BR102013015842A2 - production of kefir grain-fermented sheep's milk with antimicrobial activity - Google Patents

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Ana Lúcia Figueiredo Porto
Maria Taciana Cavalcanti Vieira Soares
Meire Dos Santos Falcão De Lima
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Univ Fed Rural De Pernambuco
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    • A23C9/12Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes
    • A23C9/127Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes using microorganisms of the genus lactobacteriaceae and other microorganisms or enzymes, e.g. kefir, koumiss

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Abstract

produção de leite de ovelha fermentado por graos de kefir com ativídade antimicrobiana. este documento propõe a fabricação de um alimento funcional com produção de baixo custo, rico em minerais, proteínas, baixo teor de lactose, adicionado de múltiplas cepas probióticas, com substâncias antimicrobianas capazes de matar elou inibir micro-organismos patogênicos de relevância clinica, durante toda a sua vida de prateleira. na fabricação deste leite fermentado são utilizadas matérias primas de baixo custo e tempo curto viabilizando a produção industrial e minimizando os gastos. o processo de obtenção de um novo leite de ovelha fermentado por ke?r com atividade antimicrobiana, está incluido no campo da biotecnologia aplicada e na ciência e tecnologia de alimentos.production of sheep's milk fermented by kefir grains with antimicrobial activity. This document proposes the manufacture of a low-cost functional food rich in minerals, proteins, low lactose, added with multiple probiotic strains, with antimicrobial substances capable of killing and / or inhibiting clinically relevant pathogenic microorganisms. your shelf life. In the manufacture of this fermented milk, low cost and short time raw materials are used, enabling industrial production and minimizing costs. The process of obtaining a new ke? r fermented sheep's milk with antimicrobial activity is included in the field of applied biotechnology and food science and technology.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO da patente de invenção PRODUÇÃO DE LEITE DE OVELHA FERMENTADO POR GRÃOS DE KEFÍR COM ATIVIDADEREPORTING DESCRIPTION OF THE INVENTION Patent PRODUCTION OF KEFÍR GRAIN-FERMED SHEEP

ANTIMICROBIANAANTIMICROBIAN

Este documento propõe a produção de um aíimento funcional com a produção de baixo custo, rico em minerais, proteínas, baixo teor de íactose, adicionado de mícro-organísmos probíóticos, com e substâncias antimicrobianas capazes de matar e/ou inibir micro-organismos patogênicos de relevância clínica. Na fabricação deste leite fermentado são utilizadas matérias primas de baixo custo e tempo curto viabilizando a produção industrial e minimizando os gastos. O processo de obtenção de um novo leite de ovelha fermentado por Kefír com atividade antimícrobiana, está incluído no campo da biotecnologia aplicada e na ciência e tecnologia de alimentos. O grande nível de resistência de isolados clínicos bacterianos resulta em decréscimo de eficiência dos antibióticos convencionais e novos estudos são necessários para a identificação de estratégias alternativas para a prevenção e controle de doenças infecciosas (Chifiriuc et al., 2011).This document proposes the production of a functional food with the production of low cost, rich in minerals, proteins, low inactivity, added probiotic microorganisms, with and antimicrobial substances capable of killing and / or inhibiting pathogenic microorganisms. clinical relevance. In the manufacture of this fermented milk, low cost and short time raw materials are used, enabling industrial production and minimizing costs. The process of obtaining a new Kefir-fermented sheep's milk with antimicrobial activity is included in the field of applied biotechnology and food science and technology. The high level of resistance of bacterial clinical isolates results in decreased efficiency of conventional antibiotics and further studies are needed to identify alternative strategies for infectious disease prevention and control (Chifiriuc et al., 2011).

Devido a isto, têm sido feitos esforços para desenvolver e estudar novos compostos que não fazem parte da terapêutica antibiótica convencionai. Estes incluem novos compostos orgânicos, novos pepíídeos isolados e estirpes de probíóticos. Um probiótíco pode ser uma única estirpe ou uma mistura de diferentes organismos e são utilizados para melhorar o bem-estar através de respostas ímunomodulatórias e barreira contra atividades processos patológicos (Ferreira, 2012). Kefír é um exemplo de uma mistura de probíóticos (Rodrigues et ai., 2005).Because of this, efforts have been made to develop and study new compounds that are not part of conventional antibiotic therapy. These include new organic compounds, new isolated peptides and probiotic strains. A probiotic can be a single strain or a mixture of different organisms and are used to improve well-being through immunomodulatory responses and barrier against pathological process activities (Ferreira, 2012). Kefír is an example of a mixture of probiotics (Rodrigues et al., 2005).

Referências de um estudo recente apresentam que o leite de vaca fermentado com grãos de kefir além do seu potencial probiótíco mostrou atividade antibacteriana, imunoestímulante, antitumora! e baixar os níveis de colesterol (Chifiriuc et aí., 2011), diferindo-se assim dos probióticos convencionais, mostrando ser um ótimo alimento funcional.References from a recent study show that cow's milk fermented with kefir grains beyond its probiotic potential showed antibacterial, immunostimulating, antitumour activity! and lower cholesterol levels (Chifiriuc et al., 2011), thus differing from conventional probiotics, proving to be a great functional food.

Os alimentos funcionais, que prometem ajudar na cura ou na prevenção de doenças, são a nova tendência do poderoso mercado alimentício neste início do século XXI. Iogurtes e leites fermentados prometem ajudar na cura ou na prevenção de doenças como as cardiovasculares, certos tipos de câncer, alergias, problemas intestinais etc (Raud, 2008). O crescimento do poder de consumo do brasileiro nos últimos anos, aliado à preocupação em viver mais e melhor, vem consolidando um cenário promissor para o mercado de comida funcional, estimado pela consultoria Euromonitor em US$ 4 bilhões ao ano no país. São produtos como os nutracêuticos, híbrido entre comida e remédio, como as cápsulas de óleo de peixe com ômega 3, ou os alimentos funcionais propriamente ditos, como iogurtes, cereais ou margarinas, enriquecidos com fibras, vitaminas ou probióticos (D AT AMAR K, 2012). O mercado mundial de comida funcional deve crescer 38% até 2017, para US$ 207 bilhões. Em 2011, esse negócio faturou US$ 150 bilhões (DATAMARK, 2012).Functional foods, which promise to help cure or prevent disease, are the new trend of the powerful food market at the beginning of the 21st century. Yoghurts and fermented milks promise to help cure or prevent diseases such as cardiovascular disease, certain cancers, allergies, intestinal problems, etc. (Raud, 2008). The growing consumption power of Brazilians in recent years, coupled with the concern to live longer and better, has been consolidating a promising scenario for the functional food market, estimated by the consultancy Euromonitor at US $ 4 billion a year in the country. These are products such as nutraceuticals, food-medicine hybrids, such as omega-3 fish oil capsules, or functional foods themselves, such as yogurts, cereals or margarines, enriched with fiber, vitamins or probiotics (D AT AMAR K, 2012). The world market for functional food is expected to grow 38 percent by 2017 to $ 207 billion. In 2011, this business earned $ 150 billion (DATAMARK, 2012).

Um grande impasse nas pesquisas científicas sobre leite fermentado probióíico é a carência de pesquisa por outras bioatívídades. Além de que a maior parte das pesquisas realizadas envolve a fabricação, avaliação da qualidade físico-química e análise sensoríal de leite fermentado esta descrita em muitos estudos brasileiros, utilizando diferentes cepas conhecidas, podemos citar o uso de Lactobacillus buigarícus e Streptococcus thermophifus (Soares et al., 2011); Lactobacillus acidophiíus e Weissel/a confusa (Viegas et al., 2010); Streptococcus thermophilus, Bífidobacteríum longum e Lactobacillus acidophiíus (Zacarchenco & Massaguer-Roig, 2006). O leite fermentado resultante da adição dos grãos de kefir possui uma dupla fermentação, pois o kefir através de sua composição microbiológica e química pode ser considerado um produto probíótico complexo, pois possui em sua composição micro-organismo como: leveduras, bactérias ácido-láticas e bactérias ácido-acéticas, em associação simbiótica e envolvida por uma matriz de polissacarídeos referidos como kefiranos, capazes de melhorar o equilíbrio microbiano intestinal produzindo efeitos benéficos à saúde do indivíduo que o consome (Wrobiewska et al,} 2009).A major stumbling block in scientific research on probiotic fermented milk is the lack of research by other bioactivities. In addition to the fact that most of the research carried out involves the manufacture, evaluation of physicochemical quality and sensory analysis of fermented milk is described in many Brazilian studies using different known strains, we can mention the use of Lactobacillus buigarícus and Streptococcus thermophifus (Soares et al. al., 2011); Lactobacillus acidophiíus and Weissel / a confused (Viegas et al., 2010); Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium longum and Lactobacillus acidophius (Zacarchenco & Massaguer-Roig, 2006). Fermented milk resulting from the addition of kefir grains has a double fermentation, because kefir through its microbiological and chemical composition can be considered a complex probiotic product, as it has in its microorganism composition as: yeasts, lactic acid bacteria and acetic acid bacteria, in symbiotic association and surrounded by a matrix of polysaccharides referred to as kefirans, capable of improving the intestinal microbial balance producing beneficial effects on the health of the individual who consumes it (Wrobiewska et al,} 2009).

Durante o processo fermentativo os grãos de kefir produzem uma variedade de ingredientes que lhe dão o sabor e a textura originais, além de outros ingredientes com ações bioativas (Farnworth, 2005; Wiííhuhn et aí., 2005). A produção de leite fermentado por grãos de kefir em escala comercial já existem em alguns países pela empresa Danone® na Rússia e na Arábia Saudita (GROUPE DANONE, 2007), no entanto, a maioria das indústrias utiliza apenas algumas amostras bacterianas isoladas dos grãos de kefir para a produção da bebida, o que faz com que muitas das propriedades naturais, encontradas na bebida que apresenta uma complexa microbiota ainda não sejam encontradas nos produtos comerciais. Weschenfelder et al. (2011), comentaram que, embora ainda não industrializado no Brasil, o kefir vem conquistando adeptos em várias regiões do país. Sua preparação, apenas em escala artesanal, resulta em um produto com características físico-químicas, sensoriais e mícrobiológícas ainda não bem definidas. Há poucos estudos em relação à bioatividade do leite fermentado por kefir aqui no Brasil, pois as pesquisas estão re/acionadas ao modo de fabricação, análises sensoriais e conteúdo microbíológico desse leite fermentado, como exemplo temos o trabalho de Montanuci et al. (2010) que analisaram oito formulações de feite fermentado com kefir e analisaram sensoríalmente estes. Magalhães et ai. (2010) estudaram a produção de leite fermentado com a adição de soro de leite usando grãos de kefir e avaliaram a variação microbioiógica desse leite. Em 2011 Magalhães et al. publicaram um estudo sobre as mudanças bioquímicas e a formação de compostos voláteis durante a produção de um novo leite fermentado adicionado de soro de leite.During the fermentation process kefir grains produce a variety of ingredients that give it the original flavor and texture, as well as other bioactive ingredients (Farnworth, 2005; Wiííhuhn et al., 2005). Commercial-scale production of kefir-fermented milk already exists in some countries by Danone® in Russia and Saudi Arabia (GROUPE DANONE, 2007), however, most industries use only a few bacterial samples isolated from kefir grains. kefir for beverage production, which means that many of the natural properties found in the beverage with a complex microbiota are not yet found in commercial products. Weschenfelder et al. (2011) commented that, although not yet industrialized in Brazil, kefir has been gaining adherents in various regions of the country. Its preparation, only in artisanal scale, results in a product with physicochemical, sensory and microbiological characteristics not yet well defined. There are few studies regarding the bioactivity of kefir fermented milk here in Brazil, since research is related to the mode of manufacture, sensory analysis and microbiological content of this fermented milk, as an example we have the work of Montanuci et al. (2010) who analyzed eight formulations of kefir fermented wite and sensorially analyzed these. Magalhães et al. (2010) studied the production of fermented milk with the addition of whey using kefir grains and evaluated the microbiological variation of this milk. In 2011 Magalhães et al. published a study on biochemical changes and the formation of volatile compounds during the production of new fermented milk added with whey.

Machado et aí. (2012) realizaram um monitoramento tecnológico relacionados a produção de leite fermentado com grãos de kefir, para avaliar o panorama mundial da proteção de processos e produtos, investigando os documentos de patentes depositados por país de origem, neste estudo dentre os 527 documentos que fazem referência quanto ao uso do kefir, o Brasil apresentou apenas 8 patentes depositadas, iogo a pesquisa com os grãos de kefir deve ser direcionada e qualificada.Machado et al. (2012) conducted a technological monitoring related to the production of fermented milk with kefir grains, to evaluate the world panorama of process and product protection, investigating patent documents filed by country of origin, in this study among the 527 documents that make reference Regarding the use of kefir, Brazil presented only 8 patents filed, so research with kefir grains should be directed and qualified.

Uma das principais bioatividades do kefir é a capacidade de inibir o crescimento de micro-organismos que não fazem parte da sua microbiota. Logo micro-organismos patogênicos podem ser inibidos peto kefir (OtBes e Cagindí, 2003). A atividade antimicrobiana por difusão em poço do kefir cultivado em melaço foi confirmada no trabalho de Rodrigues et ai. (2005) que avaliaram atividade cicatrizante e antimicrobiana do kefir e do extrato de kefirano frente aos micro-organismos Staphylococcus aureus ATCC 6536, Streptococcus salivaríus ATCC 39562, Streptococcus pyogenes ATCC 17568, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Salmonelia typhimurium ATCC 14028, Lisieria monocytogenes ATCC 4957 e Escheríchia coli ATCC 8739. Neste estudo todos os micro-organismos utilizados foram inibidos pelo uso kefir e a zona de inibição da suspensão de kefir foi um pouco maior do que as zonas dos medicamentos utilizados (ampícilina, aziíromicína, ceftriaxona e oxalicina).One of kefir's main bioactivities is its ability to inhibit the growth of microorganisms that are not part of its microbiota. Therefore pathogenic microorganisms can be inhibited by peto kefir (OtBes and Cagindí, 2003). The well diffusion antimicrobial activity of molasses-grown kefir was confirmed in the work of Rodrigues et al. (2005) who evaluated the healing and antimicrobial activity of kefir and kefiran extract against the microorganisms Staphylococcus aureus ATCC 6536, Streptococcus salivaríus ATCC 39562, Streptococcus pyogenes ATCC 17568, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Salmonelia tyCCimier 4857 and Escheríchia coli ATCC 8739. In this study all microorganisms used were inhibited by kefir use and the zone of inhibition of kefir suspension was slightly larger than the zones of the drugs used (amptyline, azyiromycin, ceftriaxone and oxalicine).

No estudo de Chifiriuc et aí. (2011) o leite de vaca foi fermentado pelo kefir por 24h e por 48h e preservado por 7 dias em 4-8°C e foi testada a atividade antimicrobiana por difusão em poço dessas amostras frente aos micro-organismos Bacíífus subtilis spp. spízizenií ATCC 6633, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Eníerococcus faecatis ATCC 29212, Escheríchia coli ATCC 8739, Salmonelia enteritídis ATCC 13076, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027. A atividade antimicrobiana de 24h, bem como 48h do fermentado fresco ou depois de 7 dias de preservação 4-8°C foi semelhante e observada contra B. subtilis, S. aureus, E. coli, E. faecatis e S. enteritídis. Para E. co/í, S. enteritídis e B. subtilis os atividade antimicrobiana foi superior aos antibióticos de controle e para E. faecatis e S. aureus superior a um antibiótico. Os produtos testados não apresentaram atividade contra P. aeruginosa. O nosso trabalho apresentou atividade antimicrobiana do leite de ovelha fermentado frente aos micro-organismos Micrococcus íuteus, Escherichia colí ATCC 25922, Klebisiefla pneumonae ATCC 29665, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Listaria innocua, Baciilus subtíílis ATCC 6633 e Staphylococcus aureus ATCC 6538.In the study by Chifiriuc et al. (2011) Cow's milk was fermented by kefir for 24h and for 48h and preserved for 7 days at 4-8 ° C and the well diffusion antimicrobial activity of these samples was tested against the bacteria Bacífus subtilis spp. spízizenií ATCC 6633, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Enerococcus faecatis ATCC 29212, Escheríchia coli ATCC 8739, Salmonelia enteritidis ATCC 13076, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027. Antimicrobial activity of 24h as well as 48h of fresh-fermented preservation after 4-7 days 8 ° C was similar and observed against B. subtilis, S. aureus, E. coli, E. faecatis and S. enteritídis. For E. coli, S. enteritidis and B. subtilis the antimicrobial activity was superior to control antibiotics and for E. faecatis and S. aureus superior to an antibiotic. The products tested showed no activity against P. aeruginosa. Our work showed antimicrobial activity of fermented sheep's milk against the microorganisms Micrococcus iuteus, Escherichia coli ATCC 25922, Klebisiefla pneumonae ATCC 29665, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Listaria innocua, Baciilus subtilis ATCC 6633 and Staphylococcus 6538.

Nossa atividade foi similar a algumas cepas já testados no trabalho de Chifiriuc eí af. (2011) que utilizou leite de vaca, porém avaliamos se essa atividade foi bactericida ou bacteriostática, assim como testamos a atividade antimicrobiana durante o tempo de estocagem nos tempos ~1h, 7dias, 14dias, 21 dias e 28 dias, outro fator positivo foi que a nossa atividade realizou-se em meio líquido onde há igual mente a dispersão do fermentado sobre os microorganismos patogênicos diferindo da avaliação em meio sólido.Our activity was similar to some strains already tested in the work of Chifiriuc eí af. (2011) who used cow's milk, but we evaluated whether this activity was bactericidal or bacteriostatic, as well as testing the antimicrobial activity during storage time at ~ 1h, 7 days, 14 days, 21 days and 28 days, another positive factor was that Our activity was carried out in liquid medium where there is also the dispersion of the fermented on pathogenic microorganisms differing from the evaluation in solid medium.

Desde a década de 1990, as empresas vêm apostando nos produtos funcionais para reforçar seu posicionamento no nicho “saudável”. As pesquisas científicas e as aplicações tecnológicas permitiram o lançamento de produtos que reconquistaram seu lugar central na dieta cotidiana dos consumidores, dessa vez graças ao acréscimo de ingredientes que alegam benefícios específicos para a saúde. Após o êxito inesperado do lançamento do Yakult no mercado europeu em 1994, várias empresas européias, como a Danone e a Nestlé, passaram a oferecer iogurtes e leites fermentados voltados para a saúde intestinal. Em poucos anos, uma verdadeira revolução ocorreu no mercado europeu de produtos lácteos, baseada numa inovação tecnológica e num novo conceito: a dose cotidiana que assegura o conforto digestivo e o bem-estar (Raud, 2008).Since the 1990s, companies have been focusing on functional products to reinforce their positioning in the “healthy” niche. Scientific research and technological applications have enabled the launch of products that have regained their central place in consumers' daily diets, this time thanks to the addition of ingredients that claim specific health benefits. Following the unexpected success of the launch of Yakult on the European market in 1994, several European companies, such as Danone and Nestlé, began offering yoghurt and fermented milks focused on intestinal health. Within a few years, a real revolution has occurred in the European dairy market, based on technological innovation and a new concept: the daily dose that ensures digestive comfort and well-being (Raud, 2008).

Atualmente no nosso mercado são consumidos Iogurtes e Leites fermentados com capacidades probióticas produzidas por grandes Empresas: Yakult®, Danone® e Nestlé®, sendo as bebidas consumidas: * O Leite Fermentado Yakult® é um alimento à base de leite desnatado, fermentado por íactobacilos selecionados, os exclusivos probióticos Lactobaciiius casei Shirota, que resistem como nenhum outro à acidez do estômago e chegam vivos em maior quantidade ao intestino, para auxiliar na regularização das funções intestinais e na proteção do sistema digestório. • Yakult 40® possui como componente ativo 40 bilhões de probióticos Lactobacillus casei Shirota que auxiliam os adultos a manterem a mícrobiota intestinal equilibrada. Fator muito importante devido à diminuição da resistência e ao aumento de bactérias nocivas nos intestinos à medida que o indivíduo envelhece. A má alimentação, o uso de medicamentos (especialmente antibióticos e laxantes) e de álcool, associados a uma vida agitada, interferem no bom funcionamento intestinal. • Activia® é um alimento probiótico, pois se trata de um produto lácteo fermentado com linhagens de bactérias tradicionais de iogurte combinadas a uma cultura específica: o DanRegularis, nome para o probiótico Bifídobacterium animalis DN173010. Activia é considerado um alimento funcional, pois promove efeitos benéficos sobre a saúde humana e ajuda manter o intestino no ritmo. • Actimei® é um leite fermentado com o Lactobacillus casei defensis, um lactobacilo exclusivo que chega vivo a flora intestinal, onde estão maior parte de suas defesas. • Molico Total Cálcio® com Ação Probiótica é um novo iogurte light rico em vitaminas A e D com polpa de fruta sabor morango e ameixa, leve e saboroso. Com apenas 2 porções, você supre 100% da sua necessidade diária de cálcio, além de auxiliar no equilíbrio da flora intestinal. O Bifídobacterium animalis (subespécie B. lactis) contribui para o equilíbrio da flora intestinal. Seu consumo deve estar associado a uma alimentação equilibrada e hábitos de vida saudáveis. • O Leite Fermentado Chamyto® faz bem para saúde, pois contém os lactobacilos vivos exclusivos da Nestlé® Como citado acima o mercado de probióticos esta em fase de crescimento e quando se adiciona mais estudos sobre a bioatívidade desse produto é agregado mais valor a esses alimentos e saúde aos consumidores.Currently in our market are consumed yoghurts and fermented milk with probiotic capacities produced by major companies: Yakult®, Danone® and Nestlé®, and the drinks consumed: * Yakult® Fermented Milk is a lactobacillus-fermented skim milk-based food. selected, the unique probiotics Lactobaciiius casei Shirota, which resist the acidity of the stomach like no other and come alive more in the gut to help regulate bowel functions and protect the digestive system. • Yakult 40® contains 40 billion Lactobacillus casei Shirota probiotics as active ingredients that help adults maintain a balanced intestinal microbe. Very important factor due to decreased resistance and increase of harmful bacteria in the intestines as the individual ages. Poor diet, medication (especially antibiotics and laxatives), and alcohol associated with a busy life interfere with proper bowel function. • Activia® is a probiotic food as it is a fermented dairy product with traditional yogurt bacterial strains combined with a specific culture: DanRegularis, named for the probiotic Bifidobacterium animalis DN173010. Activia is considered a functional food as it promotes beneficial effects on human health and helps keep the intestines in rhythm. • Actimei® is a fermented milk with Lactobacillus casei defensis, a unique lactobacillus that arrives alive in the intestinal flora, where most of its defenses are. • Molico Total Calcium® with Probiotic Action is a new light yogurt rich in vitamins A and D with light and tasty strawberry and plum fruit pulp. With just 2 servings, you meet 100% of your daily calcium requirement and help balance the intestinal flora. Bifídobacterium animalis (subspecies B. lactis) contributes to the balance of intestinal flora. Its consumption must be associated with a balanced diet and healthy lifestyle habits. • Chamyto® Fermented Milk is good for health as it contains Nestlé® exclusive live lactobacilli. As mentioned above the probiotic market is growing and when further studies on the bioactivity of this product are added it adds more value to these foods. and health to consumers.

Nosso produto difere dos produtos já comercializados, pois possui: * Múltiplas cepas probíóticas; • Leite de ovelha que comparado ao leite de vaca possui mesmo teor de lactose e os níveis de gordura, de proteínas e de alguns minerais são muito mais elevados, tornando assim um alimento mais rico em nutrientes; • Além de possuir atividade bactericida e bacteriostática contra cepas patogênicas de relevância em alimentos e infecções hospitalares; * Atividade antimicrobiana por todo o tempo de estocagem.Our product differs from products already marketed in that it has: * Multiple probiotic strains; • Sheep milk compared to cow's milk has the same lactose content and the levels of fat, protein and some minerals are much higher, thus making a food rich in nutrients; • Besides having bactericidal and bacteriostatic activity against pathogenic strains of relevance in food and hospital infections; * Antimicrobial activity throughout storage.

No leite fermentado Activia® produzido na Turquia existem algumas cepas d@ leveduras e bactérias do Kefsr, esse produto é consumido de forma regular todos os dias e ajudam a regular o sistema digestivo de uma forma natural e oferece efeitos benéficos do kefir à saúde. A grande diferença em relação ao nosso trabalho é que esse leite fermentado é produzido com cepas isoladas e não com os grãos do kefir, além de não possuir outra bioatívidade confirmada além de ser probiófico.In Activia® fermented milk produced in Turkey there are some strains of Kefsr yeast and bacteria, this product is consumed on a regular basis every day and helps to regulate the digestive system in a natural way and offers beneficial health effects of kefir. The big difference from our work is that this fermented milk is produced with isolated strains and not with kefir grains, and has no other confirmed bioactivity besides being probiotic.

Na literatura o uso de leite fermentado como probiótico é bastante extensa, mas utilizado como agente antimicrobiano existem poucos dados publicados. A potencialidade da presente patente é colocar no mercado um alimento funcional de baixo custo, capaz melhorar a microflora intestinal, pois além de ser probiótico seus metabólitos agem rapidamente matando patógenos de interesse clínico. Em seu processo de produção não requer custos adicionais, não requerer maquinaria sofisticada e demanda de mão de obra especializada, sendo assim uma produção tecnologicamente viável.In the literature the use of fermented milk as a probiotic is quite extensive, but used as an antimicrobial agent there are few published data. The potential of the present patent is to place a low cost functional food on the market, capable of improving the intestinal microflora, because besides being probiotic its metabolites act quickly killing pathogens of clinical interest. In its production process it does not require additional costs, it does not require sophisticated machinery and specialized labor demand, thus being a technologically viable production.

Além de esse produto ser produzido com leite de ovelha que contêm fatores nutricionais que influenciam na composição dos derivados lácteos. O processamento de derivados com leite de ovelha, com foco nas concentrações de gorduras e proteínas do leite, contém compostos bioativos, compostos aromáticos que melhoram as características organolépticas. A alta concentração de gordura no íeite é marcada pelos níveis mais elevados de ácidos graxos como o ácido íínoléíco conjugado e ômega-3, que é muito saudável para a dieta humana, pois diminuem a quantidade de cfesterol ruim no organismo (Pulina et a!, 2006).In addition to this product is produced with sheep's milk that contain nutritional factors that influence the composition of dairy products. The processing of sheep's milk derivatives, focusing on milk fat and protein concentrations, contains bioactive compounds, aromatic compounds that improve organoleptic characteristics. The high concentration of fat in the milk is marked by higher levels of fatty acids such as conjugated oleic acid and omega-3, which is very healthy for the human diet, as they reduce the amount of bad cholesterol in the body (Pulina et a !, 2006).

A formação de hábito alimentar é uma ação complexa que sofre interferência de diversas variáveis, por isso contínuos estudos visam agregar benefícios aos produtos que fazem parte da rotina alimentar do consumidor. O desenvolvimento de novos produtos também é considerado de grande importância, visto que a relação dieta-saúde representa um desafio para a ciência e a tecnologia de alimentos, principalmente quando se trata de alimentos funcionais (Soares et al., 2011).The formation of eating habits is a complex action that suffers interference from several variables, so continuous studies aim to add benefits to products that are part of the consumer's food routine. The development of new products is also considered of great importance, since the diet-health relationship represents a challenge for food science and technology, especially when it comes to functional foods (Soares et al., 2011).

Produtos lácteos possuem uma grande parte do mercado de alimentos funcionais, particularmente em seu próprio processo de fabricação os derivados lácteos envolvem a adição de bactérias ácidos láticas que são conhecidas por possuírem propriedades probióticas ou que produzem metabólitos secundários associados a efeitos de promoção a saúde (Miliis et al., 2011). O leite fermentado por kefir é uma bebida refrescante com aroma singular de composição cremosa* que contém bactérias ácido láticas (Lactobaciífus, Lactococcus, Leuconostoc), bactérias ácido acétícas e leveduras em simbiose, misturadas em uma matriz complexa composta de açúcares complexos e caseínas envolvidas por uma matriz do polissacarídeo kefirano (Irigoyen et al, 2005).Dairy products have a large part of the functional food market, particularly in their own manufacturing process dairy products involve the addition of lactic acid bacteria that are known to have probiotic properties or that produce secondary metabolites associated with health promoting effects (Miliis). et al., 2011). Kefir-fermented milk is a unique-flavored refreshing creamy drink * containing lactic acid bacteria (Lactobaciífus, Lactococcus, Leuconostoc), acetic acid bacteria and symbiosis yeasts, blended into a complex matrix composed of complex sugars and caseins surrounded by a matrix of the kefiran polysaccharide (Irigoyen et al, 2005).

As propriedades antimicrobianas do leite de ovelha fermentado com grãos de Kefir ainda não foram estudadas.The antimicrobial properties of kefir-grained sheep's milk have not been studied.

Na presente invenção, os leites fermentados são produzidos por fermentação do leite de ovelhas mestiças da raça Bergamácia. O processo de produção do leite fermentado e sua atividade antimicrobiana utilizam grãos de kefir que foram mantidos em leite de vaca UHT integral com 3% de gordura, sendo todo o processo dividido em três etapas: avaliação da qualidade do ieite, produção do leite fermentado e avaliação da atividade antimicrobiana.In the present invention, fermented milks are produced by fermentation of the milk of crossbred Bergamacia sheep. The fermented milk production process and its antimicrobial activity use kefir grains that were kept in 3% fat whole UHT cow's milk, the whole process being divided into three stages: ieite quality evaluation, fermented milk production and evaluation of antimicrobial activity.

Na primeira etapa, o leite de ovelha é ordenhado de forma asséptica, mantido na temperatura de 4 a 10°C e 50mL desse leite cru foi separado para análise da composição centesimal e da contagem de células somáticas, estas análises foram realizadas no laboratório de qualidade do leite PROGENE, do Departamento de Zootecnia - UFRPE.In the first stage, sheep's milk is aseptically milked, kept at a temperature of 4 to 10 ° C and 50mL of this raw milk was separated for analysis of centesimal composition and somatic cell count. These analyzes were performed in the quality laboratory. of milk PROGENE, from the Department of Animal Science - UFRPE.

Para a realização de fermentação, o ieite cru é pasteurizado a 63-65°C por 30 minutos, em seguida é resfriado a 30°C em banho de gelo e então submetido às análises das enzimas Peroxidase e Fosfatase. A segunda etapa é realizada quando é verificado que o leite já pasteurizado tem a presença das enzimas peroxidases e ausência das enzimas fosfatases, este leite então é depositado em um recipiente de vidro estéril com 5% de grãos de kefir (p/v). O frasco então é deixado na temperatura de 20°C (±2) por 45-48 h, até chegar ao pH 4,5.For fermentation, the raw ieite is pasteurized at 63-65 ° C for 30 minutes, then cooled to 30 ° C in an ice bath and then subjected to analysis of the peroxidase and phosphatase enzymes. The second step is performed when it is verified that the already pasteurized milk has the presence of peroxidase enzymes and absence of phosphatase enzymes, this milk is then deposited in a sterile glass container with 5% kefir grains (w / v). The vial is then left at a temperature of 20 ° C (± 2) for 45-48 h until reaching pH 4.5.

Os grãos de kefir são removidos por uma peneira e conservados em leite de vaca UHT integral com 3% de gordura. Durante a estocagem do leite fermentado na geladeira ±4°C, alíquotas retiradas após os tempos: -1 h, 7 dias, 14 dias, 21 dias e 28 dias são congeladas a -20°C. A terceira etapa é realizada após a obtenção de todas as alíquotas, essas amostras são então descongeladas e centrifugadas a 10.000 rpm por 20 minutos a 4°C, o sobrenadante de cada amostra é filtrado em membrana 0.22 pm e armazenado em tubos estéreis, esse líquido é chamado de sobrenadante do leite fermentado (SLF).The kefir grains are removed through a sieve and preserved in 3% fat whole UHT cow's milk. During storage of fermented milk in the refrigerator ± 4 ° C, aliquots taken after the times: -1 h, 7 days, 14 days, 21 days and 28 days are frozen at -20 ° C. The third step is performed after obtaining all aliquots, these samples are then thawed and centrifuged at 10,000 rpm for 20 minutes at 4 ° C, the supernatant from each sample is filtered at 0.22 pm membrane and stored in sterile tubes, this liquid It is called the fermented milk supernatant (SLF).

Para a avaliação da atividade antimicrobiana os pré inóculos dos micro-organismos Micrococcus luteus, Escherichia coli ATCC 25922, Klebisiella pneumonae ATCC 29665, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Listeria innocua, Bacillus subtillis ATCC 6633 e Staphyiococcus aureus ATCC 6538, foram crescidos em caido Müíler Hínton (Hímedia®) em 37°C, por 18~24h.For the evaluation of antimicrobial activity the pre-inoculum of the microorganisms Micrococcus luteus, Escherichia coli ATCC 25922, Klebisiella pneumonae ATCC 29665, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Listeria innocua, Bacillus subtillis ATCC 6633 and Staphyiococcus aureus Hu- midos. (Hmedia®) at 37 ° C for 18 ~ 24h.

A avaliação da atividade antimicrobiana do sobrenadante do leite fermentado (SLF) por grãos de kefir foi realizada de acordo com a (NCCLS, 2006) em microplaca com 96 poços. Sendo os micro-organismos padronizados de acordo com a escala de Mac Fariand em 1x108 ufc/mL e diluída para a concentração de 1x107 ufc/mLEvaluation of the antimicrobial activity of fermented milk supernatant (SLF) by kefir grains was performed according to (NCCLS, 2006) in a 96-well microplate. The microorganisms were standardized according to the Mac Fariand scale at 1x108 cfu / mL and diluted to the concentration of 1x107 cfu / mL.

Em cada poço da microplaca foram adicionados 45pL do caldo Müller Hinton (Hímedia®), 5pL dos micro-organismos padronizados e 50pL do SLF a ser testado, no controle de crescimento trocamos o SLF por 50pL de água, no poço de controle de inibição a única diferença do controle de crescimento é a ausência de micro-organismos, esta microplaca é então incubada a 37°C por 18-24h.In each well of the microplate were added 45pL of the Müller Hinton broth (Hmedia®), 5pL of the standardized microorganisms and 50pL of the SLF to be tested. In the growth control we exchanged the SLF for 50pL of water. Only difference in growth control is the absence of microorganisms, this microplate is then incubated at 37 ° C for 18-24h.

Após 24h de crescimento a 37°C, cada poço da microplaca foi estriado em placas de Petri contendo Agar Müller Hinton (Hímedia®), essas placas foram incubadas em 37°C, por 18-24h. A atividade antimicrobiana foi realizada em duplicata, com cada amostra. A atividade bactericida é confirmada pela ausência de crescimento celular na placa de Petri onde o micro-organismo foi estriado. A atividade bacteriostática é confirmada pela ausência de turvação do poço da microplaca que foi estriado, mas que na placa de Petri houve crescimento celular de poucas unidades formadoras de colônia (neste trabalho consideramos até 5ufc por estriamenío).After 24h growth at 37 ° C, each well of the microplate was streaked into Petri dishes containing Müller Hinton Agar (Hidmedia®), these plates were incubated at 37 ° C for 18-24h. Antimicrobial activity was performed in duplicate with each sample. Bactericidal activity is confirmed by the absence of cell growth in the petri dish where the microorganism was striated. The bacteriostatic activity is confirmed by the absence of turbidity of the striated microplate well, but that in the Petri dish there was cell growth of few colony forming units (in this work we considered up to 5ufc per striatum).

Dentre os resultados, foi observado que o potencial bacteriostático do sobrenadante do leite fermentado foi confirmado nos micro-organismos Micrococcus luteus (tempo 1 h), Klebisielia pneumonae (tempo 14 dias) e Bacillus subtillis (tempo 14 dias). O SLF foi bactericida para os micro-organismos Micrococcus luteus (tempos 7 dias, 14 dias, 21 dias e 28 dias), Escherichia coli (tempos 1h, 7 dias, 14dias, 21 dias e 28 dias), Klebisielia pneumonae (tempos 1h, 7 dias, 21 dias e 28 dias), Pseudomonas aeruginosa (tempos 1h, 7 dias, 14 dias, 21 dias e 28 dias), Bacilfus subtillis (tempos 1h, 7 dias, 21 dias e 28 dias), Staphylococcus aureus (tempos 1h, 7 dias, 14 dias, 21 dias e 28 dias) e Listeria innocua (tempos 1h, 7 dias, 14 dias, 21 dias e 28 dias). A produção do leite de ovelha fermentado é evidenciado pelo baixo pH 4,5-4,7 , medido no pHmetro (HI2221 HANNA®). Para chegar à concentração ideal de mícro-organismos (grãos de kefir) fizemos testes nas concentrações de 0,2%, 1%, 5% e 10% (Gronnevik et ai., 2011; Irigoyen et ai., 2005; Simova et ai., 2006) utilizando temperaturas que variaram de 17-23°C e sempre deixando a fermentação ocorrer entre 36 - 48h, nessas condições foram tirados pontos a cada 6 horas de fermentação e para cada ponto foi medida a acidez e o pH.Among the results, it was observed that the bacteriostatic potential of the fermented milk supernatant was confirmed in the microorganisms Micrococcus luteus (time 1 h), Klebisielia pneumonae (time 14 days) and Bacillus subtillis (time 14 days). SLF was bactericidal for the microorganisms Micrococcus luteus (times 7 days, 14 days, 21 days and 28 days), Escherichia coli (times 1h, 7 days, 14 days, 21 days and 28 days), Klebisielia pneumonae (times 1h, 7 days, 21 days and 28 days), Pseudomonas aeruginosa (times 1h, 7 days, 14 days, 21 days and 28 days), Bacilfus subtillis (times 1h, 7 days, 21 days and 28 days), Staphylococcus aureus (times 1h , 7 days, 14 days, 21 days and 28 days) and Listeria innocua (times 1h, 7 days, 14 days, 21 days and 28 days). The production of fermented sheep's milk is evidenced by the low pH 4.5-4.7, measured by the pH meter (HI2221 HANNA®). To reach the optimal concentration of microorganisms (kefir grains) we tested at concentrations of 0.2%, 1%, 5% and 10% (Gronnevik et al., 2011; Irigoyen et al., 2005; Simova et al. ., 2006) using temperatures ranging from 17-23 ° C and always allowing fermentation to occur between 36 - 48h, under these conditions points were taken every 6 hours of fermentation and for each point the acidity and pH were measured.

Quando foram realizados os testes com 0,2% de kefir, foi verificado que este tempo foi curto para a realização da fermentação devido à baixa concentração de kefir.When tests with 0.2% kefir were performed, it was found that this time was short for fermentation due to the low concentration of kefir.

As fermentações com as concentrações de 1%, 5% e 10%, foram realizadas simultaneamente. Na fermentação a 10%, o pH caiu de 6,8 para 3,97 em 36h, essa concentração foi descartada devido ao grande número de micro-organismos utilizados. A fermentação a 1% chegou ao pH ideal em 36h, e com 5% chegou a faixa de pH ideal com aproximadamente 33h de fermentação.Fermentations with concentrations of 1%, 5% and 10% were performed simultaneously. In 10% fermentation, the pH dropped from 6.8 to 3.97 in 36h, this concentration was discarded due to the large number of microorganisms used. The 1% fermentation reached the ideal pH in 36h, and with 5% reached the ideal pH range with approximately 33h of fermentation.

Foram realizadas outras fermentações com 1% e 5%, mas não houve reproduíibifidade com 36h e com a concentração a 1%.Other fermentations were performed with 1% and 5%, but there was no reproducibility at 36h and at 1% concentration.

Conseguimos atingir a reprodutibifídade com a temperatura fixada em 22°C (±2) por 45-48h e 5% de concentração de kefir.We achieved reproducibility with the temperature set at 22 ° C (± 2) for 45-48h and 5% kefir concentration.

Após as fermentações os grãos são retirados com uma peneira fina e o leite fermentado é estocado na geladeira a 4°C.After fermentations the grains are removed with a fine sieve and the fermented milk is stored in the refrigerator at 4 ° C.

Para a avaliação da atividade antimicrobiana foram retiradas alíquotas nos tempos de estocagem ~1h, 7 dias, 14 dias, 21 dias e 28 dias, para observar se esse leite ao longo de sua vida útil mantém seu potencial antimicrobíano, essas alíquotas foram mantidas a -20°C.For the evaluation of antimicrobial activity aliquots were taken at storage times ~ 1h, 7 days, 14 days, 21 days and 28 days, to see if this milk maintains its antimicrobial potential throughout its shelf life, these aliquots were kept at - 20 ° C.

Depois de obtida todas as alíquotas, estas foram descongeladas e centrifugadas a 10.000 rpm por 20minutos a 4°C, o sobrenadante de cada amostra foi filtrado em membrana 0.22 pm e armazenado em tubos estéreis. A avaliação da atividade antimicrobiana foi realizada com os microorganismos Micrococcus luteus, Escherichia coli ATCC 25922, Klebisiella pneumonae ATCC 29665, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Listaria innocua, Baciiius subtillis ATCC 6633 e Staphylococcus aureus ATCC 6538. A metodologia foi realizada de acordo com a NCCLS (2006). Os testes foram realizados inicialmente em unicata, após confirmação da atividade os testes foram repetidos em duplicata. A desvantagem desse produto reside na variação dos microorganismos presentes em cada leite fermentado, sendo justificado pela variação pela composição das cepas nos grãos de kefir, O uso presente do leite de ovelha fermentado por grãos de kefir promoveu a inibição do crescimento de cepas patogênicas de relevância nas áreas de infecção hospitalar e alimentares. O leite fermentado poderá ser testado in vivo em ratos e em humanos infectados por essas bactérias testadas.After all aliquots were obtained, they were thawed and centrifuged at 10,000 rpm for 20 minutes at 4 ° C, the supernatant from each sample was filtered on 0.22 pm membrane and stored in sterile tubes. Evaluation of antimicrobial activity was performed with the microorganisms Micrococcus luteus, Escherichia coli ATCC 25922, Klebisiella pneumonae ATCC 29665, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Listaria innocua, Baciiius subtillis ATCC 6633 and Staphylococcus aureus ATCC 6538. (2006). The tests were initially performed in unicata, after confirmation of the activity the tests were repeated in duplicate. The disadvantage of this product lies in the variation of microorganisms present in each fermented milk, being justified by the variation in the composition of strains in kefir grains. The present use of kefir grains fermented sheep's milk promoted the inhibition of growth of pathogenic strains of relevance. in the areas of hospital and food infection. Fermented milk can be tested in vivo in mice and in humans infected with these tested bacteria.

Após confirmação dos resultados poderá ser comercializado e sendo, portanto indicado para o reforço ímunológico de pacientes em hospitais e para crianças e adultos que se preocupam com a prevenção de doenças.After confirmation of the results can be marketed and is therefore indicated for the immunological strengthening of patients in hospitals and for children and adults who are concerned with disease prevention.

Além, de o produto ser uma inovação, pois para as indústrias alimentares, a chave do sucesso no mercado dos alimentos funcionais reside na inovação, o que constitui uma poderosa barreira à entrada de novas empresas.In addition, the product is an innovation because for the food industries, the key to success in the functional food market is innovation, which is a powerful barrier to entry for new businesses.

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REIVINDICAÇÕES

PRODUÇÃO DE LEITE DE OVELHA FERMENTADO POR GRÃOS DE KEFIR COM ATIVIDADE ANTIMICROBIANAKEFIR GRAIN-FERMED SHEEP MILK PRODUCTION WITH ANTIMICROBIAN ACTIVITY

Claims (7)

1. Processo de obtenção de um novo leite de ovelha fermentado por grãos de Kefir que detêm grande atividade antimicrobiana frente a patógenos resistentes a antibióticos.1. Process for obtaining a new ewe's milk fermented by Kefir grains that have great antimicrobial activity against antibiotic resistant pathogens. 2. Produto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo uso de seu sobrenadante livre de células como agente antímícrobiano para uso em alimentos derivados do leite.Product according to Claim 1, characterized by the use of its cell free supernatant as an antimicrobial agent for use in dairy foods. 3. Produto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir atividade antimicrobiana durante toda a sua vida de prateleira.Product according to Claim 1, characterized in that it has antimicrobial activity throughout its shelf life. 4. Produto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo uso nutricional de grande quantidade de proteínas, gorduras e minerais, agregando valor a alimentação de quem o consome.Product according to Claim 1, characterized by the nutritional use of a large amount of protein, fat and minerals, adding value to the food of those who consume it. 5. Produto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo uso probiotico, recomendado para melhorar a microflora intestinal de quem o consome.Product according to Claim 1, characterized by probiotic use, recommended to improve the intestinal microflora of the user. 6. Produto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado como derivado lácteo, contendo alto teor de cálcio, podendo ser indicado a pessoas que possuem deficiência deste mineral.Product according to claim 1, characterized as a dairy derivative containing high calcium content and may be indicated for persons with a deficiency of this mineral. 7. Produto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo baixo teor de factose, podendo ser recomendado para pessoas que possuem intolerância a este tipo de açúcar.Product according to Claim 1, characterized in that it is low in factose and may be recommended for people who have an intolerance to this type of sugar.
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