Développement de procédés pour le séchage par atomisation des bactéries probiotiques et évaluation de la qualité du produit
7 avril 2023
Ce protocole détaille les étapes de la production et de la caractérisation physico-chimique d’un produit probiotique séché par atomisation.
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.
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Aperçu
Cette étude explore la production et la caractérisation physicochimique d'un produit probiotique microencapsulé par séchage par atomisation. La recherche vise à améliorer la survie des probiotiques dans les aliments et leur stabilité dans le tractus gastro-intestinal, favorisant ainsi la santé des consommateurs.
Composantes clés de l'étude
Domaine de recherche
- Recherche sur les probiotiques
- Techniques de microencapsulation
- Science des aliments
Contexte
- Les probiotiques sont des micro-organismes vivants qui améliorent la santé intestinale.
- La survie et l'efficacité des probiotiques dans les produits alimentaires constituent un défi majeur.
- Le séchage par pulvérisation est une méthode efficace pour la micro-encapsulation des probiotiques.
Méthodes utilisées
- Séchage par atomisation pour la microencapsulation
- Souches probiotiques avec des agents protecteurs comme le lait écrémé et la maltodextrine
- Caractérisation physicochimique de la poudre
Résultats principaux
- Microencapsulation réussie d'une culture probiotique potentielle
- Détermination des conditions optimales pour obtenir des probiotiques séchés viables
- Évaluation des taux de survie des probiotiques dans différents environnements
Conclusions
- L'étude démontre des méthodes efficaces pour préserver l'efficacité des probiotiques pendant le stockage.
- Implications pour le développement de produits alimentaires fonctionnels dans l'industrie alimentaire.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
Le développement du procédé de séchage par atomisation pour les bactéries probiotiques répond à un défi crucial en assurant la viabilité microbienne et la stabilité du produit dans les applications alimentaires fonctionnelles et pharmaceutiques. L'optimisation des agents protecteurs et des paramètres de séchage influence directement la fiabilité prédictive de la durée de conservation et des performances des formulations probiotiques. Cette capacité soutient une progression solide du pipeline, depuis la découverte jusqu'à la formulation et l'évaluation préclinique.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet une évaluation systématique des agents protecteurs afin de maximiser la viabilité des probiotiques pendant le traitement.
- Contribue à la réduction des risques biologiques en quantifiant les taux de survie dans des conditions thermiques variables.
- Facilite l'évaluation prédictive de la stabilité des formulations pour le développement en aval.
Développement de tests et criblage
- Établit des protocoles normalisés pour évaluer la teneur en humidité et l'activité de l'eau dans les poudres probiotiques.
- Fournit des mesures reproductibles permettant de comparer l'efficacité des agents protecteurs et les paramètres du procédé.
- Permet un criblage fiable de formulations candidates en vue de leur développement ultérieur.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne la caractérisation physico-chimique avec les exigences relatives à la stabilité du produit et à sa durée de conservation.
- Permet une continuité entre l'optimisation du procédé et l'évaluation préclinique de l'efficacité des probiotiques.
- Réduit le risque d'échec en phase avancée en garantissant le respect des critères de viabilité et de stabilité.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cette approche de développement de procédé intègre les premiers criblages de formulation jusqu'à l'évaluation préclinique du produit, soutenant des décisions d'avancement robustes.
- Découverte en biologie : Quantifie l'impact des agents protecteurs et de la température sur la survie des probiotiques, orientant la conception de formulations fondée sur des hypothèses.
- Évaluation : Fournit des mesures normalisées de viabilité, d'humidité et d'activité de l'eau pour la sélection de candidats.
- Analytique : Produit des données quantitatives permettant la comparaison entre différentes conditions et l'optimisation des procédés.
- Recherche translationnelle : Garantit que la stabilité du produit répond aux exigences précliniques et réglementaires en matière de durée de conservation.
- Réutilisation à l’échelle de l’entreprise : Met en place une plateforme reproductible pour le développement futur de souches et de formulations probiotiques.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans la viabilité des probiotiques et la stabilité du produit.
- Valeur opérationnelle : Standardise les paramètres du procédé pour assurer la reproductibilité et la montée en échelle.
- Valeur stratégique : Permet de prendre des décisions éclairées quant à la poursuite ou non du développement d'une formulation.
- Impact sur le portefeuille : Facilite la priorisation ajustée au risque des candidats probiotiques en vue de développements ultérieurs.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Requiert une expertise en microbiologie, en science des formulations et en génie des procédés.
- Nécessite un accès à des instruments de séchage par pulvérisation et à des outils analytiques pour l'évaluation de la viabilité et des propriétés physicochimiques.
- Exige une coordination entre équipes sur la standardisation des protocoles de procédé et analytiques.
- Une adaptation peut être nécessaire selon les souches probiotiques ou les systèmes de protectants utilisés.
- Les limites du procédé incluent la sensibilité thermique des souches et la compatibilité des protectants.
