da estocagem
0 730,70 ± 0,36 100
740
720
Ácido ascórbico (mg/L)
700
680
660
640
620
600
580 0 10 20 30 40 50
Tempo (dias)
Tempo L* a* b* ∆E*
(dias)
0 63,87±0,15 -4,78±0,07 28,19±0,04 0
74
L* (Luminosidade) 72
70
68
66
64
62 0 10 20 30 40 50
Tempo (dias)
Ocorreram variações nos valores de cor verde (-a*) e amarela (b*) durante
o armazenamento que podem ser observadas nas Figuras 15 e 16, intensificando
essas tonalidades no suco.
-4,6
-4,8
-5,0
a* (Verde)
-5,2
-5,4
-5,6
0 10 20 30 40 50
Tempo (dias)
Figura 15: Variações na cor verde (-a*) no suco de laranja fermentado ao longo de
42 dias de armazenamento.
33
32
b* (amarelo)
31
30
29
28
0 10 20 30 40 50
Tempo (dias)
Figura 16: Variações na cor amarela (+b*) no suco de laranja fermentado ao longo
de 42 dias de armazenamento.
Figura 19: Distribuição dos provadores (n=50) de acordo com aceitação do suco de
laranja fermentado adoçado com estévia.
Fernandes et al. (2009) e Marcellini et al. (2005) comentam que os
edulcorantes ou adoçantes são produtos químicos de origem sintética ou natural,
que têm a propriedade de adoçar um alimento. Dentre os edulcorantes naturais,
pode-se destacar o esteviosídeo, um glicídio diterpênico extraído das folhas de
Stevia rebaudiana Bertoni, com poder adoçante cerca de 150 a 300 vezes maior que
o da sacarose e grande aplicação na indústria alimentícia devido a sua estabilidade
frente ao calor e a uma ampla faixa de pH.
Para que estes edulcorantes sejam aplicados com êxito é necessário que,
além de sua segurança absoluta, eles apresentem características sensoriais
agradáveis, com doçura semelhante à da sacarose. A única forma de se avaliar a
aceitação de um edulcorante é pela análise sensorial (BRITO et al., 2006;
FERNANDES et al., 2009; MARCELLINI et al., 2005).
Figura 20: Distribuição dos provadores (n=50) de acordo com a preferência entre o
suco adoçado com açúcar e com estévia.
Outro fator que pode ser atribuído a uma maior rejeição do suco adoçado
com estévia é o fato de ter sido utilizada a equivalência de doçura recomendada
pelo fabricante, que pode não ter resultado no mesmo sabor doce para o produto em
teste.
ARYANA, K. J.; McGREW, P. Quality attributes of yogurt with Lactobacillus casei and
various prebiotics. LWT, v. 40, p. 1808–1814, 2007.
BETORET, N.; PUENTE, L.; DIAZ, M. J.; PAGAN, M. J.; GARCIA, M. J.; GRAS, M.
L.; MARTINEZ-MONZO, J.; FITO, P. Development of probiotic-enriched dried fruits
by vacuum impregnation. Journal of Food Engineering, v. 56, p. 273–277, 2003.
CANDELA, M; PERNA, F.; CARNEVALI, P; VITALI, B.; CIATI, R.; GIONCHETTI, P.;
RIZZELLO, F.; CAMPIERI, M.; BRIGIDI, P. Interaction of probiotic Lactobacillus and
Bifidobacterium strains with human intestinal epithelial cells: adhesion properties,
competition against enteropathogens and modulation of IL-8 production.
International Journal of Food Microbiology, v. 125, p. 286–292, 2008.
CARAMIA, G.; ATZEI, A.; FANOS, V. Probiotics and the skin. Clinics in
Dermatology, v. 26, p. 4–11, 2008.
DEL PIANO, M.; MORELLI, L.; STROZZI, G. P.; ALLESINA, S.; BARBAB, M.;
DEIDDAB, F.; LORENZINIB, P.; BALLARÉ, M.; MONTINO, F.; ORSELLO, M.;
SARTORI, M.; GARELLO, E.; CARMAGNOLA, S.; PAGLIARULO, M.; CAPURSO, L.
Probiotics: from research to consumer. Digestive and Liver Disease, v. 38, p. 248–
255, 2006.
FOOKS, L. J.; FULLER, R.; GIBSON, G. R. Prebiotics, probiotics and human gut
microbiology. International Dairy Journal, v. 9, p. 53-61, 1999.
GARCIA-ALONSO, F. J.; BRAVO, S.; CASAS, J.; PEREZ-CONESA, D.; JACOB, K.;
PERIAGO, M. A. J. Changes in antioxidant compounds during the shelf life of
commercial tomato juices in different packaging materials. J. Agric. Food Chemic.,
v. 57, p. 6815-6822, 2009.
GERMAN, B.; SCHIFFRIN,E. J.; RENIERO, R.; MOLLET, B.; PFEIFER, A.;
NEESER, J. The development of functional foods: lessons from the gut. Tibtech, v.
17, p. 492-499, 1999.
GILLILAND, S. E.; REILLY, S. S.; KIM, G. B.; KIM, H. S. Viability During Storage of
Selected Probiotic Lactobacilli and Bifidobacteria in a Yogurt-like Product. Journal of
Food Science, v. 67, p. 3091-3095, 2002.
GIRALT, J.; REGADERA, J. P.; VERGES, R.; ROMERO, J.; FUENTE, I; BIETE, A.;
VILLORIA, J.; COBO, J. M.; GUARNER, F. Effects of probiotic Lactobacillus casei
DN-114 001 in prevention of radiation-induced diarrhea: results from multicenter,
randomized, placebo-controlled nutritional trial. Int. J. Radiation Oncology Biol.
Phys., v. 71, n. 4, p.1213–1219, 2008.
GUO, Z.; WANG, J.; YAN, L.; CHEN, W.; LIU, X.; ZHANG, H. In vitro comparison of
probiotic properties of Lactobacillus casei Zhang, a potential new probiotic, with
selected probiotic strains. LWT., v. 40, p.1-7, 2009.
HAUKIOJA, A.; SÖDERLING, E.; TENOVUO, J. Acid Production from Sugars and
Sugar Alcohols by Probiotic Lactobacilli and Bifidobacteria in vitro. Caries Research,
v. 42, p. 449-453, 2008.
INDRIO, F.; RIEZZO, G.; RAIMONDI, F.; BISCEGLIA, M.; CAVALLO, L.;
FRANCAVILLA, R. The effects of probiotics on feeding tolerance, bowel habits, and
Gastrointestinal motility in preterm newborns. The Journal of Pediatrics, p 801-806,
2008.
KORBEKANDI, H.; JAHADI, M.; MARACY, M.; ABEDI, D.; JALALI, M. Production
and evaluation of a probiotic yogurt using Lactobacillus casei ssp. casei.
International Journal of Dairy Technology, v.62, 75-79, 2008.
LEBLANC, A. M.; CHAVES, S.; CARMUEGA, E.; WEILL, E.; ANTÓINE, J.;
PERDIGÓN, G. Effect of long-term continuous consumption of fermented milk
containing probiotic bacteria on mucosal immunity and the activity of peritoneal
macrophages. Immunobiology, v. 213, p. 97–108, 2008.
NANCIB, A.; NANCIB, N.; BOUDRANT, J. Production of lactic acid from date juice
extract with free cells of single and mixed cultures of Lactobacillus casei and
Lactococcus lactis. World J Microbiol Biotechnol, v. 25, p.1423–1429, 2009.
QIZHOU, J. W.; ZHUANG, L. Y.; QING, Z.; WEI, C.; XIAO-MING, L.; HE-PING, Z.
Fermentation characteristics and transit tolerance of Lactobacillus casei Zhang in
reconstituted mare milk during storage. International Journal of Dairy Technology,
v. 62, p. 249-254, 2009.
SHEEHAN, V. M.; ROSS, P.; FITZGERALD, G. F. Assessing the acid tolerance and
the technological robustness of probiotic cultures for fortification in fruit juices.
Innovative Food Science and Emerging Technologies, v.8, p. 279–284, 2007.
Agroindústria Tropical
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Após ser esclarecido(a) sobre as informações a seguir, no caso de aceitar fazer parte do
estudo, assine ao final deste documento, que está em duas vias. Uma delas é sua e a outra é do
pesquisador responsável.
__________________________________________
NOME___________________________ DATA____/____/______
SEXO: ( ) Fem ( ) Mas IDADE: ( ) < 25 ( ) 25-35 ( ) 36-50 ( ) >50
anos
( ) Nunca
3. Você está recebendo uma amostra de suco de laranja com probióticos. Por favor,
prove a amostra indique o quanto você gostou ou desgostou, utilizando a escala abaixo:
( ) gostei muitíssimo
( ) gostei muito
( ) gostei moderadamente
( ) gostei ligeiramente
( ) desgostei ligeiramente
( ) desgostei moderadamente
( ) desgostei muito
( ) desgostei muitíssimo
( ) provavelmente compraria
Comentários:
ANEXO 3
Nome: Data:
3. Você está recebendo duas amostras de suco de laranja com probióticos. Por favor, prove
cada
( )Gostei ( )Gostei
muitíssimo muitíssimo
4. Agora que você já provou as duas amostras, indique qual o suco de sua
preferência,