Estudo da viabilidade de Bifidobacterium animalis ssp. lactis em suco de Yacon

Abstract

Resumo: A maioria dos produtos probióticos são elaborados à base de leite, com desvantagens aos consumidores intolerantes à lactose, tornando assim produtos probióticos não lácteos vantajosos. O yacon é uma planta que acumula em suas raízes compostos prebióticos conhecidos como frutooligossacarídeos. O objetivo deste trabalho foi produzir o suco de yacon e utilizá-lo como matriz não láctea para a bactéria probiótica Bifidobacterium animalis ssp. lactis. O yacon apresentou rápido escurecimento enzimático, requerendo tratamento para manter a coloração do suco durante o processamento e armazenamento. Foi avaliado a combinação de 3 tratamentos em diferentes níveis para manter a coloração do suco, sendo escolhido a combinação da imersão das fatias de yacon em solução de ácido ascórbico 0,5% (m/v), branqueamento a vapor por 6 minutos e adição direta de ácido ascórbico ao suco extraído na concentração final de 0,2% (m/v). Foi empregada a técnica de crioconcentração para aumentar o teor de sólidos solúveis do suco de 7 para até 18º Brix. Leite integral UHT foi fermentado por 10 horas a 45ºC, apresentando pH 4,31 e produção de acidez expressa em ácido lático de 6,35 g.L-1. Durante a fermentação, houve crescimento das bifidobactérias de 1,35.108 para 2,78.108 UFC.mL-1, o que o classifica como produto probiótico pela ANVISA. Suco de yacon (6º Brix) e suco de yacon concentrado (12º Brix) foram fermentados a 35ºC e 45ºC por 10 horas. Ambos os sucos apresentaram redução de viabilidade celular de maneira dependente da temperatura. A 35ºC, o suco de yacon apresentou redução de 8,83.107 para 2,52.107 UFC.mL-1 enquanto o suco de yacon concentrado apresentou redução de 1,07.108 para 2,05.107 UFC.mL-1, porém em ambos os casos o número de bactérias viáveis foi suficiente para enquadrá-los como produto probiótico. A 45ºC, o suco de yacon apresentou redução de 9,45.107 para 1,65.105 UFC.mL-1 e o suco de yacon concentrado de 7,77.107 para 1,29.105, em ambos os casos o número de bactérias viáveis foi insatisfatório e portanto o suco fermentado a 45ºC não seguiu adiante no estudo do armazenamento sob refrigeração. Leite, suco de yacon e suco de yacon concentrado foram transferidos no tempo 0 e 10 horas da etapa de fermentação para recipientes de vidro e plástico e mantidos sob refrigeração a 7ºC por 28 dias. Durante o armazenamento, houve crescimento da bifidobactéria e acidificação do leite não fermentado. O leite fermentado apresentou pós-acidificação e redução da viabilidade celular, porém o número de bactérias viáveis permaneceu satisfatório mesmo após 28 dias. O suco de yacon e o suco de yacon concentrado, ambos não fermentados, apresentaram redução do número de bactérias viáveis, porém tal número permaneceu suficiente por até 28 dias para enquadrar o produto como probiótico. O suco de yacon e suco de yacon concentrado, ambos fermentados, apresentaram perda de viabilidade celular mais acentuada, possuindo número satisfatório de bactéria viáveis por apenas 14 e 21 dias, respectivamente. Um estudo mais aprofundado deve ser feito para manter a estabilidade da cor do suco de yacon sem promover grande diminuição do pH do suco, o que compromete o crescimento e sobrevivência da bifidobactéria.

Abstract: Most of the probiotic products are made of milk, but it is not suitable for lactose intolerant consumers, therefore non-dairy probiotic products are advantageous. Yacon is a plant that stores in its root fructooligosaccharide, a prebiotic fiber. This work aim was to produce yacon juice and use it as a non-dairy matrix for the probiotic strain Bifidobacterium animalis ssp. lactis. Yacon showed quickly enzymatic browning, requiring treatment to maintain the color along its process and storage. It was evaluated 3 treatments in different levels to maintain the color stability, the chosen process was: immersion of yacon slices into an 0.5% (w/v) ascorbic acid solution, steam blanching for 6 minutes and addition of ascorbic acid directly to the juice at a concentration of 0.2% (w/v). It was employed the cryoconcentraion to increase the juice's solids content from 7 to 18º Brix. Whole milk was fermented at 45ºC for 10 hours, presenting a pH value of 4,31 and increase of acidity expressed in lactic acid of 6.35 g.L-1. During the fermentation, the bifidobacterium population grew from 1.35x108 to 2.78x108 CFU.mL-1, which classifies the juice as a probiotic product according to ANVISA. Yacon juice (6º Brix) and concentrated yacon juice (12º Brix) were fermented at 35ºC and 45ºC for 10 hours. Both juices presented decrease of cell viability in a temperature dependent matter. At 35ºC, yacon juice and concentrated yacon juice presented a cell viability loss from 8.83x107 to 2.52x107 CFU.mL-1 and from 1.07x108 to 2.05x107 CFU.mL-1, respectively. For both juices, the number of viable cells was high enough to be classified as probiotic. At 45ºC, yacon juice and concentrated yacon juice presented cell viability loss from 9.45x107 to 1.65x105 CFU.mL-1 and from 7.77x107 to 1.29x105 CFU.mL-1, respectively. For both juices, the viable cells amount was unsatisfying and therefore the juice fermented at 45ºC did not proceed to the storage under refrigeration assessment. Milk, yacon juice and concentrated yacon juice were transferred to glass and plastic containers at time 0 and 10 hours of the fermentation step and they were kept under 7ºC for 28 days. During storage, there were bifidobacterium growth and acid production in nonfermented milk. Fermented milk presented post-acidification and cell viability loss, but the number of viable cells remained satisfying even after 28 days of storage. Nonfermented yacon juice and non-fermented concentrated yacon juice presented decrease in the number of viable cells, however this number remained high enough to classify these juices as probiotic even after 28 days of storage. Yacon juice and concentrated yacon juice, both fermented, showed a more intense loss of cell viability, presenting a satisfying number of viable cells for only 14 and 21 days of storage, respectively. A more accurate study is required to maintain the color stability of yacon juice without promoting a great pH decrease that compromise bifidobacteria development and survival.