Microencapsulacion con alginato de sodio y viabilidad del probiótico Saccharomyces cerevisiae en el almacenamiento.

GONZALEZ PEREYRA ML; ; ALONSO V, ; PENA G,; DALCERO A;; CAVAGLIERI L. R

Congreso; VII Congresso Latino-Americano e XIII Congresso Brasileiro de Higienistas de Alimentos.; 2015

Soc Latinoamericana de Higienistas de Alimentos

MICROENCAPSULACION CON ALGINATO DE SODIO Y VIABILIDAD DEL PROBIÓTICO SACCHAROMYCES CEREVISIAE EN EL ALMACENAMIENTO SODIUM ALGINATE MICROENCAPSULATION AND VIABILITY OF PROBIOTIC SACCHAROMYCES CEREVISIAE RC016 DURING STORAGE María Laura Gonzalez Pereyra; Verónica Alonso, Gabriela Pena, Ana Dalcero; Lilia Cavaglieri Universidad Nacional de Rio Cuarto (UNRC) ? Río Cuarto, Córdoba, Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) ? Argentina. Resúmen La encapsulación con alginato de sodio se utiliza para mejorar la estabilidad, viabilidad y transporte de los probióticos hasta su sitio activo. Se evaluó la eficiencia de encapsulación e influencia de la concentración de las soluciones de alginato de sodio y CaCl2 (0,1; 0,2; 0,5 y 1 M) sobre la viabilidad del probiótico S. cerevisiae encapsulado por la técnica de extrusión a diferentes tiempos de almacenamiento (7; 14; 21 y 28 días). La condición más eficaz fue alginato de sodio al 1% y CaCl2 0,1 M, que mantuvo viable al microorganismo en niveles de 106 UFC/ml durante 21 días con una eficiencia de encapsulación (EE) > 95%.El diámetro promedio de las cápsulas logradas fue de 1,56 mm con una densidad de 0,955 g/ml. La microencapsulación con alginato de sodio es una herramienta efectiva para transportar al probiótico eficientemente hasta el intestino del huésped, por lo que sería útil en la formulación de aditivos alimentarios destinados a animales de producción. Palabras clave Microencapsulación, probióticos, Sacchcromyces cerevisiae. Introducción Los probióticos son microorganismos vivos (bacterias o levaduras) que al ser ingeridos o aplicados localmente, en cantidad suficiente, confieren uno o más efectos benéficos comprobados al hospedador (FAO/WHO, 2002). El uso de probióticos en animales de producción ha aumentado considerablemente en los últimos 15 años debido a que representan una opción más segura y natural para mejorar la salud y productividad animal mediante la manipulación del ecosistema microbiano del tracto gastrointestinal, disminuyendo el uso de antibióticos (Chaucheyras-Durand y Durand, 2010). La correcta vehiculización del probiótico hacia el sitio activo en el intestino a través del tracto gastrointestinal del hospedador es crucial para mantener al microorganismo viable en los niveles óptimos requeridos para su uso (106 ? 107 UFC/g o ml) (FAO/WHO, 2002). La microencapsulación es el proceso en el que un compuesto bioactivo (microorganismo) es introducido a una matriz o sistema de pared, con el objetivo de impedir su pérdida y protegerlo de la reacción con otros compuestos presentes en el alimento (Saénz y col., 2009). La obtención de esta barrera retarda las reacciones químicas con el medio que lo rodea, promoviendo un aumento en la vida útil del producto, una liberación gradual del compuesto encapsulado y también facilita su manipulación. La microencapsulación de probióticos con alginato de sodio es una de las más utilizadas. Los alginatos son polisacáridos lineales no ramificados, que contienen cantidades variables de acido (1,4) ß-D-manurónico y de acido α-L-gulurónico. La composición y extensión de las secuencias y el peso molecular determinan sus propiedades físicas. En el presente trabajo se puso a punto la técnica de microencapsulación por extrusión de la levadura probiótica S. cerevisiae (aislada de intestino de cerdo, con actividad demostrada in vivo e in vitro) y se evaluó la influencia de diferentes concentraciones de alginato de sodio (1, 2 y 3%) y de la solución de CaCl2 (0,1; 0,2; 0,5 y 1 M) usada pasa la formación y endurecimiento de las cápsulas sobre la viabilidad durante el tiempo de almacenamiento del producto. A su vez, se midió la EE, diámetro, peso seco, peso húmedo y densidad de las cápsulas obtenidas. Materiales y Métodos Cultivo de levaduras Se utilizo un cultivo O/N de S. cerevisiae RC016 en caldo extracto de levadura- peptona- dextrosa (YPD). La cepa se encuentra depositada en el cepario de la Cátedra de Micología de la UNRC. Preparación de las células y soluciones de alginato de sodio Se determinó la cantidad de células viables por ml del cultivo mediante recuento en cámara de Neubauer con azul Tripán y mediante la siembra y recuento de UFC/ml en agar extracto de levadura (YPD). Se fraccionó el cultivo en tubos colocando 10 ml cada uno y se centrifugaron a 3000 rpm por 20 min. El pellet de cada tubo se lavó dos veces con 5 ml de buffer fosfato salino (PBS) centrifugando a 3000 rpm por 10 min. Se descartó el sobrenadante y se resuspendió el pellet en 1 ml de buffer fosfato (PBS). A cada tubo se le adicionaron 3 ml de solución de alginato de sodio al 1, 2 ó 3 % respectivamente. Se agitaron suavemente los tubos y se homogeneizó el contenido con pipeta Pasteur estéril. Microencapsulación por extrusión Para la obtención de las microcápsulas por la técnica de extrusión, se dejó gotear la mezcla con una micropipeta con tip cargado con 100 µl, dispensando manualmente las gotas (6 gotas cada 100 µl) sobre soluciones de CaCl2 de diferente concentración (0,1; 0,2; 0,5 y 1 M) con agitación muy suave. Las cápsulas obtenidas se endurecieron en las soluciones de CaCl2 en agitación suave durante 30 min, se filtraron con un embudo con papel de filtro estéril y se lavaron dos veces con agua peptonada estéril bajo campana de flujo laminar. Las cápsulas se almacenaron en Erlenmeyers con 100 ml de agua peptonada estériles, a 4°C durante 7, 14, 21 y 28 días. Análisis de viabilidad durante el almacenamiento Se muestrearon 6 cápsulas por cada condición y por cada uno de los tiempos mencionados y se disolvieron en 100 ml de citrato de sodio al 0,1 % durante 15 min en agitación moderada para los ensayos de viabilidad. Se realizaron diluciones seriadas de la suspensión y se sembraron en placas de agar YPD para hacer recuento de UFC/ml. Eficiencia de encapsulamiento, peso, densidad y diámetro de las microcápsulas La EE se calculó rompiendo mecánicamente 6 cápsulas en 100 ml de PBS estéril y sembrando en placas de agar YPD para calcular las UFC/ml. La EE se calculó mediante la fórmula EE = ( log10 N / log10 No) x 100 donde N = nro de cel viables liberadas de las cápsulas y No = nro de cel libres añadidas al alginato. Se calculó el peso húmedo y el peso seco de 20 cápsulas secando estas últimas a temperatura ambiente sobre papel de filtro en una placa de Petri. Se calculó la densidad de las cápsulas con la fórmula δ = m/v. El volumen de una masa conocida de cápsulas se calculó según el volumen desplazado por éstas al colocarlas en una probeta con agua. El diámetro promedio de las cápsulas (secas y húmedas) se calculó midiendo 10 cápsulas al azar, provenientes de todos los tratamientos, con el microscopio óptico de luz en aumento de 50X. Análisis estadísticos Los resultados fueron evaluados estadísticamente mediante el análisis de la varianza y el test a posteriori LSD de Fisher (P 94%). Al medir la EE en el tiempo, se observó que ésta disminuyó luego del día 7 en todas las condiciones, manteniéndose más estable con la solución de CaCl2 0,1 M (Tabla 2). Tabla 2. Eficiencia de encapsulación en el tiempo usando diferentes concentraciones de alginato de sodio y CaCl2. Día Concentración alginato de Na (%) Concentración de CaCl2 0,1 M 0,2 M 0,5 M 1,0 M 7 1 95,85 94,32 95,93 94,41 2 94,76 95,14 67,81 93,63 3 97,1 94,56 93,77 70,13 14 1 86,59 91,29 71,31 59,7 2 88,85 81,51 70,74 70,13 3 96 79,73 55,2 59,7 21 1 93,42 85,61 70,56 59,7 2 80,81 82,55 55,2 70,13 3 88.67 66,82 59,7 < 59,7 28 1 88,71 83,1 68,68 88,37 2 79,43 74,94 < 59,7 70,13 3 84,3 69,44 < 59,7 < 59,7 Conclusión La microencapsulación de S. cerevisiae probiótica en cápsulas de alginato de sodio fue posible. El método de extrusión logró cápsulas estables y bien definidas capaces de contener 8,42 x 105 UFC/cápsula viables durante 21 días. El encapsulamiento de la levadura probiótica permite su incorporación a la dieta de animales de producción en forma de aditivo alimentario pudiendo agregársele a la ración de alimento balanceado para mejorar el rendimiento de los animales de producción. Referencias Bibliográficas FAO/WHO. Guidelines for the evaluation of probiotics in food. Food and Agriculture Organization of United Nations and World Health Organization Working Group Report, World Health Organization, London, UK, 2002. CHAUCHEYRAS-DURAND, F.; DURAND, H. Probiotics in animal nutrition and health. Beneficial Microbes, v. 1, p. 3-9, Mar. 2010. SÁENZ, C.; TAPIA, S.; CHÁVEZ, J.; ROBERT, P. Microencapsulation by spray drying of bioactive compounds from cactus pear (Opuntia ficus-indica). Food Chemistry, v. 114, p. 616-622. 2009. Contacto: Dra. María Laura González Pereyra, Universidad Nacional de Río Cuarto, Ruta N 36 Km 601; lauragonzalezp@yahoo.com.ar; mgonzalezpereyra@exa.unrc.edu.ar