Name: Développement de procédés pour le séchage par atomisation des bactéries probiotiques et évaluation de la qualité du produit (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-07T14:45:00.000+00:00
Duration: 5 min 45 s
Description: Découvrez la microencapsulation de probiotiques par séchage par atomisation pour améliorer leur survie dans les aliments et le tractus gastro-intestinal. Cette méthode simple et reproductible permet de développer des ingrédients fonctionnels pour l'industrie agroalimentaire.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Cette étude a été financée en partie par la Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Code financier 001. Cette étude a également été financée en partie par FAPESP - São Paulo Research Foundation. E.C.P.D.M. est reconnaissant pour une bourse de chercheur du Conseil national pour le développement scientifique et technologique (CNPq) 306330/2019-9.

1. Production des cellules probiotiques
<ol><li>Préparez le bouillon De Man Rogosa et Sharpe (MRS).</li>
	<li>Réactiver 1% (v/v) de la culture d’intérêt dans le bouillon MRS (ici, Lactiplantibacillus paraplantarum FT-259 a été utilisé).</li>
	<li>Incuber pendant 24 h à une température adéquate (nous avons utilisé 37 °C).</li>
</ol>2. Séparer les bactéries de la culture
<ol><li>Centrifuger la culture bactérienne à 7 197 x g pendant 5 min à 4 °C à l’aide de tubes coniques de 50 mL. Il est important que le poids des tubes soit équilibré avant la procédure.</li>
	<li>À l’aide d’une pipette, retirer le surnageant et le jeter dans un récipient approprié. Laver les granulés avec un tampon phosphate (pH 7) et homogénéiser la solution.</li>
	<li>Répétez le processus de centrifugation comme mentionné précédemment.</li>
	<li>Pour obtenir la pastille, utilisez une pipette pour retirer et jeter le surnageant dans un contenant approprié.</li>
</ol>3. Ajout d’auxiliaires de séchage
<ol><li>Sélectionnez la combinaison de deux compositions d’agent de séchage (protecteurs) : mélange inuline:maltodextrine et lait écrémé simulé (tableau 1)22,23.</li>
	<li>Peser 5 g d’inuline et 5 g de maltodextrine pour obtenir la première association de protecteurs.</li>
	<li>Peser 3 g d’inuline, 3 g de lactose, 0,4 g deSiO2 colloïdal et 3,6 g de protéines de lactosérum pour obtenir la deuxième combinaison de protecteurs.</li>
	<li>Ajouter chacun des auxiliaires de séchage à de l’eau ultrapure (1:10) et soumettre à l’agitation magnétique jusqu’à solubilisation.</li>
	<li>Assurez-vous que les protecteurs et l’eau sont homogènes, puis ajoutez les granulés de probiotiques au mélange, et remuez modérément pendant 20 min.</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Auxiliaires de séchage</td>
			<td>Inuline et maltodextrine</td>
			<td>Lait écrémé simulé</td>
		</tr><tr><td>Maltodextrine</td>
			<td>5%</td>
			<td>-</td>
		</tr><tr><td>Protéine de lactosérum</td>
			<td>-</td>
			<td>3.60%</td>
		</tr><tr><td>Lactose</td>
			<td>-</td>
			<td>3%</td>
		</tr><tr><td>Inuline</td>
			<td>5%</td>
			<td>3%</td>
		</tr><tr><td>SiOcolloïdal 2</td>
			<td>-</td>
			<td>0.40%</td>
		</tr></tbody></table>Tableau 1 : Composition des auxiliaires de séchage.
4. Séchage par atomisation
<ol><li>Allumez le sécheur-atomiseur (SD) et réglez le débit de gaz de séchage, la température de séchage à l’entrée, ainsi que le débit et la pression du gaz de l’atomiseur comme suit : Température d’entrée: 80 °C Débit d’air : 60 m³/h Vitesse d’avance: 4 g / min Débit d’atomisation : 17 L/min Pression d’atomisation : 1,5 kgf/cm² Diamètre de la buse de l’atomiseur: 1 mm</li>
	<li>Préparer la composition des protecteurs et ajouter les granulés probiotiques concentrés.</li>
	<li>Commencez l’alimentation de la composition probiotique (cellules plus protecteurs) à l’aide d’une pompe péristaltique.</li>
	<li>Démarrez la minuterie et placez le récipient collecteur de produit lorsque la solution pénètre dans l’atomiseur.</li>
	<li>Enregistrez la température de sortie toutes les 5 minutes pour suivre les instabilités de température possibles.</li>
	<li>Arrêtez la minuterie lorsque toute la composition probiotique a été introduite dans le SD.</li>
	<li>Peser le récipient de collecte des produits pour déterminer la quantité de composition introduite dans le système et la quantité de produit sec collectée, pour calculer le rendement de séchage (produit récupéré) grâce à un bilan massique dans le séchoir.</li>
	<li>Utilisez du lait écrémé simulé pour évaluer l’effet de la température sur la viabilité des cellules probiotiques, en établissant cinq températures différentes de séchage par atomisation (80 °C, 100 °C, 120 °C, 140 °C et 160 °C par rapport à des températures de sortie de 59 °C, 70 °C, 83 °C, 96 °C et 108 °C).</li>
</ol>5. Caractérisation des poudres
<ol><li>Teneur en humidité du produit<ol><li>Pesez précisément 100 mg du produit séché et placez-le dans le récipient de titrage de l’équipement Karl-Fischer.</li>
		<li>Appuyez sur le bouton d’initiation pour lancer le titrage biampérométrique de l’eau présente dans l’échantillon.</li>
	</ol></li>
	<li>Activité aquatique<ol><li>Peser 0,6 g du produit séché dans le compartiment échantillon de l’hygromètre à 25 °C.</li>
		<li>Fermez le capot de l’équipement. REMARQUE: Le test démarre automatiquement et s’arrête lorsque l’échantillon atteint la pression de vapeur d’équilibre dans le compartiment de l’échantillon.</li>
	</ol></li>
</ol>6. Viabilité des probiotiques
<ol><li>Diluer les suspensions bactériennes préalablement préparées dans 9 mL d’eau peptone (0,1 %, v/v).</li>
	<li>Vortex jusqu’à dispersion complète.</li>
	<li>Effectuer des dilutions décimales en série (1:10) dans 9 mL de solution saline (NaCl à 0,9 %).</li>
	<li>Ensemencer les dilutions sur des plaques de gélose MRS et incuber à 37 °C pendant 24-48 h.</li>
	<li>Comptez les unités formant colonies (UFC/g) à l’aide d’un compteur de colonies avec loupe.</li>
	<li>Calculer la viabilité probiotique dans le produit séché selon l’équation suivante : EE (%) = (N∕N o) × 100 où, N est le nombre de cellules viables après séchage par atomisation, et No est le nombre de cellules bactériennes avant séchage par atomisation.</li>
	<li>Exprimer le nombre de cellules viables en UFC/g de dispersion du produit.</li>
</ol>7. Analyse des données
<ol><li>Tabulez les données obtenues dans un logiciel statistique et effectuez l’analyse à l’aide d’un test de comparaison multiple (ANOVA).</li>
</ol>

Optimiser la qualité des produits probiotiques séchés par pulvérisation grâce au développement de procédés

<ol><li>Food and Agricultural Organization of the United Nations and World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probiotics+in+food%3A+Health+and+nutritional+properties+and+guidelines+for+evaluation.+FAO+Food+and+Nutrition+Paper+85%5BTitle%5D)+AND+%22Food+and+Agricultural+Organization%22%5BJournal%5D)">Probiotics in food: Health and nutritional properties and guidelines for evaluation. FAO Food and Nutrition Paper 85.</a> Food and Agricultural Organization. , Rome, Italy. At https://www.fao.org/3/a0512e/a0512e.pdf (2006).</li>
<li>Sharma, R., Rashidinejad, A., Jafari, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+spray+dried+encapsulated+probiotics+in+functional+food+formulations%5BTitle%5D)+AND+%22Food+and+Bioprocess+Technology%22%5BJournal%5D)">Application of spray dried encapsulated probiotics in functional food formulations.</a> Food and Bioprocess Technology. 15, 2135-2154 (2022).</li>
<li>Reid, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probiotic+use+in+an+infectious+disease+setting%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Review+of+Anti-Infective+Therapy%22%5BJournal%5D)">Probiotic use in an infectious disease setting.</a> Expert Review of Anti-Infective Therapy. 15 (5), 449-455 (2017).</li>
<li>Alvarez-Olmos, M. I., Oberhelman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probiotic+agents+and+infectious+diseases%3A+a+modern+perspective+on+a+traditional+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Infectious+Diseases%22%5BJournal%5D)">Probiotic agents and infectious diseases: a modern perspective on a traditional therapy.</a> Clinical Infectious Diseases. 32 (11), 1567-1576 (2001).</li>
<li>He, X., Zhao, S., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Faecalibacterium+prausnitzii%3A+A+next-generation+probiotic+in+gut+disease+improvement%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Infectious+Diseases+and+Medical+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Faecalibacterium prausnitzii: A next-generation probiotic in gut disease improvement.</a> Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology. 2021, 6666114(2021).</li>
<li>Corona-Hernandez, R. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+stability+and+viability+of+microencapsulated+probiotic+bacteria%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Comprehensive+Reviews+in+Food+Science+and+Food+Safety%22%5BJournal%5D)">Structural stability and viability of microencapsulated probiotic bacteria: A review.</a> Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 12 (6), 614-628 (2013).</li>
<li>Hill, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+International+Scientific+Association+for+Probiotics+and+Prebiotics+consensus+statement+on+the+scope+and+appropriate+use+of+the+term+probiotic%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Gastroenterology+%26+Hepatology%22%5BJournal%5D)">The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic.</a> Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 11 (8), 506-514 (2014).</li>
<li>Chávez, B. E., Ledeboer, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drying+of+probiotics%3A+Optimization+of+formulation+and+process+to+enhance+storage+survival%5BTitle%5D)+AND+%22Drying+Technology%22%5BJournal%5D)">Drying of probiotics: Optimization of formulation and process to enhance storage survival.</a> Drying Technology. 25 (7-8), 1193-1201 (2007).</li>
<li>Wang, G., Chen, Y., Xia, Y., Song, X., Ai, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+of+probiotic+preparations+and+their+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Foods%22%5BJournal%5D)">Characteristics of probiotic preparations and their applications.</a> Foods. 11 (16), 2472(2022).</li>
<li>Baral, K. C., Bajracharya, R., Lee, S. H., Han, H. -K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancements+in+the+pharmaceutical+applications+of+probiotics%3A+Dosage+forms+and+formulation+technology%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Advancements in the pharmaceutical applications of probiotics: Dosage forms and formulation technology.</a> International Journal of Nanomedicine. 16, 7535(2021).</li>
<li>Bustamante, M., Oomah, B. D., Rubilar, M., Shene, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effective+Lactobacillus+plantarum+and+Bifidobacterium+infantis+encapsulation+with+chia+seed+%28Salvia+hispanica+L.%29+and+flaxseed+%28Linum+usitatissimum+L.%29+mucilage+and+soluble+protein+by+spray+drying%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Effective Lactobacillus plantarum and Bifidobacterium infantis encapsulation with chia seed (Salvia hispanica L.) and flaxseed (Linum usitatissimum L.) mucilage and soluble protein by spray drying.</a> Food Chemistry. 216, 97-105 (2017).</li>
<li>Tran, T. T. A., Nguyen, H. V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+spray-drying+temperatures+and+carriers+on+physical+and+antioxidant+properties+of+lemongrass+leaf+extract+powder%5BTitle%5D)+AND+%22Beverages%22%5BJournal%5D)">Effects of spray-drying temperatures and carriers on physical and antioxidant properties of lemongrass leaf extract powder.</a> Beverages. 4 (4), 84(2018).</li>
<li>Oliveira, W. P. Standardisation of herbal extracts by drying technologies. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOliveira%2C+WP+%22Phytotechnology%3AA+Sustainable+Platform+for+the+Development+of+Herbal+Products%22">Phytotechnology:A Sustainable Platform for the Development of Herbal Products</a>. Oliveira, W. P. , CRC Press. Boca Raton, FL. 105-140 (2021).</li>
<li>Burgain, J., Gaiani, C., Linder, M., Scher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+of+probiotic+living+cells%3A+From+laboratory+scale+to+industrial+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Food+Engineering%22%5BJournal%5D)">Encapsulation of probiotic living cells: From laboratory scale to industrial applications.</a> Journal of Food Engineering. 104 (4), 467-483 (2011).</li>
<li>Boza, Y., Barbin, D., Scamparini, A. R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Survival+of+Beijerinckia+sp.+microencapsulated+in+carbohydrates+by+spray-drying%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Microencapsulation%22%5BJournal%5D)">Survival of Beijerinckia sp. microencapsulated in carbohydrates by spray-drying.</a> Journal of Microencapsulation. 21 (1), 15-24 (2004).</li>
<li>De Castro-Cislaghi, F. P., dos Reis e Silva, C., Fritzen-Freir, C. B., Lorenz, J. G., Sant’Anna, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bifidobacterium+Bb-12+micro+encapsulated+by+spray+drying+with+whey%3A+survival+under+simulated+gastrointestinal+conditions%2C+tolerance+to+NaCl%2C+and+viability+during+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Food+Engineering%22%5BJournal%5D)">Bifidobacterium Bb-12 micro encapsulated by spray drying with whey: survival under simulated gastrointestinal conditions, tolerance to NaCl, and viability during storage.</a> Journal of Food Engineering. 113 (2), 186-193 (2012).</li>
<li>Fu, N., Huang, S., Xiao, J., Chen, X. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Producing+powders+containing+active+dry+probiotics+with+the+aid+of+spray+drying%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Food+and+Nutrition+Research%22%5BJournal%5D)">Producing powders containing active dry probiotics with the aid of spray drying.</a> Advances in Food and Nutrition Research. 85, 211-262 (2018).</li>
<li>Barbosa, J., Teixeira, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+probiotic+fruit+juice+powders+by+spray-drying%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Reviews+International%22%5BJournal%5D)">Development of probiotic fruit juice powders by spray-drying: A review.</a> Food Reviews International. 33 (4), 335-358 (2017).</li>
<li>Waterhouse, G. I. N., Sun-Waterhouse, D., Su, G., Zhao, H., Zhao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spray-drying+of+antioxidant-rich+blueberry+waste+extracts%3B+Interplay+between+waste+pretreatments+and+spray-drying+process%5BTitle%5D)+AND+%22Food+and+Bioprocess+Technology%22%5BJournal%5D)">Spray-drying of antioxidant-rich blueberry waste extracts; Interplay between waste pretreatments and spray-drying process.</a> Food and Bioprocess Technology. 10 (6), 1074-1092 (2017).</li>
<li>Tulini, F. L., Winkelströter, L. K., De Martinis, E. C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+and+evaluation+of+the+probiotic+potential+of+Lactobacillus+paraplantarum+FT259%2C+a+bacteriocinogenic+strain+isolated+from+Brazilian+semi-hard+artisanal+cheese%5BTitle%5D)+AND+%22Anaerobe%22%5BJournal%5D)">Identification and evaluation of the probiotic potential of Lactobacillus paraplantarum FT259, a bacteriocinogenic strain isolated from Brazilian semi-hard artisanal cheese.</a> Anaerobe. 22, 57-63 (2013).</li>
<li>Ribeiro, L. L. S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+encapsulated+lactic+acid+bacteria+as+bioprotective+cultures+in+fresh+Brazilian+cheese%5BTitle%5D)+AND+%22Brazilian+Journal+of+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Use of encapsulated lactic acid bacteria as bioprotective cultures in fresh Brazilian cheese.</a> Brazilian Journal of Microbiology. 52 (4), 2247-2256 (2021).</li>
<li>Písecký, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aP%C3%ADseck%C3%BD%2C+J+%22Handbook+of+Milk+Powder+Manufacture%22">Handbook of Milk Powder Manufacture</a>. , GEA Process Engineering A/S. (2012).</li>
<li>Patel, K. C., Chen, X. D., Kar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+temperature+uniformity+during+air+drying+of+a+colloidal+liquid+droplet%5BTitle%5D)+AND+%22Drying+Technology%22%5BJournal%5D)">The temperature uniformity during air drying of a colloidal liquid droplet.</a> Drying Technology. 23 (12), 2337-2367 (2005).</li>
<li>Son, S. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antioxidant+and+immunostimulatory+effect+of+potential+probiotic+Lactobacillus+paraplantarum+SC61+isolated+from+Korean+traditional+fermented+food%2C+jangajji%5BTitle%5D)+AND+%22Microbial+Pathogenesis%22%5BJournal%5D)">Antioxidant and immunostimulatory effect of potential probiotic Lactobacillus paraplantarum SC61 isolated from Korean traditional fermented food, jangajji.</a> Microbial Pathogenesis. 125, 486-492 (2018).</li>
<li>Choi, E. A., Chang, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cholesterol-lowering+effects+of+a+putative+probiotic+strain+Lactobacillus+plantarum+EM+isolated+from+kimchi%5BTitle%5D)+AND+%22LWT-+Food+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Cholesterol-lowering effects of a putative probiotic strain Lactobacillus plantarum EM isolated from kimchi.</a> LWT- Food Science and Technology. 62 (1), 210-217 (2015).</li>
<li>Kiepś, J., Dembczyński, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+trends+in+the+production+of+probiotic+formulations%5BTitle%5D)+AND+%22Foods%22%5BJournal%5D)">Current trends in the production of probiotic formulations.</a> Foods. 11 (15), 2330(2022).</li>
<li>Kiekens, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+spray-drying+on+the+pili+of+Lactobacillus+rhamnosus+GG%5BTitle%5D)+AND+%22Microbial+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Impact of spray-drying on the pili of Lactobacillus rhamnosus GG.</a> Microbial Biotechnology. 12 (5), 849-855 (2019).</li>
<li>Huang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spray+drying+of+probiotics+and+other+food-grade+bacteria%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Food+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Spray drying of probiotics and other food-grade bacteria: A review.</a> Trends in Food Science and Technology. 63, 1-17 (2017).</li>
<li>Wang, N., Fu, N., Chen, X. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+extent+and+mechanism+of+the+effect+of+protectant+material+in+the+production+of+active+lactic+acid+bacteria+powder+using+spray+drying%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Food+Science%22%5BJournal%5D)">The extent and mechanism of the effect of protectant material in the production of active lactic acid bacteria powder using spray drying: A review.</a> Current Opinion in Food Science. 44, 100807(2022).</li>
<li>Broeckx, G., Vandenheuvel, D., Claes, I. J. J., Lebeer, S., Kiekens, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drying+techniques+of+probiotic+bacteria+as+an+important+step+towards+the+development+of+novel+pharmabiotics%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Drying techniques of probiotic bacteria as an important step towards the development of novel pharmabiotics.</a> International Journal of Pharmaceutics. 505 (1-2), 303-318 (2016).</li>
<li>Zheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mechanisms+of+the+protective+effects+of+reconstituted+skim+milk+during+convective+droplet+drying+of+lactic+acid+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Research+International%22%5BJournal%5D)">The mechanisms of the protective effects of reconstituted skim milk during convective droplet drying of lactic acid bacteria.</a> Food Research International. 76, 478-488 (2015).</li>
<li>Kolida, S., Tuohy, K., Gibson, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prebiotic+effects+of+inulin+and+oligofructose%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Nutrition%22%5BJournal%5D)">Prebiotic effects of inulin and oligofructose.</a> British Journal of Nutrition. 87 (S2), S193-S197 (2002).</li>
<li>Teferra, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Possible+actions+of+inulin+as+prebiotic+polysaccharide%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Frontiers%22%5BJournal%5D)">Possible actions of inulin as prebiotic polysaccharide: A review.</a> Food Frontiers. 2 (4), 407-416 (2021).</li>
<li>Labuza, T. P., Altunakar, B. Water activity prediction and moisture sorption isotherms. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLabuza%2C+TP+%22Water+Activity+in+Foods%3A+Fundamentals+and+Applications%22">Water Activity in Foods: Fundamentals and Applications</a>. Barbosa-Canovas, G. V., Fontana, A. J., Schmidt, S. J., Labuza, T. P. , John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ. 161-205 (2020).</li>
<li>Misra, S., Pandey, P., Mishra, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+approaches+for+co-encapsulation+of+probiotic+bacteria+with+bioactive+compounds%2C+their+health+benefits+and+functional+food+product+development%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Food+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Novel approaches for co-encapsulation of probiotic bacteria with bioactive compounds, their health benefits and functional food product development: A review.</a> Trends in Food Science & Technology. 109, 340-351 (2021).</li>
<li>Misra, S., Pandey, P., Dalbhagat, C. G., Mishra, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+technologies+and+coating+materials+for+improved+probiotication+in+food+products%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Food+and+BioprocessTechnology%22%5BJournal%5D)">Emerging technologies and coating materials for improved probiotication in food products: A review.</a> Food and BioprocessTechnology. 15 (5), 998-1039 (2022).</li>
<li>Martins, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+ideal+water+activity+and+powder+temperature+after+spray+drying+to+reduce+Lactococcus+lactis+cell+viability+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Dairy+Science%22%5BJournal%5D)">Determination of ideal water activity and powder temperature after spray drying to reduce Lactococcus lactis cell viability loss.</a> Journal of Dairy Science. 102 (7), 6013-6022 (2019).</li>
<li>Vock, S., Klöden, B., Kirchner, A., Weißgärber, T., Kieback, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Powders+for+powder+bed+fusion%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Additive+Manufacturing%22%5BJournal%5D)">Powders for powder bed fusion: A review.</a> Progress in Additive Manufacturing. 4, 383-397 (2019).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à déclarer.

L. paraplantarum FT-259 est une bactérie Gram-positive, en forme de bâtonnet, est un producteur de bactériocines à activité antilistérielle et a un potentiel probiotique élevé20. Son et coll.24 ont déjà démontré la capacité immunostimulante et antioxydante des souches de L. paraplantarum. En outre, ils ont un grand potentiel probiotique, avec des propriétés telles que la stabilité dans des conditions gastriques et biliaires artificielles, la sensibilité au...

Pour être définis comme des probiotiques, les micro-organismes ajoutés aux aliments (ou suppléments) doivent être consommés vivants, être capables de survivre pendant le passage dans le tractus gastro-intestinal de l’hôte et atteindre le site d’action en quantités suffisantes pour exercer des effets bénéfiques 1,2,7.
L’intérêt croissant pour les probiotiques est dû aux nombreux avantages pour la santé humaine qu’ils confèrent, tels que la stimulation du système immunitaire, la réduction du taux de cholestérol sérique et l’amélioration de la fonction de barrière intestinale en agissant contre les microbes nocifs, ainsi que leurs effets bénéfiques dans le traitement du syndrome du côlon irritable, entre autres 2,3. En outre, plusieurs études ont démontré que les probiotiques peuvent affecter positivement d’autres parties du corps humain où des communautés microbiennes déséquilibrées peuvent causer des maladies infectieuses 3,4,5.
Pour que les probiotiques soient efficaces sur le plan thérapeutique, le produit doit contenir entre 10 6et 107 UFC/g de bactéries au moment de la consommation6. D’autre part, le ministère italien de la Santé et Santé Canada ont établi que le niveau minimum de probiotiques dans les aliments devrait être de 109 UFC / g de cellules viables par jour ou par portion, respectivement7. Étant donné que des charges élevées de probiotiques sont nécessaires pour garantir qu’ils auront des effets bénéfiques, il est essentiel de garantir leur survie pendant le traitement, le stockage en rayon et le passage dans le tractus gastro-intestinal (GI). Plusieurs études ont démontré que la microencapsulation est une méthode efficace pour améliorer la viabilité globale des probiotiques 8,9,10,11.
Dans ce contexte, plusieurs méthodes ont été développées pour la microencapsulation des probiotiques, telles que le séchage par atomisation, la lyophilisation, la pulvérisation, l’émulsion, l’extrusion, la coacervation et, plus récemment, les lits fluidisés11,12,13,14. La microencapsulation par séchage par atomisation (SD) est largement utilisée dans l’industrie alimentaire car il s’agit d’un procédé simple, rapide et reproductible. Il est facile à mettre à l’échelle et a un rendement de production élevé à faible consommation d’énergie11,12,13,14. Néanmoins, l’exposition à des températures élevées et à une faible teneur en humidité peut affecter la survie et la viabilité des cellules probiotiques15. Les deux paramètres peuvent être améliorés pour une souche donnée en déterminant les effets de l’âge et des conditions de culture pour pré-adapter la culture et optimiser les conditions de séchage par atomisation (températures d’entrée et de sortie, processus d’atomisation) et la composition d’encapsulation 8,14,16,17,18.
La composition de la solution d’encapsulation est également un facteur important lors de l’OD car elle peut définir le niveau de protection contre les conditions environnementales défavorables. L’inuline, la gomme arabique, les maltodextrines et le lait écrémé sont largement utilisés comme agents d’encapsulation pour le séchage des probiotiques 5,17,18,19. L’inuline est un fructooligosaccharide qui présente une forte activité prébiotique et favorise la santé intestinale19. Le lait écrémé est très efficace pour maintenir la viabilité des cellules bactériennes séchées et génère une poudre avec de bonnes propriétés de reconstitution17.
Lactiplantibacillus paraplantarum FT-259 est une bactérie lactique qui produit de la bactériocine et présente une activité antilistérielle, en plus des caractères probiotiques20,21. Il s’agit d’une bactérie Gram positif hétérofermentative facultative en forme de bâtonnet qui se développe de 15 °C à 37 °C20 et qui est compatible avec la température corporelle homéostatique. Cette étude avait pour but de présenter toutes les étapes de la production et de la caractérisation physico-chimique d’un probiotique séché par atomisation (L. paraplantarum FT-259) et d’évaluer l’influence des protecteurs et des températures de séchage.

<table><tbody><tr><td>Aqua Lab 4TEV</td><td>Decagon</td> <td>Devices-Compteur</td> <td>d’activité de l’eau</td></tr><tr><td>Centrifugeuse (mod. 5430 R )</td><td>Eppendorf-Centrifugeuse</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>colloïdale SiO2 (Aerosil 200)</td><td>Evokik</td><td>7631-86-9</td><td>aide au séchage</td></tr><tr><td>Fructo-oligosaccharides de chicorée</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9005-80-5</td><td>aide au séchage</td></tr><tr><td>GraphPad Prism (version 8.0) logiciel</td><td>GraphPad</td> <td>Software-San</td> <td>Diego, Californie, États-Unis</td></tr><tr><td>Karl Fischer 870 Titrino Plus</td><td>Metrohm-Teneur</td><td></td> <td>en humidité</td></tr><tr><td>Lactose</td><td>Milkaut</td><td>63-42-3&nbsp ;</td><td>aide au séchage</td></tr><tr><td>Maltodextrine</td><td>Ingredion</td><td>9050-36-6</td><td>aide au séchage</td></tr><tr><td>Système d’eau Milli-Q</td><td>Merk-Ultrapure</td><td></td> <td>MRS</td></tr><tr><td>Agar</td><td>Oxoid-Culture</td><td></td> <td>medium</td></tr><tr><td>MRS Broth</td><td>Oxoid-Culture</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>medium OriginPro (version 9.0) software OriginLab-Northampton</td><td></td><td></td><td>, Massachusetts, USA</td></tr><tr><td>Sécheur par atomisation SD-05</td><td>Lab-Plant</td> <td>Ltd-Spray</td> <td>dryer</td></tr><tr><td>Protéine de lactosérum</td><td>Arla Foods Ingredients S.A.</td><td>91082-88-1</td><td>Aide au séchage</td></tr></tbody></table>

développement de procédés pour le séchage par atomisation des bactéries probiotiques et évaluation de la qualité du produit

Process Development for the Spray-Drying of Probiotic Bacteria and Evaluation of the Product Quality

Les probiotiques et les prébiotiques sont d’un grand intérêt pour les industries alimentaire et pharmaceutique en raison de leurs bienfaits pour la santé. Les probiotiques sont des bactéries vivantes qui peuvent conférer des effets bénéfiques sur le bien-être humain et animal, tandis que les prébiotiques sont des types de nutriments qui nourrissent les bactéries intestinales bénéfiques. Les probiotiques en poudre ont gagné en popularité en raison de la facilité et de la praticité de leur ingestion et de leur incorporation dans l’alimentation en tant que complément alimentaire. Cependant, le processus de séchage interfère avec la viabilité cellulaire puisque les températures élevées inactivent les bactéries probiotiques. Dans ce contexte, cette étude visait à présenter toutes les étapes de la production et de la caractérisation physico-chimique d’un probiotique séché par atomisation et à évaluer l’influence des protecteurs (association lait écrémé simulé et inuline:maltodextrine) et des températures de séchage dans l’augmentation du rendement en poudre et de la viabilité cellulaire. Les résultats ont montré que le lait écrémé simulé favorisait une viabilité probiotique plus élevée à 80 ° C. Avec ce protecteur, la viabilité des probiotiques, la teneur en humidité et l’activité de l’eau (Aw) diminuent tant que la température d’entrée augmente. La viabilité des probiotiques diminue à l’inverse avec la température de séchage. À des températures proches de 120 °C, le probiotique séché a montré une viabilité d’environ 90%, une teneur en humidité de 4,6% p/p et un Aw de 0,26; valeurs adéquates pour garantir la stabilité du produit. Dans ce contexte, des températures de séchage par atomisation supérieures à 120 °C sont nécessaires pour assurer la viabilité et la durée de conservation des cellules microbiennes dans la préparation en poudre et leur survie pendant la transformation et le stockage des aliments.

Dans cette étude, L. paraplantarum a été encapsulé par SD à l’aide d’agents d’encapsulation de qualité alimentaire (inuline:maltodextrine et poudre de lait simulé), montrant une qualité et une efficacité élevées du produit dans la préservation de la viabilité cellulaire bactérienne17,19.
Les résultats de l’écart-type des probiotiques à 80 °C ont montré que les systèmes protecteurs distincts (inuline:maltodextrine et lait écrém...

Ce protocole détaille les étapes de la production et de la caractérisation physico-chimique d’un produit probiotique séché par atomisation.

Développement de procédés pour le séchage par atomisation des bactéries probiotiques et évaluation de la qualité du produit

Probiotics and prebiotics are of great interest to the food and pharmaceutical industries due to their health benefits. Probiotics are live bacteria that ...

Dans notre laboratoire, nous faisons de la recherche sur les microbes bénéfiques, y compris les probiotiques, qui sont des micro-organismes vivants qui peuvent être ajoutés aux aliments pour améliorer la santé des consommateurs, généralement en rivalisant avec les bactéries pathogènes dans l’intestin pour les exclure et soulager les symptômes, comme la diarrhée ou d’autres troubles gastro-intestinaux. De nos jours, de nombreuses techniques ont été appliquées pour garantir que les probiotiques survivront dans les aliments pendant la durée de conservation. Et aussi, ils devaient tolérer les conditions difficiles du tractus gastro-intestinal pour exercer leurs effets bénéfiques à l’intérieur de l’intestin.Nous avons étudié de nombreuses technologies qui peuvent améliorer la survie des probiotiques, que ce soit dans les aliments ou chez l’hôte humain. Parmi les techniques, la microencapsulation par séchage par atomisation est d’un grand intérêt car elle est simple, rapide et reproductible, offrant des rendements élevés à faible consommation d’énergie. Il est difficile, cependant, de déterminer les bonnes conditions pour obtenir des probiotiques séchés.Et pour cela, des protecteurs appropriés doivent être choisis. Le lait écrémé, la maltodextrine ou d’autres inulines probiotiques similaires ont été utilisés avec différentes souches probiotiques. Le domaine de la microencapsulation est un domaine de recherche en pleine évolution qui a le potentiel d’avoir un impact sur l’industrie alimentaire en fournissant de nouveaux produits à utiliser comme ingrédients fonctionnels.Dans cette étude, nous démontrons comment obtenir une préparation microencapsulée d’une culture probiotique potentielle en utilisant la technique de séchage par atomisation. Nous montrons également comment déterminer les principaux paramètres pour caractériser la poudre, l’obtenir et comment évaluer le taux de survie du probiotique.

process-development-for-spray-drying-probiotic-bacteria-evaluation

Research

Recherche

JoVE Journal

Biology

Biologie

La lyophilisation est souvent un moyen facile et pratique d'obtenir des produits secs de cellules bactériennes viables. Un problème de ce processus est la survie cellulaire. Nous détaillons ici une procédure pour étudier comment la survie des cellules pendant la lyophilisation est influencée par les propriétés de la formulation utilisée.

Formulations pour la lyophilisation des bactéries et leur influence sur la survie des cellules

Source : Fuchs, F. M., et al. Étude des effets néfastes de la stérilisation au plasma à basse pression sur la survie des spores de Bacillus subtilis à l’aide de la microscopie à cellules vivantes. J. Vis. Exp. (2017)Cette vidéo montre la production, la purification et le dépôt par aérosol de spores de Bacillus subtilis pour créer une monocouche uniforme, permettant des applications en aval telles que l’analyse microscopique de la germination, de la viabilité ou de la réponse au stress des...

Production et dépôt par aérosol de spores de Bacillus subtilis

Cette vidéo présente le test d’inhibition différée de la croissance, utilisé pour étudier comment les composés antimicrobiens produits par un type de bactérie affectent une autre souche bactérienne concurrente.

Un essai d’inhibition différée de la croissance pour évaluer l’effet des composés antimicrobiens dérivés de bactéries

Un protocole de production est décrit pour la production à petite échelle de boissons laitières fermentées probiotiques à l’aide d’une nouvelle culture bactérienne de démarrage.

Protocole de production Novel: Fabrication artisanale d&#39;aliments fermentés probiotiques

Ce manuscrit décrit une approche générique pour une conception sur mesure de supports de culture microbienne. Cette option est activée par un flux de travail itératif combinant krigeage experimental design et MICROBIOREACTEUR technologie pour un débit suffisant la culture, qui est pris en charge par robotics lab pour augmenter la fiabilité et la rapidité dans la manipulation des médias de liquides préparation.

Protocole générique pour l’optimisation de la Production de protéines hétérologues à l’aide de la technologie automatisée de MICROBIOREACTEUR

La pollution affecte tous les biomes. Les milieux marins ont été particulièrement touchés, en particulier les récifs coralliens, l'un des écosystèmes les plus sensibles de la Planète. La bioremédiation est la capacité des organismes à dégrader les contaminants. Ici, nous décrivons des méthodologies pour isoler et tester des microbes présentant la capacité de bioremédiation et les caractéristiques probiotiques potentielles pour des coraux.

Prospection de souches microbiennes pour le développement de bioremédiation et de probiotiques pour la recherche et la préservation des méta-organismes

L’évaluation du contrôle de la qualité des cultures de bactéries lactiques (LAB) a été confirmée comme un moyen efficace d’améliorer la viabilité et la fonctionnalité des souches de LAB pour les procédures de fermentation. Pour étayer cette affirmation, nous avons développé un protocole qui explique comment les cultures LAB sont activées et cultivées pour les procédures de fermentation et de biotraitement.

La culture, la croissance et la viabilité des bactéries lactiques : une perspective de contrôle de la qualité

Ce protocole décrit une approche combinant des méthodes statiques et dynamiques pour évaluer l’efficacité des peroxyacides organiques pour l’éradication des biofilms dans l’industrie laitière. Cette approche peut également être utilisée pour tester l’efficacité de nouvelles formulations biologiques ou chimiques pour contrôler les biofilms.

Evaluation de l’efficacité des peroxyacides organiques pour l’éradication des biofilms laitiers à l’aide d’une approche combinant des méthodes statiques et dynamiques

Ce protocole permet une évaluation rapide et rentable de la composition microbienne des produits laitiers en combinant la culturomique avec la SM MALDI-TOF. Il fournit des résultats de taxonomie comparables au séquençage de l’ARNr 16S avec un délai d’exécution plus court que les méthodes de culture traditionnelles.

Évaluation de l’innocuité microbienne des laiteries à l’aide du profilage protéomique bactérien via l’approche MALDI

Ce protocole présente un flux de travail standard de criblage à haut débit pour les micro-organismes industriels. Il consiste à construire une bibliothèque de mutants via la mutagenèse ARTP, à effectuer un dépistage de gouttelettes positif avec microfluidique automatisée, puis à vérifier les résultats. La fiabilité du flux de travail a été validée en criblant des souches à haut rendement de B. coagulans .

Criblage à haut débit des mutants de Bacillus coagulans hyperproducteur d’acide L-lactique utilisant une plateforme microfluidique automatisée à gouttelettes

Découvrez la microencapsulation de probiotiques par séchage par atomisation pour améliorer leur survie dans les aliments et le tractus gastro-intestinal. Cette méthode simple et reproductible permet de développer des ingrédients fonctionnels pour l'industrie agroalimentaire.

Développement de procédés pour le séchage par atomisation des bactéries probiotiques et évaluation de la qualité du produit

Explorer plus de vidéos