ESTABILIDADE DE Lacticaseibacillus casei CSL3 DURANTE O ARMAZENAMENTO REFRIGERADO DA BEBIDA FERMENTADA PROBIÓTICA À BASE DE EXTRATO DE AVEIA COM CACAU
DOI: 10.53934/agronfy-2025-04-07
ISBN: 978-65-85062-25-1
Este capítulo faz parte da coletânea de trabalhos apresentados no II CONGRESSO PARAIBANO DE PROCESSAMENTO E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS – Acesse ele aqui.
Rocha, VITÓRIA Lopes1;
Viana, PEDRO Fernandes*1;
Machado, MÍRIAN Ribeiro Galvão1;
Fiorentini, ÂNGELA Maria1
1Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas
*E-mail para correspondência: fernandes199921@gmail.com
Nos últimos anos, a busca por alimentos mais saudáveis tem se intensificado, refletindo uma crescente preocupação com a saúde pública global e o bem-estar individual. Desta forma, a mudança de hábitos alimentares da população tem priorizado alimentos mais naturais e com propriedades funcionais capazes de fornecer benefícios adicionais à saúde. Entre esses alimentos, os probióticos se destacam, devido à sua capacidade de promover equilíbrio da microbiota intestinal, entre outros benefícios (Marino et al., 2017).
Os probióticos são microrganismos vivos que, quando administrados em quantidades adequadas conferem benefícios à saúde do hospedeiro (FAO/WHO, 2001). As bactérias ácido láticas (BAL) são amplamente utilizadas como probióticas, possuem a capacidade de adesão às células epiteliais intestinais, facilitando a interação com o hospedeiro e a modulação da resposta imunológica (Tirloni et al., 2023), bem como promovem aumento da motilidade intestinal e competem por sítios de adesão com as bactérias patogênicas (Jeong et al., 2022). Com isso, o crescente interesse pelo consumo de probióticos impulsionou as pesquisas e o desenvolvimento de novos produtos alimentícios, com foco na incorporação desses microrganismos benéficos em diversos tipos de alimentos.
Os alimentos probióticos têm se consolidado como uma das principais inovações no mercado de alimentos funcionais, devido aos seus comprovados benefícios à saúde e à crescente demanda por opções mais saudáveis. Embora tradicionalmente associados a produtos lácteos, como iogurtes e queijos, a diversificação para alternativas não lácteas tem permitido atender a consumidores com restrições alimentares, incluindo indivíduos com intolerância à lactose (Rice et al., 2020). Atualmente, esses alimentos representam entre 60% e 70% do mercado global de alimentos funcionais, reforçando sua relevância e potencial na indústria alimentícia (Naseem et al., 2023).
A intolerância à lactose é caracterizada pela incapacidade de digerir a lactose, o principal carboidrato presente no leite e seus derivados, devido à deficiência ou ausência da enzima lactase. Essa condição pode desencadear sintomas como inchaço, diarreia e desconforto gastrointestinal após o consumo de alimentos que contenham lactose. Quimicamente, a lactose é um dissacarídeo composto por dois monossacarídeos, glicose e galactose, unidos por ligações β-1,4 (galactose β-1,4 glicose) (Romero-Velarde et al., 2019).
Estudos apontam que a intolerância à lactose é uma condição amplamente prevalente, afetando aproximadamente 70% da população global. Esse dado reforça a importância de desenvolver alternativas não lácteas para o consumo de probióticos, conforme destacado por Zychar e Oliveira (2017). A busca por opções que atendam às necessidades de indivíduos com essa condição tem se tornado cada vez mais relevante, visando garantir uma alimentação equilibrada e a manutenção da saúde intestinal.
Diante do aumento da demanda por produtos sem ingredientes lácteos, a indústria alimentícia tem investido no desenvolvimento de alternativas que atendam às necessidades de pessoas com restrições alimentares, bem como vegetarianos e veganos. As bebidas fermentadas, consumidas mundialmente, representam uma parcela significativa dos produtos alimentícios (Ramírez-Guzmán et al., 2019).
Entre essas alternativas, destacam-se as bebidas vegetais, que funcionam como substitutos dos produtos lácteos (Cordova, 2019), as quais podem ser produzidas a partir de uma ampla gama de substratos alimentares, como grãos, leguminosas e frutas, que são alimentos amplamente disponíveis em várias partes do mundo (Tamang, Watanabe e Holzapfel, 2016). O consumo dessas bebidas está relacionado às suas características sensoriais, especialmente os sabores resultantes dos compostos voláteis gerados durante a fermentação, os quais podem variar dependendo da matéria-prima e dos microrganismos utilizados (Hugenholtz, 2013; Ramírez-Guzmán et al., 2019). Contudo, a seleção criteriosa desses microrganismos é essencial devido aos desafios em manter sua viabilidade em matrizes não lácteas (Ranadheera et al., 2019; Valero-Cases et al., 2020).
Portanto, a aveia (Avena sativa L.) surge como uma matriz promissora, devido às suas propriedades nutricionais, como um perfil equilibrado de aminoácidos e uma rica concentração de fibras alimentares, como as β-glucanas, que oferecem benefícios ao sistema cardiovascular (Kumar et al., 2021; Zheng et al., 2021). Além disso, a aveia por possuir prebióticos pode melhorar a estabilidade e a sobrevivência dos probióticos durante o processamento e armazenamento, tanto na forma livre como imobilizadas, o que pode tornar seu uso ainda mais relevante para a indústria de alimentos (Charalampopouloset al., 2002).
Considerando esses fatores, a utilização do extrato de aveia como meio de crescimento para microrganismos probióticos se apresenta como uma estratégia viável e promissora para o desenvolvimento de bebidas fermentadas funcionais. A manutenção de uma concentração mínima de 6 log UFC/mL no momento do consumo proporciona uma vantagem competitiva no ecossistema e essencial para garantir os benefícios probióticos esperados (Papadopoulou et al, 2018).
Neste estudo, foram utilizadas as culturas Lacticaseibacillus casei CSL3, isolada de silagem de colostro bovino e reconhecida por seu potencial probiótico seguro (Vitola et al., 2018), e Streptococcus thermophilus, amplamente empregado na indústria alimentícia devido à sua eficiência na acidificação do meio (Marino et al., 2017). A combinação dessas cepas visa otimizar a fermentação e garantir a viabilidade dos microrganismos probióticos no produto.
Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a estabilidade da cepa Lacticaseibacillus casei CSL3 durante o armazenamento refrigerado de uma bebida fermentada probiótica à base de extrato de aveia com cacau, investigando sua viabilidade ao longo do tempo e sua adequação como alternativa não láctea para formulações probióticas. A escolha do extrato de aveia como base para a bebida reforça o compromisso com a criação de opções acessíveis e funcionais para indivíduos com intolerância à lactose, alinhando-se às demandas atuais por alimentos saudáveis e inclusivos.
2 Metodologia
2.1 Elaboração da bebida fermentada probiótica de aveia (BFPA)
A formulação da bebida foi baseada na metodologia descrita por Klajn et al. (2021), com adaptações. Foram utilizados os seguintes ingredientes com respectivas proporções: 52,8% de água (Crystal ®), 35,2% de farelo de aveia (Mundo integral Alimentos ®), 7% de açúcar refinado (Caravelas ®) e 5% de cacau em pó sem adição de açúcar (Mundo integral Alimentos ®), todos adquiridos no comércio da cidade de Pelotas, RS.
O farelo de aveia foi macerado em água à temperatura ambiente (~ 25 °C), por 30 minutos em um becker de 3L. Após a maceração, o farelo foi lavado com água em peneira fina (30mesh), até que o líquido resultante se apresentasse translúcido. Em seguida, o farelo foi transferido para um recipiente, onde foi adicionada a água mineral sem gás e resfriada. Na sequência, o cacau em pó foi incorporado à mistura e triturada em liquidificador de alta potência (Cui-3180, Cuori®, Itália) (1300 W) por 2 minutos na velocidade máxima. A bebida foi obtida utilizando uma malha extrafina de voil (400 mesh) apoiada sobre uma peneira fina (30 mesh) em um becker de 3L. O voil foi pressionado manualmente para otimizar a extração do líquido. Após a extração, o açúcar refinado foi adicionado à bebida, e a mistura foi homogeneizada.
O processo de tratamento térmico foi realizado em banho-maria a 85 °C por 8 minutos, seguido de resfriamento em banho de gelo até aproximadamente ~ 45 °C. A bebida foi então inoculada com 1% da cultura com potencial probiótico L. casei CSL3 (~ 10 log UFC/mL) e da cultura iniciadora Streptococcus thermophilus (~ 8,81 log UFC/mL). A fermentação ocorreu em iogurteira doméstica por 6 horas a 38 ºC (até atingir pH 4,6), após o produto foi envasado em garrafas de polietileno tereftalato (PET), com capacidade 500 mL previamente higienizadas em solução clorada e armazenado sob refrigeração a ~ 4 °C (Figura 1).
Todos os materiais e equipamentos utilizados no preparo da bebida passaram por um processo de higienização, garantindo a segurança microbiológica e a qualidade do produto. A limpeza foi essencial para evitar contaminações indesejadas e garantir que o ambiente de produção fosse adequado às boas práticas de fabricação. Desde os recipientes utilizados na pesagem dos ingredientes até as mesas usadas na mistura e fermentação, cada item foi devidamente tratado antes do uso.
A higienização foi realizada utilizando uma solução clorada, um método amplamente reconhecido por sua eficácia na eliminação de microrganismos patogênicos. A solução de água clorada foi preparada com uma concentração de 200 ppm, o que equivale à adição de 10 mL de hipoclorito de sódio a 2% (contendo 2% de cloro ativo) por litro de água. Esse procedimento seguiu as recomendações de Bezerra (2007), garantindo que o nível de umidade fosse adequado para a manipulação segura dos ingredientes e equipamentos.
Figura 1 – Fluxograma da elaboração da bebida fermentada probiótica de aveia
Fonte: Adaptado de Klajn et al. (2021).
2.2 Viabilidade da bactéria potencialmente probiótica
Para determinar a contagem de células viáveis de L. casei CSL3, inicialmente, 1 mL da amostra da bebida probiótica BFPA foi homogeneizado em 9 mL de água peptonada (Himedia®) (AP) a 0,1%. Em seguida, foram realizadas diluições decimais seriadas. A partir dessas diluições, alíquotas de 0,1 mL foram inoculadas em placas de Petri contendo meio de cultura ágar MRS (De Man, Rogosa e Sharpe) (Kasvi®) suplementado com 0,02% de bile bovina (Sigma-Aldrich®). As placas foram incubadas em jarras de anaerobiose (Permution®) a 37 °C por um período de 72 horas, conforme metodologia descrita por APHA (2002). O teste de viabilidade foi realizado nos tempos 0, 7, 14, 21 e 28 dias de armazenamento sob refrigeração. Os resultados foram expressos em log UFC/mL (logaritmo de unidades formadoras de colônia por mililitro).
A viabilidade de Lacticaseibacillus casei CSL3 foi monitorada de forma contínua ao longo do armazenamento refrigerado da bebida fermentada à base de extrato de aveia, permitindo uma avaliação detalhada do comportamento da cepa probiótica sob essas condições. Durante esse período, observamos que a contagem de células viáveis sofreu variações ao longo do tempo, conforme indicado pelo teste de Bonferroni (p < 0,05). Diferenças significativas foram constatadas entre os tempos iniciais (T0) e finais (T14 e T28) (Tabela 1).
A análise desses dados foi fundamental para compreender a estabilidade da cepa probiótica na formulação desenvolvida e sua capacidade de manutenção dentro dos níveis recomendados para probióticos ao longo do tempo. Dessa forma, os resultados obtidos podem contribuir para ajustes na formulação e no processo produtivo e garantir os benefícios funcionais da bebida até o final da vida útil do produto.
Tabela 1 – Viabilidade de Lacticaseibacillus casei CSL3 em bebida fermentada
probiótica de aveia, durante armazenamento em refrigeração
A figura 2 apresenta a variação da viabilidade de L. casei CSL3 durante o armazenamento refrigerado da bebida fermentada à base de extrato de aveia. Observa-se que a contagem inicial (T0) foi de 9,14 log UFC/mL, indicando uma alta concentração de células viáveis no momento da produção. Com o passar do tempo, houve uma redução gradual na viabilidade da bactéria, sendo mais evidente após 14 dias (T14), quando a contagem caiu para 8,87 log UFC/mL. Essa tendência de declínio continuou até os 28 dias (T28), atingindo 8,26 logs UFC/mL. Apesar da redução observada, a concentração de células viáveis permaneceu acima do limite mínimo de 6 log UFC/mL, considerado necessário para garantir os benefícios probióticos ao consumidor.
Figura 2 – Sobrevivência de Lacticaseibacillus casei CSL3 em bebida fermentada probiótica de aveia ao longo do tempo de armazenamento em refrigeração
Comparando com os resultados de Ames et al. (2021), que avaliaram iogurtes contendo L. casei CSL3 imobilizado em aveia, observa-se uma viabilidade média semelhante, em torno de 8 log UFC/mL, ao longo do mesmo período de armazenamento. Por sua vez, Guergoletto et al. (2010), ao investigar a sobrevivência de L. casei aderido a fibras vegetais, relataram que a bactéria associada ao farelo de aveia com 9% de β-glucanas apresentou uma viabilidade de 7,1 log UFC/g, demonstrando a eficiência da aveia como substrato para manter a viabilidade de probióticos.
No estudo de Nascimento (2024), foi avaliada a viabilidade da cepa Lactobacillus casei NRRL B-442 em uma bebida fermentada desenvolvida a partir de xerém de castanha de caju (Anacardium occidentale L.), armazenada sob refrigeração a 4 °C por 42 dias. Os resultados demonstraram que a cepa apresentou excelente estabilidade durante todo o período de armazenamento, com contagens variando de 10,46 ± 0,43 a 12,23 ± 0,03 log UFC/mL, evidenciando a adequação do xerém de castanha de caju como matriz para manter a viabilidade probiótica e a eficácia do produto mesmo após períodos prolongados de estocagem.
Esse resultado reforça a estabilidade da cepa L. casei CSL3 na matriz de aveia, sugerindo que a bebida fermentada pode ser uma alternativa viável aos produtos não lácteos probióticos. A diminuição progressiva pode ser atribuída a fatores como acúmulo de metabólitos, variação do pH e disponibilidade de nutrientes ao longo do armazenamento. Essas variações são esperadas em sistemas probióticos não lácteos, especialmente quando associados a matrizes vegetais. Apesar da redução observada entre os tempos iniciais e finais, a bebida fermentada apresentou uma boa estabilidade, mantendo concentrações viáveis de L. casei CSL3 ao longo de 28 dias.
A aveia, um cereal altamente nutritivos, tem sido amplamente utilizada como matéria-prima para a produção de bebidas fermentadas à base de cereais. Deziderio (2019) desenvolveu bebidas fermentadas funcionais contendo aveia, amêndoas, soja, castanha-do-brasil e arroz, utilizando culturas probióticas como Bifidobacterium BB-12, Lactobacillus acidophilus LA-5 e Streptococcus thermophilus. Por outro lado, Asadzadeh et al. (2021) formularam uma bebida probiótica não láctea a partir de extrato de farelo de aveia fermentado com a cepa Bifidobacterium lactis. Ambos os estudos demonstraram que as bebidas fermentadas à base de aveia possuem potencial para novos produtos probióticos, além de serem bem aceitas sensorialmente.
O desenvolvimento de produtos alimentícios fermentados, especialmente à base de cereais, apresenta-se como uma estratégia eficiente e sustentável para atender à crescente demanda por alimentos com elevada qualidade nutricional (Moreira, Nascimento e Queiroz, 2024).
Em comparação com outras matrizes vegetais, os valores mantidos acima de 8 log UFC/mL indicam que a aveia pode ser uma base eficiente para a manutenção da viabilidade probiótica, possivelmente devido à presença de compostos prebióticos que favorecem a sobrevivência dos microrganismos. Esses compostos, como β-glucanas, podem atuar como substratos energéticos para os probióticos, contribuindo para sua estabilidade e funcionalidade durante o armazenamento. Com isso, os resultados reforçam o potencial do extrato de aveia como uma matriz promissora para o desenvolvimento de produtos probióticos alternativos, atendendo à crescente demanda por alimentos funcionais não lácteos. Além disso, a estabilidade da cepa em condições de refrigeração sugere que a bebida pode oferecer benefícios probióticos.
A capacidade de sobrevivência e crescimento das células probióticas em diferentes matrizes alimentares é influenciada por diversos fatores, incluindo a composição nutricional do meio e as condições de armazenamento. Essa variação em relação ao crescimento celular nas diferentes bebidas está associada à habilidade das células de se regenerarem em um ambiente nutritivo e à indução de estados fisiológicos latentes em resposta ao estresse ambiental (Silva, Campelo & Rodrigues, 2022).
Portanto, os resultados obtidos destacam a capacidade de L. casei em manter sua estabilidade em diferentes matrizes alimentares, com ênfase em opções não lácteas, como a bebida à base de extrato de aveia. Esse desempenho reforça o potencial dessa cepa para aplicação em produtos funcionais, promovendo propriedades probióticas que atendem às demandas de um mercado cada vez mais orientado para alimentos saudáveis, inclusivos e com ampla aceitação por consumidores com diferentes restrições alimentares.
Conclui-se que os compostos prebióticos presentes na aveia desempenharam um papel fundamental na manutenção da viabilidade de Lacticaseibacillus casei CSL3, com contagens acima do limite mínimo de 6 log UFC/mL por 28 dias de armazenamento refrigerado. Esses resultados confirmam o potencial da bebida fermentada probiótica à base de aveia (BFPA) como um veículo não lácteo eficaz para a entrega de benefícios probióticos ao consumidor.
O estudo também destaca a relevância das matrizes vegetais enriquecidas com prebióticos, como a aveia, para o desenvolvimento de produtos funcionais inovadores. Esses produtos não apenas atendem às demandas por alimentos mais saudáveis, mas também promovem a inclusão alimentar, ampliando as opções para consumidores com restrições alimentares, como intolerância à lactose ou adesão a dietas veganas.
Por fim, os achados reforçam a importância de continuar explorando combinações entre prebióticos e probióticos em matrizes vegetais, oferecendo soluções promissoras que aliam sustentabilidade, funcionalidade e benefícios à saúde, alinhadas às crescentes exigências do mercado por alimentos funcionais e inclusivos.
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