Protocolo de Produção da novela para em pequena escala Fabricação de alimentos fermentados probióticos
10 de setembro de 2016
Um protocolo de produção é descrito para a produção em pequena escala de bebida láctea fermentada probiótica com o auxílio de uma nova cultura bacteriana inicial.
O objetivo geral deste protocolo é permitir a produção de leite fermentado nutritivo e probiótico, bem como outros alimentos fermentados probióticos, utilizando um cultivo iniciador com equipamentos e técnicas muito simples. Na África Oriental, um grama de um cultivo iniciador bacteriano desidratado pode ser usado para converter um litro de leite pasteurizado, resfriado até 45 graus Celsius e transferido para uma garrafa térmica, em um litro de iogurte probiótico para consumo. Posteriormente, o iogurte pode ser usado para iniciar a produção de 100 litros de iogurte probiótico em latas de leite, o que equivale a 400 copos plásticos de 250 mililitros de iogurte para beber.
Este método é uma inovação revolucionária para a melhoria sustentável da nutrição e do estado de saúde de pessoas desnutridas em países com poucos recursos. Porque são pessoas que podem estar expostas a diversos fatores de risco ambientais que podem causar doenças infecciosas com implicações graves. A principal vantagem desta técnica é que ela é fácil de aplicar e altamente acessível a todos, incluindo pessoas em países com poucos recursos, que são as que mais se beneficiam dela.
Além disso, o processo de fermentação cria um iogurte com valor agregado em comparação ao leite. Uma das implicações dessa técnica estende-se à prevenção, alívio e cura da diarreia. E isso ainda é uma das principais causas de morte entre crianças menores de cinco anos.
Na verdade, é a cepa probiótica Lactobacillus rhamnosus presente nesse fermento inicial que demonstrou ser eficaz contra a diarreia em diversos ensaios clínicos independentes. O método pode ser usado para a produção de iogurte bebível probiótico e também para a produção de outros tipos de alimentos fermentados, por exemplo, produtos à base de cereais, legumes e frutas, como o nosso tradicional obushera, uji, kwete e mutandabota. A demonstração visual deste método oferece enormes benefícios, pois agora podemos ensiná-lo e mostrá-lo de forma eficiente ao nosso grupo-alvo, composto principalmente por pessoas em áreas remotas de países com poucos recursos, ensinando como eles podem aplicá-lo.
A demonstração dos testes de qualidade do leite, bem como da microscopia do iogurte yoba, é realizada por Justyne Laba, técnica do Laboratório Micropia. Para detectar anormalidades ou deterioração do leite de vaca por meio de teste organoléptico, verifique a aparência visual e o odor da amostra de leite. Para o teste do coágulo na fervura, segure um volume de uma colher de sopa do leite sobre uma fonte de calor até que o leite comece a ferver.
Em seguida, retire a colher do fogo e avalie a amostra quanto à coagulação. Para o teste com lactodensímetro, encha um recipiente com pelo menos 15 centímetros de leite a 30 degees Celsius e coloque o lactodensímetro no leite. Uma leitura de 28 ou mais indica que o leite possui densidade suficiente, sem água adicionada.
Para o teste com etanol, misture um volume igual de leite com um volume igual de etanol a 80% em água destilada. Quando o leite estiver coalhando, a qualidade não é boa, e ele não deve ser usado. Para pasteurizar leite fresco, primeiro filtre o leite através de um instrumento com poros de 0,1 a 0,5 milímetros, esterilizado em água fervente, para uma panela pequena.
Cubra a panela com a tampa e coloque a panela dentro de uma panela ligeiramente maior. Encha a panela maior com água até dois centímetros abaixo da borda da panela menor e aqueça o leite até atingir 85 graus Celsius, conforme medido com um termômetro de laboratório. Em seguida, reduza o fogo para baixo e mantenha a temperatura de 85 graus Celsius por 30 minutos.
No final da pasteurização, retire a panela de leite da água sem remover a tampa. Quando o leite atingir 45 graus Celsius, transfira a amostra para um frasco de vácuo e inocular o leite com um grama da cultura iniciadora apropriada. Após 16 horas no frasco de vácuo, confirme que o pH do leite fermentado é igual ou inferior a 4,4.
Como controle, primeiro verifica-se o pH do leite, o qual apresenta um valor de 5,8 ou superior. Em seguida, verifica-se o pH do iogurte, que mostra um pH de 4,3. Agite o leite por cinco a dez minutos para obter uma textura homogênea.
Em seguida, transfira 10 mililitros do fermento fresco para cada cavidade de uma bandeja de gelo e armazene o fermento a menos 18 graus Celsius por até três meses. Os cultivos de fermento congelados podem agora ser utilizados para a produção de iogurte probiótico fresco. Pasteurize o leite em banho-maria conforme demonstrado.
Quando o leite atingir 60 graus Celsius, adicione açúcar na concentração sugerida de 5% peso por volume. Misture bem com uma colher de mistura esterilizada em água fervente. Em seguida, continue aquecendo o leite até atingir 85 graus Celsius, conforme medido com um termômetro de laboratório ou de cozinha.
Quando o leite atingir 45 graus Celsius, inocular a amostra com um cubo de fermento congelado por litro e transferir o leite para o número apropriado de frascos de vácuo. Deixar o leite fermentar até que o pH atinja 4,3 ou abaixo disso. Em seguida, agitar o leite fermentado para obter uma textura lisa e armazenar o leite fermentado a sete graus Celsius por pelo menos três horas antes do consumo ou por até um mês.
Para a fermentação a 37 graus Celsius, os perfis de acidificação de amostras frescas de cultura inicial e amostras fermentadas exibem pequenas diferenças no início da acidificação exponencial por volta dos 30 minutos. Embora os valores finais de pH de ambos os tipos de cultura sejam muito semelhantes após 16 horas. Aqui, são apresentados os valores típicos de pH e teores das cepas de L.Rhamnosus e S.thermophilus propagadas para diferentes alimentos fermentados.
A cromatografia líquida de alta eficiência, em combinação com análise por detector de índice de refração de leite fermentado e não fermentado, indica que os níveis de lactose no leite diminuem, enquanto os níveis de ácido lático e galactose aumentam como resultado da atividade metabólica do fermento iniciador. Neste vídeo, pode-se observar a presença de Lactobacillus e Streptococcus no leite fermentado. Uma vez dominado o processo, as pessoas podem facilmente produzir iogurte durante a noite utilizando apenas itens básicos, como um fermento iniciador, leite, uma panela e uma fonte de calor.
Ao finalizar o procedimento, é importante lembrar de apreciar o consumo dos seus resultados no dia seguinte. Com este protocolo, você pode preparar alimentos fermentados probióticos, como o kwete à base de cereais. É claro que isso depende da disponibilidade dos ingredientes alimentares locais, dos hábitos alimentares e de suas preferências.
Essa técnica permite que pessoas em países com poucos recursos melhorem sua saúde e renda por meio da produção local e venda de bebidas lácteas probióticas fermentadas. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como produzir um leite fermentado nutritivo e probiótico utilizando um cultivo iniciador e equipamentos muito simples. Não se esqueça de que trabalhamos com fogo e leite quente devido à etapa de pasteurização.
Portanto, tenha cuidado para não se queimar.
Visão Geral
Este artigo descreve um protocolo para a produção em pequena escala de bebidas lácteas fermentadas probióticas utilizando um novo cultivo bacteriano inicial. O método foi projetado para ser acessível e benéfico para comunidades com poucos recursos.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Microbiologia
- Ciência dos Alimentos
- Saúde Pública
Contexto
- Alimentos fermentados probióticos podem melhorar a nutrição e a saúde.
- A desnutrição é prevalente em países com poucos recursos.
- A diarreia é uma das principais causas de morte em crianças menores de cinco anos.
- Lactobacillus rhamnosus demonstrou eficácia contra a diarreia.
Objetivo do Estudo
- Permitir a produção de bebidas probióticas nutritivas.
- Fornecer um método sustentável para melhorar a saúde de populações desnutridas.
- Demonstrar o processo de fermentação utilizando equipamentos básicos.
Métodos Utilizados
- Pasteurização de leite utilizando o método de banho-maria.
- Inoculação do leite com uma cultura bacteriana iniciadora.
- Monitoramento da fermentação por meio da medição de pH.
- Teste de qualidade do leite antes da fermentação.
Resultados Principais
- O protocolo permite a produção de iogurte a partir de leite pasteurizado.
- O iogurte fermentado pode ser produzido de forma eficiente em grandes quantidades.
- Testes de qualidade confirmam a adequação do leite para fermentação.
- O método é fácil de ensinar e implementar em áreas remotas.
Conclusões
- Este método pode melhorar significativamente a nutrição em contextos com poucos recursos.
- Bebidas probióticas podem ajudar na prevenção e tratamento da diarreia.
- Técnicas de fermentação acessíveis podem capacitar comunidades locais.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Este protocolo permite a produção escalável e de baixo custo de alimentos fermentados probióticos utilizando equipamentos mínimos, apoiando intervenções nutricionais em contextos com recursos limitados. Ele fornece um método reprodutível para gerar produtos alimentícios funcionais com benefícios à saúde documentados, especialmente para a mitigação de doenças diarreicas. A abordagem está alinhada com iniciativas de saúde global que buscam soluções acessíveis e sustentáveis localmente para a desnutrição e a prevenção de doenças infecciosas.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Comprova a eficácia funcional de Lactobacillus rhamnosus na prevenção da patogênese diarreica por meio da redução mensurável do pH e da atividade microbiana.
- Valor Operacional: Permite a preparação padronizada de inóculo a partir de consórcios secos, garantindo consistência entre lotes na administração de probióticos.
- Valor Preditivo: Apoia a verificação de hipóteses sobre resultados específicos de cepas para a saúde por meio de parâmetros controlados de fermentação e métricas de controle de qualidade.
Desenvolvimento de Triagem e Ensaios
- Valor Científico: Fornece uma plataforma para avaliar o desempenho de cepas probióticas por meio do consumo de lactose, produção de ácido lático e cinética da queda de pH.
- Valor Operacional: Utiliza testes de qualidade acessíveis (coagulação na fervura, lactodensímetro, etanol) para verificar a adequação da matéria-prima, reduzindo desperdícios e garantindo a robustez do processo.
- Valor de Escalabilidade: Demonstra a escala linear de partidas de 1 L a lotes de produção de 100 L, utilizando retenção térmica passiva (frasco de vácuo, lata de leite isolada).
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Translacional: Conecta a caracterização de cepas in vitro à entrega em matrizes alimentares semelhantes às condições in vivo, preservando a viabilidade de probióticos durante a fermentação e o armazenamento sob refrigeração.
- Relevância para Doenças: Aborda diretamente a prevenção de doenças diarreicas, uma das principais causas de morbidade em crianças menores de cinco anos, por meio de uma cepa clinicamente validada de L. rhamnosus.
- Continuidade Pré-clínica: Permite a avaliação de matrizes alimentares fermentadas como veículos de entrega de probióticos, orientando o design de formulações para o desenvolvimento de nutracêuticos.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método se insere no desenvolvimento inicial de alimentos funcionais, apoiando a identificação de cepas probióticas promissoras e a triagem de formulações antes dos testes de eficácia pré-clínicos.
- Biologia da Descoberta: Facilita a triagem rápida de consórcios bacterianos quanto à capacidade de acidificação e inibição de patógenos em modelos à base de leite.
- Triagem: Permite a geração padronizada de inóculo e a avaliação da qualidade de matérias-primas, essencial para resultados reprodutíveis na fermentação.
- Análises: Utiliza a medição de pH como parâmetro quantitativo para monitorar a progressão da fermentação e confirmar a segurança e eficácia do produto.
- Pesquisa Translacional: Apoia a avaliação de cereais e vegetais fermentados como matrizes alternativas de entrega, ampliando a aplicabilidade do produto além dos laticínios.
- Reutilização Empresarial: Estabelece um sistema modular de partidas que pode ser congelado, armazenado e reativado, apoiando a fabricação descentralizada e a transferência de tecnologia.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Redução de riscos mecanicista da funcionalidade de probióticos por meio da atividade metabólica observável (esgotamento de lactose, acúmulo de ácido lático).
- Valor Operacional: Processo de baixa tecnologia e alta reprodutibilidade, exigindo apenas ferramentas básicas de aquecimento, resfriamento e isolamento térmico.
- Valor Estratégico: Reduz a dependência da cadeia fria e de infraestrutura complexa, permitindo a implantação em ambientes sem rede elétrica ou com recursos limitados.
- Impacto no Portfólio: Apoia o avanço ajustado ao risco de candidatos a alimentos probióticos ao validar o desempenho das cepas em condições realistas e escaláveis de fermentação.
Considerações sobre a Implementação
- Requer treinamento na avaliação da qualidade do leite e na inoculação asséptica para prevenir contaminação.
- Depende do acesso a fontes de calor confiáveis e materiais isolantes (frasco de vácuo, mantas) para controle de temperatura durante a fermentação.
- Necessita padronização das proporções de inoculação e da duração da fermentação para garantir redução consistente do pH e título de probióticos.
- A adaptação a matrizes não lácteas pode exigir otimização da atividade de água, disponibilidade de nutrientes e tempo de incubação.
- A estabilidade durante armazenamento prolongado de culturas iniciadoras congeladas deve ser validada para uso em campo prolongado além de três meses.
