Efecto de la microencapsulación con agentes prebióticos sobre la viabilidad de microorganismos probióticos (Lactobacillus casei ATCC 393 y Lactobacillus rhamnosus ATCC 9469)

Abstract

Las tecnologías de microencapsulación de microorganismos probióticos han permitido el desarrollo de nuevos alimentos funcionales al mejorar su estabilidad durante el procesamiento, almacenamiento y en la superviviencia durante su paso a través del tracto gastrointestinal. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de la microencapsulación mediante secado por aspersión y liofilización sobre la viabilidad de los microorganismos probióticos Lactobacillus casei ATCC 393 y Lactobacillus rhamnosus ATCC 9469 al adicionar agentes prebióticos en la formulación, bajo condiciones de almacenamiento a temperatura ambiente (20°C±2). Inicialmente se prepararon suspensiones con un contenido de sólidos totales de 25% (p/v) considerando los siguientes tratamientos: maltodextrina-fructo-oligosacárido (FOS), maltodextrina-inulina y maltodextrina sin prebiótico; cada una de estas soluciones se le adicionó el microorganismo probiótico correspondiente a L. casei y L. rhamnosus, previo a un proceso fermentativo cuando el crecimiento de los microorganismos alcanzaran la fase estacionaria fueron recuperados por centrifugación, obteniéndose en promedio una población microbiana inicial de 109 UFC/mL de células viables. Las suspensiones inoculadas fueron sometidas al proceso de microencapsulación mediante las técnicas de secado por aspersión y liofilización. Se determinó características físicas, morfológicas y la viabilidad del microorganismo (LogUFC/g) durante el almacenamiento a temperatura ambiente (20°±2). En el secado por aspersión se aplicaron temperaturas de entrada del aire 80±5ºC, y se observó que existen diferencias en la viabilidad de los microorganismos microencapsulados con y sin agentes prebióticos, evidenciando para L. rhamnosus mayor porcentaje de viabilidad en el tiempo. Las características físicas y morfológicas obtenidas a las condiciones de secado aplicadas, podrán conferir a los polvos obtenidos, estabilidad superior a 21 días de almacenamiento. Las condiciones de liofilización aplicadas mostraron porcentajes significativos de viabilidad después del proceso; en cuanto al porcentaje de viabilidad y estabilidad entre los microorganismos para el caso de L. casei no hubo diferencias estadísticamente significativas (p0.05), mientras que para el L. rhamnosus si se establecieron diferencias significativas entre los tratamientos con un p0.05, donde el mejor tratamiento fue con el prebiótico inulina con un 73% de supervivencia hasta las 14 semanas de almacenamiento a temperatura ambiente.

Abstract. Microencapsulation technologies probiotic microorganisms have allowed the development of new functional foods to improve their stability during processing, storage and survival during passage through the gastrointestinal tract to the host conferring health benefits. The objective of the present work was to evaluate the effect of microencapsulation by spray drying and freeze drying on the viability of the probiotic microorganisms Lactobacillus casei ATCC 393 and Lactobacillus rhamnosus ATCC 9469 when prebiotic agents were included in the formulation, under storage conditions at room temperature (20°C ±2). Initially suspensions were prepared with a total solids content of 25% (w/v) with the following formulation: maltodextrin with fructo-oligosaccharide (FOS), inulin and maltodextrin with no prebiotic maltodextrin. To each of these solutions a probiotic microorganism (L. casei and/or L. rhamnosus) was added. The solutions were left to ferment for approximately 12 hours at 37°C. When growth reached the stationary phase organisms were harvested by centrifugation, yielding an average initial microbial population of 109 CFU / mL viable cells. Inoculated suspensions were subjected to microencapsulation process using spray drying with an inlet temperature of 80±5 ° C and freeze drying. We determined the encapsulation yield, physical characteristics, morphology and viability of the microorganism (LogUFC /g) during storage at room temperature (20°±2). The results for spray drying showed that there were differences in the viability of the microorganisms microencapsulated with and without prebiotics. L. rhamnosus showed greater percentage of viability over time when this microorganism was microencapsulated with prebiotics. It was also observed that the physical and morphological characteristics of the powders might confer greater storage stability than 21 days The freeze drying technique did not show statistically significant differences (p0.05) in the percentage of viability and stability when applied to formulations with microencapsulated L. casei. However, there were significant differences between treatments at p 0.05 when the technique was applied to microencapsulated L. rhamnosus. The best treatment was obtained when using inulin. This formulation showed 73% survival up to 14 weeks of storage at room temperature.