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Type: Tese
Title: Sucos funcionais de sapota-do-Solimões (Quararibea cordata Vischer): desenvolvimento, caracterização e efeito na microbiota intestinal
Title in English: Functional juices of sapota-do-Solimões (Quararibea cordata Vischer): development, caracterization, and effect on gut microbiota
Authors: Silva, Rhonyele Maciel da
Advisor: Rodrigues, Sueli
Keywords: Probióticos;Digestão;Oligossacarídeos;Microbioma Gastrointestinal;Prebióticos;Alimento funcional;Técnicas In Vitro
Issue Date: 2022
Citation: SILVA, Rhonyele Maciel da. Sucos funcionais de sapota-do-Solimões (Quararibea cordata Vischer): desenvolvimento, caracterização e efeito na microbiota intestinal. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: A sapota-do-Solimões da Amazônia produz um suco rico em nutrientes, fibras, ácido ascórbico e outros micronutrientes. O conteúdo em açúcares, e pH é favorável para o crescimento de bactérias probióticas possibilita seu uso como matriz para produção de sucos funcionais que podem favorecer o microbioma intestinal diminuindo o risco de disbiose. Com isso a fermentação desse suco com a cepa Lacticaseibacillus casei B-442 se torna viável para a produção de um suco probiótico. E com a adição de frutooligossacarídeos (FOS) pode ser produzido um simbiótico, relacionado ao aumento da viabilidade do probiótico diante de condições gastrointestinais. Com isso esse estudo desenvolveu um suco probiótico (SSP) e um simbiótico (SSS) de sapota-do-Solimões e avaliou a viabilidade por meio de digestão in vitro e durante o armazenamento de 30 dias a 4 ºC. O SSS e SSP apresentaram boa resistência a digestão in vitro com contagem de aproximadamente 8 e 4 log UFC/mL, respectivamente, após 6h de digestão in vitro. A digestão in vitro com caldo MRS fermentado e o suco de sapota-do-Solimões com L. casei B-442 não fermentado obtiveram contagens menores demonstrando a capacidade dos sucos funcionais em proteger os probióticos. Durante o armazenamento, a taxa de sobrevivência do SSS caiu para 82%, enquanto o SSP caiu para 95%. No entanto, esses valores não afetaram a digestão in vitro após 30 dias de armazenamento a frio mantendo valores aproximadamente 8 e 4 log UFC/mL para SSS e SSP, respectivamente. Os compostos fenólicos aumentaram após a fermentação para SSS (140%) e após armazenamento para o SSP (120%). Os FOS favoreceram a maior viabilidade do SSS durante as condições gastrointestinais. No entanto, não foi consumido pela cepa de L. casei B-442 durante a fermentação ou armazenamento, preferindo glicose e sacarose no SSP e glicose, frutose e sacarose no SSS. A produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) foi maior para SSS se destacando acético, lático e propiônico. Diante desses resultados o SSS foi submetido a fermentação colônica in vitro antes e após o armazenamento. O SSS promoveu um efeito positivo as diferentes microbiotas fecais prevalecendo os filos Firmicutes, Bacteroidetes e Actinobacteria. Os FOS aumentaram a abundância do gênero Bifidobacterium, no SSS0 e SSS30, prevalentes em microbiotas saudáveis. O aumento da do índice de alfa-diversidade Chao1 foi visto para o suco antes e após o armazenamento, mas não para diversidade com a diminuição do Shannon para SSS30 após a fermentação colônica. Os FOS foram totalmente consumidos pelas duas microbiotas fecais, mas no SSS30 48 h a frutose não foi totalmente consumida, devido a uma menor quantidade de microrganismo metabolizadores de frutose como o Streptococcus. Os AGCC aumentaram para as duas microbiotas, mas o ácido cítrico reduziu 8 vezes seu valor durante fermentação colônica em SSS30. A bioacessibilidade do ácido ascórbico demonstrou sua instabilidade em condições entéricas, além do favorecimento da abundância de Actinobacteria. Portanto, o suco de sapota-do-Solimões é uma matriz viável para produção de sucos funcionais contendo probióticos e prebióticos capazes de causar mudanças benéficas na microbiota intestinal humana com possíveis benefícios a saúde.
Abstract: The sapota-do-Solimões from the Amazonian produces a juice rich in nutrients, fiber, ascorbic acid and other micronutrients. The sugar content and pH are favorable for the growth of probiotic bacteria, allowing its use as a matrix for the production of functional juices that can favor the intestinal microbiome, reducing the risk of dysbiosis. Thus, the fermentation of this juice by the strain Lacticaseibacillus casei B-442 becomes feasible for the production of a probiotic juice. Moreover, the addition of fructooligosaccharides (FOS) a synbiotic can be produced, which can increase probiotic viability under gastrointestinal conditions. Therefore, this study developed a probiotic juice (SSP) and a synbiotic juice (SSS) of sapota-do-Solimões and evaluated the viability through in vitro digestion and during storage for 30 days at 4 ºC. SSS and SSP showed noteworthy survival through in vitro digestion with counts of approximately 8 and 4 log CFU/mL, respectively, after 6h of in vitro digestion. In vitro digestion with fermented MRS broth and sapota-do-Solimões juice with L. casei B-442 non-fermented presented lower counts, demonstrating the ability of the functional juices to protect probiotics cells. During storage, the SSS survival rate dropped to 82% while the SSP dropped to 95%. However, these values did not affect in vitro digestion after 30 days of cold storage, maintaining values approximately 8 and 4 log CFU/mL for SSS and SSP, respectively. Phenolic compounds increased after fermentation for SSS (140%) and after storage for SSP (120%). FOS favored greater SSS viability during gastrointestinal conditions. However, it was not consumed by L. casei B-442 during fermentation or storage period, preferring glucose and sucrose in the SSP and glucose, fructose and sucrose in the SSS. The production of short chain fatty acids (SCFA) was higher for SSS, highlighting acetic, lactic and propionic. From these results, the SSS was subjected to colonic fermentation in vitro before and after storage. The SSS modulated the different fecal microbiota, prevailing the phyla Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes and Actinobacteria. FOS increased the abundance of the genus Bifidobacterium, in SSS0 and SSS30, prevalent in healthy microbiota. The increase in the alpha-diversity index Chao1 was seen for the juice before and after storage, but not for diversity with the decrease from Shannon for SSS30 after colonic fermentation. FOS were fully consumed by the two fecal microbiotas, but at SSS30 48 h fructose was not fully consumed, due to a lower abundance of fructose-metabolizing microorganisms such as Streptococcus. SCFA increased for both microbiotas, but citric acid reduced its value 8-fold during colonic fermentation in SSS30. The bioaccessibility of ascorbic acid demonstrated its instability under enteric conditions, however may favored the abundance of Actinobacteria. Therefore, sapota-do-Solimões juice is a viable matrix for the production of functional juices containing probiotics and prebiotics capable of causing beneficial changes in the human intestinal microbiota with possible health benefits.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68524
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