Probióticos esporulados: uma nova tendência em formulações alimentícias

Probióticos e seus benefícios à saúde humana

Probióticos são microrganismos vivos que quando administrados em quantidades adequadas, conferem benefícios à saúde do hospedeiro (HILL et al., 2014). Estes, podem apresentar alegações de propriedades funcionais quando um papel metabólico ou fisiológico é comprovado sobre o crescimento, desenvolvimento, manutenção e outras funções do organismo humano (BRASIL, 2016).

A microbiota intestinal tem papel fundamental na manutenção da saúde humana, contudo, o processo de envelhecimento altera o perfil da microbiota e a perda da diversidade, da composição e da quantidade desses microrganismos no intestino, aumentando o risco de doenças (GAO et al., 2018). Com o aumento da expectativa de vida, espera-se que a suplementação com probióticos possa reverter as mudanças relacionadas à composição da microbiota intestinal, auxiliando nos efeitos negativos do envelhecimento ao sistema imunológico e reduzindo o risco de morbidades relacionadas à idade.

Diversos estudos evidenciam que indivíduos que consomem regularmente probióticos podem ter melhorias na saúde como um todo, apresentando por exemplo, respostas satisfatórias às terapias com antibióticos (ROUTY et al., 2018), com medicamentos anticâncer (YAMANE et al., 2018) e antidepressivos (RUDZKI et al., 2019). Seu consumo regular também pode minimizar a incidência de infecções do trato respiratório superior (PUMPA; MCKUNE; HARNETT, 2019) e influenciar na resposta às vacinas, melhorando sua eficácia e duração da proteção (ZIMMERMANN; CURTIS, 2018).

O papel dos probióticos na saúde humana e no auxílio ao combate de doenças tem despertado o interesse de pesquisadores nos últimos anos, e o uso de probióticos na saúde gastrointestinal é uma área de interesse crescente nos setores de alimentos e nutrição, impulsionado em parte pela ligação entre a microbiota intestinal e uma gama de resultados benéficos à saúde (iHMP, 2019), como mostrado na Figura 1. 

Figura 1 – Ação dos probióticos no intestino humano.

Os estudos de microrganismos probióticos no tratamento de doenças gastrointestinais têm se concentrado principalmente no uso de bactérias probióticas como Lactobacillus spp., Lacticaseibacillus spp., Lactiplantibacillus spp., Bifidobacterium spp., Propionibacterium spp. e Streptococcus spp., bem como de algumas espécies da levedura Saccharomyces (ISLAM, 2016). Estes estudos mostram os benefícios do consumo de probióticos, que estão cada vez mais incluídos em uma série de alimentos e suplementos, chamados de “hotspot de inovação”. A indústria de alimentos vem apresentando níveis significativos de investimento em desenvolvimento de novas tecnologias e formatos de alimentos que sejam carreadores de probióticos (GRANATO et al., 2020).

Probióticos na indústria de alimentos

A crescente busca por alimentos funcionais impulsionou o aumento das pesquisas e desenvolvimento de novos produtos, e a adição de probióticos em alimentos vem sendo estimulada pela indústria, devido aos seus diversos efeitos terapêuticos, além de agregar valor comercial e nutricional. Dessa forma, conhecer a constituição da matriz, ou seja, suas características intrínsecas, é fundamental no momento de desenvolver um produto probiótico. Alguns nutrientes como proteínas e polissacarídeos têm o potencial de impactar na eficácia dos probióticos, protegendo as moléculas efetoras como as adesinas e os imunomoduladores da superfície probiótica, favorecendo sua sobrevivência ao processamento. 

Os probióticos mais utilizados na indústria de alimentos pertencem aos gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium, sendo também os mais abundantes nos intestinos delgado e grosso, respectivamente, compreendendo mais de 200 espécies. Em sua maioria, possuem elevada capacidade de sobrevivência e adesão ao trato gastrointestinal e algumas espécies são consideradas GRAS (Generally Recognized As Safe), ou seja, seguras para consumo.

Entre os gêneros e espécies de Bifidobacterium e Lactobacillus aprovados pela regulamentação RDC 241/2018 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária  (ANVISA) para aplicação em alimentos encontram-se: Bifidobacterium animallis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium longum, Lacticaseibacillus casei (antes Lactobacillus casei), Lacticaseibacillus rhamnosus (antes Lactobacillus rhamnosus), Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis, Lactococcus lactis, Limosilactobacillus fermentum (antes Lactobacillus fermentum) e Limosilactobacillus reuteri (antes Lactobacillus reuteri).

Os probióticos, usualmente, são veiculados em produtos lácteos, no entanto, há um crescente interesse no desenvolvimento de produtos probióticos advindos de outros grupos alimentares, como por exemplo, os de panificação e confeitaria, que atendem também ao público com alguma restrição ao consumo de lácteos, como os veganos, os intolerantes à lactose ou à proteína do leite. Entretanto, a incorporação desses microrganismos em novas matrizes alimentares que empregam calor em seu processo de fabricação pode ser um desafio, devido às altas temperaturas empregadas nas etapas de assamento, forneamento e cozimento, que podem afetar negativamente a sobrevivência dos probióticos usuais e ocasionar uma perda significativa em sua viabilidade. 

Assim, novas tecnologias estão sendo desenvolvidas para minimizar esses problemas e o uso de probióticos esporulados pode ser uma alternativa promissora, pois estes sobrevivem às altas temperaturas empregadas no processamento dos alimentos, mantendo sua viabilidade ao longo do armazenamento e da digestão no trato gastrointestinal.

Probióticos esporulados

Os probióticos esporulados são amplamente comercializados como suplementos em cápsula para consumo humano e seu uso em alimentos vêm sendo cada vez mais estudado, pois além de conferirem efeitos benéficos à saúde, também podem ser uma alternativa na segurança dos alimentos. 

Embora os mecanismos ainda não sejam completamente elucidados, sabe-se que esses microrganismos podem produzir substâncias antimicrobianas (bacteriocinas, ácidos orgânicos fracos e peróxido de hidrogênio), competir por nutrientes, produzir compostos inibidores, compostos voláteis, não voláteis e aromáticos, sugerindo assim um efeito no biocontrole de patogênicos e deterioradores nos alimentos. Além disso, possuem uma vida útil maior em comparação aos probióticos tradicionalmente utilizados, podendo reduzir os custos de produção e distribuição (GUEIMONDE; SALMINEN, 2006; JAFARI et al., 2017). 

Outra vantagem da utilização dos probióticos esporulados em produtos alimentícios é a sua maior resistência aos tratamentos térmicos e métodos de processamento utilizados na preparação de determinados alimentos como pães, balas, sucos e geleias, fazendo com que sua viabilidade seja maior que quando comparada aos probióticos usuais. 

Segundo a ANVISA, para que um alimento possa ser considerado probiótico, atuando no equilíbrio da microbiota intestinal e conferindo benefícios à saúde do consumidor, este deve apresentar quantidade mínima viável do microrganismo na faixa de 108 -109 UFC por porção consumida do produto (BRASIL, 2018). Alguns estudos sugerem que a concentração mínima de probióticos no alimento durante o armazenamento, antes do momento do consumo, deve ser 106 UFC/g ou mL e que no mínimo 106 – 107 UFC/g ou mL deve ser ingerida, para que o produto promova benefícios à saúde do hospedeiro (TALEBZADEH; SHARIFAN, 2015; MIN et al., 2018).

Nos estudos demonstrados na Tabela 1, foram adicionados probióticos esporulados em alimentos que foram expostos à altas temperaturas em seu processamento, com o intuito de avaliar sua sobrevivência e viabilidade após a exposição ao calor. Em todos os estudos, os probióticos esporulados foram capazes de resistir às altas temperaturas empregadas no processamento, mantendo a viabilidade mínima preconizada pela literatura, tanto ao final do tempo de prateleira, quanto após a simulação in vitro da digestão no trato gastrointestinal, e os produtos elaborados puderam ser considerados alimentos funcionais.

Tabela 1 – Estudos com probióticos esporulados em alimentos.

A esporulação bacteriana é uma resposta drástica a estresses extremos. Durante a esporulação, a célula em crescimento (também conhecida como célula vegetativa) irá abdicar à divisão celular normal para, em vez disso, formar um endósporo, como mostrado na Figura 2. Um esporo totalmente maduro é o mais durável organismo biológico atualmente conhecido e, uma vez formado, pode persistir em um ambiente hostil em um estado dormente até surgir uma condição favorável (COTE et al., 2015). 

Figura 2 – Formação do esporo bacteriano e ciclo vegetativo.

Por estarem dormentes, os esporos também são inertes aos antibióticos, além de resistirem a uma variedade de estresses, incluindo dessecação, destruição por enzimas que degradam a parede celular, radiação ultravioleta (UV), altas temperaturas, digestão por protozoários, detergentes e ácidos (MORLOT; RODRIGUES, 2018). Dessa forma, os probióticos esporulados se mostram como uma excelente alternativa para conferir funcionalidade e segurança aos alimentos, pois podem inibir o crescimento de patógenos e deterioradores indesejáveis, aumentando a vida de prateleira dos produtos e melhorando sua segurança.

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