BR102015030882A2 - processo de microencapsulação de óleo de levedura, óleo de levedura, uso e composição alimentícia - Google Patents

Abstract

processo de microencapsulação de óleo de levedura, óleo de levedura, uso e composição alimentícia a presente invenção descreve um processo de microencapsulação de óleo de levedura, o óleo de levedura obtido pelo referido processo, o uso do óleo de levedura na preparação de leites fermentados e composição alimentícia compreendendo o referido óleo de levedura. especificamente, a presente invenção compreende um processo de microencapsulação de óleo de levedura compreendendo a etapa de extração do óleo de leveduras da espécie yarrowia lipolytica com pelo menos a combinação de dois solventes orgânicos. a presente invenção situa-se nos campos da microbiologia, da farmácia e da engenharia de alimentos.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção Processo de Microencapsulação de Óleo de Levedura, Óleo de Levedura, Uso e Composição Alimentícia Campo da Invenção [0001] A presente invenção descreve um processo de microencapsulação de óleo de levedura, o óleo de levedura obtido pelo referido processo, o uso do óleo de levedura na preparação de leites fermentados e uma composição alimentícia compreendendo o referido óleo de levedura. Especificamente, a presente invenção refere-se a um processo de microencapsulação de óleo de levedura compreendendo a etapa de extração do óleo de leveduras da espécie Yarrowia lipolytica com pelo menos a combinação de dois solventes orgânicos. A presente invenção situa-se nos campos da Microbiologia, da Farmácia e da Engenharia de Alimentos.

Antecedentes da Invenção [0002] Dietas enriquecidas em ácidos graxos poli-insaturados são associadas à redução de risco de doença coronariana e o ácido a-linolênico (ALA) é considerado um ácido graxo essencial para mamíferos, agindo como precursor de ácido eicosapentanoico (EPA) e docosaexanoico (DHA). A Sociedade Internacional para o Estudo de Ácidos Graxos e Lipídeos recomenda uma dose diária de 1g de ALA por dia, sendo que o presente invento proporciona entre 15 %-20% dessa dose diária por porção (200 mL) de iogurte. Outras fontes de ALA na dieta humana são óleo de algumas espécies de peixe e linhaça, porém essas fontes não são suficientes para atingir a recomendação diária desse ácido graxo em grande parte da população, que não está habituada a consumir esses alimentos. O consumo de produtos lácteos, em especial o iogurte, é amplamente aceito e disseminado, constituindo um veículo bastante promissor para consumo de ALA. Iogurtes convencionais não possuem teor significativo de ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs) ou ALA. Na busca pelo estado da técnica em literaturas científica e patentária, foram encontrados os seguintes documentos que tratam sobre o tema: [0003] O documento EP 0809939 A1 revela a adição de óleo refinado de peixe, rico em DHA e EPA, em iogurte. No entanto, não revela o processo de microencapsulação de óleo de levedura tal como revelado pela presente invenção.

[0004] O documento US 3025165 A revela a adição de óleo insaturado em iogurte. No entanto, não revela o processo de microencapsulação de óleo de levedura tal como revelado pela presente invenção.

[0005] O documento WO 2011130576 A1 revela uso de biomassa de levedura, óleo de levedura, composição de alimentos compreendendo biomassa de levedura oleaginosa, óleo de levedura em combinação com ingredientes comestíveis e métodos de obtenção dessas composições por combinação de biomassa de levedura ou óleo de levedura com outros ingredientes comestíveis. Entretanto, o referido documento não sugere nem ensina a adição de óleo contendo ácido alfa-linolênico, um ácido graxo raro em óleo de leveduras, em especial de Y. lipolytica. Além disso, o referido documento possui enfoque especialmente na levedura Rhodotorula glutinis e não descreve o uso de óleo microencapsulado.

[0006] O documento Enhancement of Microbial Oil Production by Alpha-linolenic Acid Producing Yarrowia lipolytica Strains QU22 and QU137 revela os aspectos iniciais de otimização das condições de cultura para obtenção do óleo nas condições desejáveis. Entretanto, não revela o processo de microencapsulação do óleo de levedura conforme revelado pela presente invenção.

[0007] O documento Physicochemical and sensory properties of yogurt enriched with microencapsulated fish oil revela a adição de um óleo que já existe no mercado e cuja microencapsulação não é a mesma do processo revelado pela presente invenção.

[0008] Assim, do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.

[0009] Portanto, resta na técnica o provimento de uma solução para o enriquecimento adequado de alimentos com óleo proveniente de leveduras, óleo este sendo obtido por um processo de microencapsulação.

Sumário da Invenção [0010] Dessa forma, a presente invenção tem por objetivo resolver os problemas constantes no estado da técnica a partir da microencapsulação do óleo de leveduras da espécie Yarrowia lipolytica e as aplicações decorrentes da microencapsulação do referido óleo de levedura em composição alimentícia como, por exemplo, mas não se limitando a, iogurtes e outras bebidas lácteas contendo leite fermentado, proporcionando elevado teor/porcentagem de ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs).

[0011] É um dos objetos da presente invenção um processo de microencapsulação de óleo de levedura que compreende as etapas de: a) cultivo de leveduras da espécie Yarrowia lipolytica; b) extração do óleo de leveduras da espécie Yarrowia lipolytica com pelo menos a combinação de dois solventes orgânicos; c) remoção dos solventes orgânicos da etapa b); d) adição do óleo de leveduras obtido na etapa c) à solução de zeína; e e) microencapsulação da mistura obtida na etapa d) por secagem por aspersão (secagem por aspersão, também denominada spray drying).

[0012] É um outro objeto da presente invenção o óleo de levedura obtido a partir do processo de microencapsulação de óleo de levedura conforme revelado na presente invenção.

[0013] É mais um outro objeto da presente invenção o uso do óleo de levedura obtido a partir do processo de microencapsulação de óleo de levedura conforme revelado na presente invenção no preparo de uma composição alimentícia.

[0014] É um outro objeto da presente invenção uma composição alimentícia que compreende: [0015] a) óleo de levedura conforme definido no presente pedido de patente; e [0016] b) leite fermentado.

[0017] Ainda, o conceito inventivo comum a todos os contextos de proteção reivindicados refere-se ao óleo de levedura obtido pelo processo conforme descrito no presente pedido de patente e sua aplicação no preparo/fabricação de composição alimentícia como, por exemplo, bebidas lácteas fermentadas.

[0018] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.

Breve Descrição das Figuras [0019] Com o intuito de melhor definir e esclarecer o conteúdo do presente pedido de patente, são apresentadas as presentes figuras: [0020] A Figura 1 mostra as células da levedura QU22 com acúmulo de óleo em seu interior. Foi utilizada a técnica do Vermelho de Nilo, corando-se os lipídeos em amarelo ouro, possibilitando a visualização do óleo acumulado pelas células.

[0021] A Figura 2 mostra as células da levedura QU137 com acúmulo de óleo em seu interior. Foi utilizada a técnica do Vermelho de Nilo, corando-se os lipídeos em amarelo ouro, possibilitando a visualização do óleo acumulado pelas células.

[0022] A Figura 3 mostra a imagem do óleo microencapsulado extraído da levedura QU22, sendo a referida imagem obtida através de microscopia eletrônica de varredura.

[0023] A Figura 4 mostra a imagem das microcápsulas (óleo microencapsulado extraído da levedura QU137) obtidas após o processo de microencapsulação, sendo a referida imagem obtida através de microscopia eletrônica de varredura.

Descrição Detalhada da Invenção [0024] É um dos objetos da presente invenção um processo de microencapsulação de óleo de levedura que compreende as etapas de: a) cultivo de leveduras da espécie Yarrowia lipolytica; b) extração do óleo de leveduras da espécie Yarrowia lipolytica com pelo menos a combinação de dois solventes orgânicos; c) remoção dos solventes orgânicos da etapa b); d) adição do óleo de leveduras obtido na etapa c) à solução de zeína; e e) microencapsulação da mistura obtida na etapa d) por secagem por aspersão.

[0025] Em uma concretização, as leveduras são das espécies Yarrowia lipolytica cepa QU22 e/ou Yarrowia lipolytica cepa QU137.

[0026] Em uma concretização, a solução de zeína é uma solução aquosa contendo 85% de etanol.

[0027] Em uma concretização, a proporção p/p (p/p significa ser em peso) de óleo de leveduras e solução de zeína ser de 3 gramas de óleo de leveduras para 10 gramas de solução de zeína.

[0028] É um outro objeto da presente invenção o óleo de levedura obtido a partir do processo de microencapsulação de óleo de levedura conforme revelado na presente invenção.

[0029] É mais um outro objeto da presente invenção o uso do óleo de levedura obtido a partir do processo de microencapsulação de óleo de levedura conforme revelado na presente invenção no preparo de uma composição alimentícia.

[0030] Em uma concretização, a composição alimentícia é uma bebida láctea.

[0031] Em uma concretização, a composição alimentícia é um iogurte ou qualquer outro tipo de leite fermentado.

[0032] É um outro objeto da presente invenção uma composição alimentícia que compreende: [0033] a) óleo de levedura conforme definido neste pedido de patente; e [0034] b) leite fermentado.

[0035] Em uma concretização, a composição alimentícia compreende adicionalmente óleo de levedura não microencapsulado.

[0036] Em uma concretização, a composição alimentícia compreende adicionalmente micro-organismos das espécies Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus, bactérias que agem como cultura starter para fermentação do leite.

[0037] Definição de alguns dos termos e/ou expressões empregados no presente pedido de patente [0038] Solventes orgânicos [0039] No contexto do presente pedido de patente, o termo deve ser entendido como sendo qualquer solvente orgânico como, por exemplo, mas não se limitando a, clorofórmio, acetato de etila, metanol, etanol, hexano, dentre outros, em quaisquer proporções (em volume ou em peso) e em quaisquer combinações (por exemplo: combinação de pelo menos dois solventes orgânicos) [0040] Óleo de levedura [0041] No contexto do presente pedido de patente, o termo deve ser entendido como sendo o óleo de levedura que é extraído das leveduras da espécie Yarrowia lipolytica (e incluindo-se as cepas específicas QU22 e QU137).

[0042] Zeína [0043] No contexto do presente pedido de patente, o termo deve ser entendido como sendo uma proteína extraída do milho, e que possui a função de “englobar” o óleo, formando uma camada externa protetora, além de ser pouco solúvel em água, o que confere vantagem ao ser incorporado a um iogurte, por exemplo.

[0044] Solução aquosa contendo etanol [0045] No contexto do presente pedido de patente, o termo deve ser entendido como uma solução aquosa, por exemplo, contendo zeína, e que possui também etanol em uma quantidade de, por exemplo, 85%.

[0046] Bebida Láctea [0047] No contexto do presente pedido de patente, o termo deve ser entendido como sendo qualquer bebida que contém soro de leite e leite.

[0048] Leite fermentado [0049] No contexto do presente pedido de patente, o termo deve ser entendido como sendo produtos adicionados ou não de outras substâncias alimentícias, obtidos por coagulação e diminuição do pH do leite, ou leite reconstituído, adicionado ou não de outros produtos lácteos, por fermentação láctica mediante ação de cultivos de micro-organismos específicos. Inclui-se nesta definição de leite fermentado o iogurte.

[0050] São várias as vantagens conferidas pela solução revelada pela presente invenção: o fato de a microencapsulação do óleo de levedura permitir a incorporação do referido óleo (rico em PUFAs) em bebidas lácteas e leites fermentados e sem alterar as propriedades físico-químicas e sensoriais do produto final obtido.

Exemplo 1. Exemplo de concretização da invenção [0051] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma.

[0052] Exemplo I - Produção do óleo de levedura [0053] Foram utilizados dois biorreatores idênticos (BIOSTAT BB. Braun Biotech International, Alemanha), com capacidade de 5L cada, onde foi utilizado volume de trabalho de 4L. Os biorreatores foram equipados com um controlador de temperatura (25 °C), um sistema de aeração (definido como o fluxo de ar de 1 vvm), e um sistema de agitação (300 rpm). Os inóculos (para as duas leveduras utilizadas QU22 e QU137) foram preparados pela adição de uma alçada das células de leveduras (que são mantidas em tubos no laboratório) em frascos de 250 mL contendo o meio de cultura experimental, composto de 10% de glicose (Dinâmica, Brasil), 0,1% de peptona (Himedia, índia), 0,1% de KH2P04 (Vetec, Brasil), e 0,05% de MgCI2. 6H20 (Nuclear, Brasil) até atingirem uma densidade óptica de 1,0 a 600 nm (medido em espectrofotômetro) em um agitador rotatório (IKA, KS 4000, Brasil) a 150 rpm e 25 ° C. Então 1% deste inóculo foi adicionado aos biorreatores contendo o mesmo meio de cultura acima descrito. Os cultivos foram realizados durante um período de 72 h. Após este tempo, a biomassa foi colhida por centrifugação a 5.000gdurante 15 minutos a 10 °C em tubos de 500 mL (centrifuga Hitachi, CR21GIII, Japão). A biomassa foi lavada duas vezes com água destilada e centrifugada novamente. O sobrenadante foi descartado e a biomassa foi mantida congelada até a extração dos lipídeos.

[0054] Extração do óleo de levedura [0055] Os lipídeos foram extraídos a partir da biomassa, seguindo o método descrito por Bligh e Dyer (1959). Seguindo este método, a biomassa foi colocada em contato com 2 solventes: clorofórmio / metanol (2:1) e a lise das células foi realizada em homogeneizador Turrax (Ultra-Turrax T18 IKA, Brasil). As células foram rompidas e o lipídeo acumulado em seu interior consegue entrar em contato com o solvente clorofórmio. O metanol foi totalmente removido na técnica pela separação no frasco, devido a sua diferença em polaridade, juntamente com a água. No final da técnica o clorofórmio foi totalmente evaporado, utilizando-se um evaporador rotativo (Laborota 4000 eco, Heidolph Instruments GmbH, Alemanha) a 40 °C e os óleos de levedura produzidos foram mantidos congelados a 20 °C em tubos de 50 mL, protegidos da luz.

[0056] Microencapsulacão do óleo [0057] Para a microencapsulação foi utilizada uma solução de zeína (solução aquosa a 85% de etanol). A zeína é uma proteína extraída do milho, possui a função para “englobar” o óleo, formando uma camada externa protetora, que foi utilizada pelo fato de ser pouco solúvel em água, assim as microcápsulas formadas são mais resistentes quando adicionadas à soluções aquosas, como o iogurte. Os óleos das leveduras obtidos previamente foram adicionados à solução de zeína. A emulsão resultante foi microencapsulada com a utilização de um mini-spray drier (Buchi Labortechnik AG, Suíça). A emulsão foi adicionada ao aparelho através de uma bomba peristáltica. A temperatura do ar de entrada foi fixada em 130 °C e a temperatura de saída variou entre 40 °C e 45 °C. As micropartículas secas por pulverização foram recolhidas e armazenadas a 20 °C. No processo foram testadas três quantidades diferentes de óleo a serem adicionadas ao processo, onde a quantidade de 3 gramas de óleo para cada 10 gramas de zeína mostrou-se como a mais eficiente.

[0058] Produção do iogurte contendo o óleo de leveduras [0059] Os iogurtes foram produzidos utilizando-se leite desnatado Comercial (Pia®, Nova Petrópolis, RS, Brasil), leite em pó desnatado (CCGL®, Cruz Alta, RS, Brasil) e açúcar (União®, São Paulo, SP, Brasil), conforme a tabela 1 abaixo.

Tabela 1. Guantidades de leite desnatado e leite em pó desnatado, bem como de óleo de leveduras utilizados na fabricação do iogurte.

Tratamento Leite Leite Açúcar(g) YO (mL) MYO(g)* desnatado Desnatado ___________________(L) em pó (g) _____________ YO-QU22 2 20 60 20 YO-QU137 2 20 60 20 MYO-QU22 2 20 60 - 93.94 ΜΥΟ- 2 20 60 - 95.92 QU137 Controle 2 20 60 - Taxa de - f% 3% f% 1 % adição *Quantidade de microcápsulas necessária para atingir 1% de óleo nos iogurtes.

[0060] Os ingredientes secos (leite desnatado em pó e açúcar) foram incorporados ao leite desnatado em recipientes de vidro de 1 litro de capacidade, antes da pasteurização. A mistura foi homogeneizada e, em seguida, pasteurizada durante 2 minutos a 92 °C ± 1 °C. A mistura foi resfriada para 42 °C e uma cultura iniciadora (starter) comercial (DELVO-YOGTMCY-340 DSL, Globalfood®, São Paulo, SP, Brasil) contendo Lactobacillus bulgarícus e Streptococcus thermophilus foi adicionada. As amostras foram fermentadas a 42 °C em estufa (MA033, Marconi, Brasil) durante 4 horas. Subsequentemente, elas foram refrigeradas a 4 °C e, em seguida, o óleo de levedura (abreviadamente também denominado neste pedido de patente como YM) e óleo de levedura microencapsulado (abreviadamente também denominado neste pedido de patente como MYO) foram adicionados (de acordo com a Tabela 1) nos iogurtes. As amostras foram mantidas sob refrigeração (4 °C) durante 30 dias. A quantidade de óleo foi calculada para cumprir com uma porção de iogurte (200 mL) de 15-20% da recomendação da International Society for the Study of Fatty Acids and Lipids (1 g ALA / dia), uma vez que maior quantidade de óleo poderia afetar as características físico-químicas e, principalmente, as características sensoriais do produto.

[0061] Caracterização do iogurte produzido [0062] As análises microbiológicas foram realizadas um dia após a produção dos iogurtes, a fim de garantir a segurança alimentar das amostras a serem utilizadas na análise sensorial. As análises foram também realizadas nos dias 10, 20 e 30 de armazenamento para assegurar que a adição de óleo e micropartículas não afetariam a segurança higiênico-sanitária dos iogurtes.

[0063] Foram analisados coliformes totais, coliformes termotolerantes, bolores e leveduras, uma vez que são estes os micro-organismos que possuem limites de presença estabelecidos pela atual legislação brasileira para iogurtes.

[0064] Constatou-se que os iogurtes estavam de acordo com a legislação, pois os limites ficaram abaixo do estabelecido. Os resultados indicam os elevados padrões de higiene durante o processamento e embalagem que impediram a contaminação das amostras. Esses resultados foram importantes para que as amostras fossem utilizadas na análise sensorial e também demostraram que a adição do óleo puro e do óleo microencapsulado não afetou a qualidade microbiológica dos iogurtes. Quanto às análises físico-químicas foram determinados o teor de proteína, gordura, umidade, cinzas, pH e acidez. Com estes resultados verificou-se que os iogurtes encontram-se dentro da legislação vigente e mantiveram suas características até o final da vida de prateleira (30 dias).

[0065] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.

Reivindicações

Claims (10)

1. Processo de microencapsulação de óleo de levedura caracterizado por compreender as etapas de: a) cultivo de leveduras da espécie Yarrowia lipolytica; b) extração do óleo de leveduras da espécie Yarrowia lipolytica com pelo menos a combinação de dois solventes orgânicos; c) remoção dos solventes orgânicos da etapa b); d) adição do óleo de leveduras obtido na etapa c) à solução de zeína; e e) microencapsulação da mistura obtida na etapa d) por secagem por aspersão.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo óleo ser de leveduras das espécies Yarrowia lipolytica QU22 e/ou Yarrowia lipolytica QU137.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela solução de zeína ser uma solução aquosa contendo etanol.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela proporção p/p de óleo de leveduras e solução de zeína ser de 3 gramas de óleo de leveduras para 10 gramas de solução de zeína.

5. Óleo de levedura caracterizado por ser obtido pelo processo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.

6. Uso do óleo de levedura conforme definido na reivindicação 5 caracterizado por ser no preparo de uma composição alimentícia.

7. Uso, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela composição alimentícia ser um leite fermentado.

8. Composição alimentícia caracterizada por compreender: a) óleo de levedura conforme definido na reivindicação 5; e b) leite fermentado.

9. Composição, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por adicionalmente compreender óleo de levedura não microencapsulado.

10. Composição, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada por adicionalmente compreender micro-organismos das espécies Lactobacillus bulgarícus e Streptococcus thermophilus.