BR102018001034B1 - Composição alimentar a base de proteinas isoladas de soro de queijo, probiotico e beta-glucana de levedura e processo para obtenção - Google Patents

Abstract

Campo de aplicação: Indústrias de alimentos funcionais A presente invenção descreve um produto que é uma composição alimentar para ser consumido preferencialmente por pessoas idosas e/ou por pessoas que realizem uma atividade física regular objetivando melhorar o sistema imune, perfil lipídico e perda de peso. O produto é elaborado utilizando isolado proteico de soro de queijo em pó, um microrganismo probiótico (bifidobacterium animalis ssp lactis), β-glucana da levedura Saccharomyces cerevisiae, leite em pó, açúcar e cacau.

Description

[001] A presente invenção corresponde a uma composição alimentar em pó solúvel que é consumido dissolvendo 20 - 25 g do produto em água e que apresenta uma composição que permite melhorar o bem estar de vida de pessoas idosas (acima de 60 anos), diminuindo o nível de colesterol LDL e triglicerídos, promovendo perda de peso e aumentando o nível de anticorpos (IgA) nos consumidores.

[002] Mais especificamente, a presente invenção refere-se a uma composição alimentar composta por proteínas puras e concentradas obtidas do soro de queijo, a bactéria probióticas Bifidobacterium animalis ssp lactis HNO19 e β- Glucana extraída da parede celular de Saccharomyces cerevisiae como produtos ativos e cacau, leite delactosado e açúcar como palatabilizantes do produto e o processo para obtenção do mesmo.

Campo da Invenção

[003] O mercado de alimentos com propriedades funcionais está em crescente expansão. Esse segmento está relacionado às inovações, pois além dos tradicionais produtos conhecido como Whey Protein (WP) para atletas, ganham cada vez mais espaço no mercado de suplementos nutricionais, produtos inovadores que auxiliam na saúde e qualidade de vida. A presente invenção descreve um suplemento alimentar com propriedades nutricionais, probióticas e imunomoduladoras.

Estado da Técnica

[004] Nos documentos US7981412, JP4777365B2 e EP1858340B1, o invento descreve um produto alimentar que contém um probiótico e componentes como isolado de β-glucana a partir de uma fonte natural, um método de tratamento de uma doença ou distúrbio por administração do produto alimentar, e uma embalagem contendo separadas do produto alimentar. De acordo com a invenção, isolado de β-glucanas de plantas tais como aveia, cevada, e cogumelos podem ser metabolizados permitindo o crescimento do Lactobacillus rhamnosus probiótico GG espécie (LGG).

[005] Em US8066986 são apresentadas formulações para melhorar a colonização in vivo de microorganismos probióticos que incluem enzimas digestivas e de microrganismos probióticos e tensioativos de polissorbato. As enzimas incluem formulações de enzima lactogênica que promovem o crescimento de probióticos Lactobacillus; formulações de enzima bifidogênicas que promovem o crescimento de probióticos Bifidobacterium e formulações de combinação que beneficiam ambos os tipos de probióticos. Foi descoberto que certos tensioativos de polissorbato, incluindo polisorbato 60 e polissorbato 80 promovem ainda mais o crescimento de microorganismos probióticos quando usados com as formulações de enzimas. As formulações são de preferência compostas na forma de pó para evitar a reação de água com as enzimas em formulações combinadas. Tais formulações podem ser encapsuladas ou usadas como comprimidos e administrados por via oral.

[006] A invenção US8420116 apresenta uma composição alimentar para melhorar a sensação de saciedade, aumentando assim, a perda de peso. O documento apresenta uma composição dietética que compreende beta-glucana de aveia, beta-glucana de cevada, inulina, proteína de soro de leite, e um extrato de proteína natural derivado a partir de batatas.

[007] A invenção US2004/0072794 descreve composições nutricionais que compreendem oligofrutose, bactérias probióticas e sialil-lactose, os quais são úteis para a erradicação dos microrganismos patogénicos nos tratos gastrointestinais de pacientes. Este invento relaciona-se com formulações nutricionais simbióticas e a utilização de tais formulações em promoção de crescimento de microorganismos benéficos e da inibição e erradicação de organismos patogênicos no trato gastrintestinal. As bactérias probióticas propostas para a composição são Lactobacillus acidophilus e Bifidobacterium lactis.

[008] A invenção US 2011/0293784 refere-se a composições nutricionais à base de leite para doentes pediátricos, tais como produtos nutricionais para crianças e fórmulas para lactentes, que compreendem uma fonte de proteína, uma fonte de gordura, uma fonte de carbohidratos, e uma fonte de β - 1,3 glucana. Resumidamente, a presente invenção é uma composição nutricional à base de leite para doentes pediátricos, compreendendo um lípido ou gordura, uma fonte de proteína e uma fonte de β-glucana. A invenção também descreve um método para melhorar a função imunitária.

[009] Nos documentos WO2010/130036, CA2799569 e US2012/0058240 a invenção refere-se a composições contendo proteínas funcionais estáveis para bebidas à base de produtos lácteos. Um ingrediente funcional, tal como beta- glucana de levedura é estabilizada na composição contendo proteína, através de agitação intensa, por homogeneização ou sonicação. Esses processos permitem que o tratamento térmico da composição da bebida funcional possa ser estendido como vida de prateleira para o produto final. As composições para bebidas funcionais estáveis preparados por estes processos também são fornecidos nesta invenção. O ingrediente funcional é um beta-glucana e/ou um extrato de fruta tendo antioxidante e/ou propriedades antimicrobianas.

[010] Nos documentos apresentados no estado da técnica, alguns compostos ou combinação de elementos utilizados individualmente são similares para a presente invenção, porém tratam-se de processos que demonstram obtenção diferente da presente proposta.

Fundamentos da Invenção

[011] As proteínas isoladas do soro de queijo se caracterizam pela presença de peptídeos bioativos de boa digestibilidade, especialmente os de cadeia ramificada, que estão relacionados com fatores de crescimento, reconstrução e reparação de músculos e ossos, geram energia, proteção ao sistema cardiovascular, atividade antimicrobiana, antiviral e possuem atividade imunoestimulante. A bactéria probioticas juntamente com a β-Glucana evitam a absorção de colesterol e triglicerídeos e também contribuem com a modulação do sistema imunológico do consumidor

[012] O Bifidobacterium lactis HN019 é um microrganismo probiótico, que proporciona efeitos benéficos sobre o metabolismo, incluindo baixo LDL (Low Density Liphoprotein) em pacientes com diabetes tipo 2, Ejtahed, (2011), aumento do colesterol HDL (High Density Lipoproteins) em mulheres adultas, Sadrzadeh-yeganeh, (2010) e melhor tolerância à glicose durante a gravidez (LAITINEN, 2009; LUOTO, 2010).

[013] Existem vários mecanismos de ação pelos quais B. lactis HN019 exerce seus efeitos benéficos no sistema imune. Um deles estaria diretamente relacionado com a interação entre as células do B. lactis HN019 e as células do sistema imune intestinal. Essa interação é facilitada devido à boa adesão B. lactis nas células do epitélio intestinal. Segundo os autores (GOPAL; PRASAD; GILL, 2003), o consumo de B. lactis HN019 tende a reduzir o risco de infecções por bactérias patogênicas.

[014] Os polissacarídeos microbianos, β-glucana e Manoproteinas, têm recebido considerável atenção devido a seu potencial de aplicação em diferentes áreas industriais incluindo cosméticos e alimentos funcionais, além de medicamentos. Nas últimas décadas estes polímeros vêm recebendo especial atenção por sua bioatividade, principalmente no que se refere à imunomodulação (MAGNANI, 2010).

[015] Dentre as ações da β-glucana isolada da Saccharomyces cerevisiae destacam-se a, imunomoduladora, antiviral, antibacteriana e antialérgica (SONCK; TRINCADO; MURTAUCH, 2004). As β-glucanas descritas na literatura possuem atividade na imunidade tanto inata quanto adaptativa, inclusive com relatos de ação anticarcinogênica, (MASUDA et al, 2013) e quimiopreventiva (SILVA et al, 2013) e é considerada como um modificador da resposta biológica, pois ao ser reconhecido pelos receptores do organismo, desencadeia uma série de eventos na resposta imune (MAGNANI et al., 2010; MAGNANI, 2010).

[016] A atividade imunomoduladora da B-glucana vem sendo estudada com atenção nos últimos anos, especialmente, pela habilidade em ativar mecanismos de defesa no hospedeiro (KIM et al., 2006; LIN, 2004; MAGNANI, 2009; YUN et al., 2003). A B-glucana extraída da parede celular da levedura S. cerevisiae, apresenta efeito antitumoral, anti-inflamatório, antimutagênico, hipocolesterolêmico, hipoglicêmico e proteção contra infecções que vem sendo avaliados e comprovados cientificamente (MATIAZE, 2006; BEHALL et al., 2006; LIN et al., 2004; MAGNANI e CASTRO-GOMEZ, 2009).

[017] Estudos revelaram que as β-glucanas extraídas da S. cerevisiae podem agir como imunoestimulante em pacientes imunossuprimidos, (MAGNANI e CASTRO-GOMEZ, 2009), atenuar aumentos plasmáticos de citosinas com ação inflamatória e aumentar a síntese de substâncias com atividade imunomodulatória, anti-inflamatória e antiviral (JUNG, 2004; LI, 2005; TSUKADA, 2003). Devido à capacidade das β-glucanas em estimular o sistema imunológico, elas podem ser utilizadas como adjuvantes do tratamento de pacientes imunocomprometidos, (LEE et al., 2001; LEUNG et al., 2006; SUGAWARA et al., 2004; ZHANG et al., 2005; MAGNANI et al., 2010).

[018] Estudos in vitro e in vivo mostram que a β - Glucana 1,3/1,6, é um polissacarídeo que desempenha atividade antigenotóxica, antimutagênica e antioxidante, (SILVA, 2013). Age contra a indução de danos em materiais genéticos, sendo, portanto, um agente importante na prevenção e/ ou redução de danos ao DNA, prevenindo diversos tipos de câncer (LI, 2005; QI, 2011; SILVA, 2013). Aparentemente a β-glucana obtida da parede celular de leveduras parece ser mais efetiva do que aquelas obtidas de outras fontes como aveia e cogumelos (KIM e YUN, 2006; MAGNANI, et al., 2010).

[019] Várias formas de administração da β-glucana vêm sendo estudadas para verificar a atividade biológica deste composto, incluindo a administração intraperitoneal, subcutâneas, intravenosa e oral, (MAGNANI, et al., 2010; VETVICKA, VETVICKOVA, 2008). O uso oral de β-glucana, mesmo com diversos tipos de câncer ou debilitados por outras doenças, não apresenta nenhum efeito adverso.

[020] A β-glucana de levedura vem se destacando entre os ingredientes utilizados para produção de alimentos funcionais. Devido às propriedades antigenotóxicas, o consumo da β-glucana de levedura pode inclusive prevenir danos ao DNA, que estão associadas a inúmeras doenças relacionadas a danos oxidativos, incluindo o câncer, (MAGNANI, et al., 2011b). Assim, a β-glucana adicionada a alimentos poderia ampliar o consumo e facilitar a aceitação da população em geral, passando a ser consumida por todos e não somente por indivíduos debilitados por alguma enfermidade.

RESULTADOS DA AVALIAÇÃO ANTROPOMETRICA

[021] A pesquisa foi realizada com um grupo de 24 mulheres com idade entre 55 e 68 anos, que praticam atividade física 3 vezes na semana. Não foi feita nenhuma intervenção dietética, todas seguiram sua alimentação normalmente. A escolha do grupo deu-se pelo fato de que mulheres com essa idade tendem a apresentar maiores dificuldades de perder peso devido às alterações hormonais causadas pela menopausa. Nesta faixa etária também ocorre perda de massa magra, problemas nos ossos e articulações.

[022] O grupo recebeu por 90 dias uma dose de 20 gramas diária da composição alimentar. Os resultados obtidos mostram que a composição trouxe benefícios ao grupo, pois 66,67% dos participantes apresentaram diminuição na medida supra ilíaca, 58,34% apresentaram redução de abdômen, 62,5%, apresentaram redução de massa gorda e 70,83% tiveram redução nas medidas da circunferência abdominal. Por outro lado, observou-se que houve ganho de massa magra pelos participantes, indicando que a composição alimentar desenvolvida proporcionou benefícios aos participantes da pesquisa que foram comprovados cientificamente.

RESULTADOS DA AVALIAÇÃO DA RESPOSTA IMUNE

[023] A suplementação da alimentação dos participantes com a composição alimentar desenvolvida aliada a prática de atividade física, mostrou benefícios ao sistema imunomodulador quando comparado os valores da imunoglobulina A (IgA) salivar antes, durante e após o uso da composição alimentar.

[024] As análises da IgA realizada nas amostras de saliva coletadas dos participantes em diferentes etapas da pesquisa (antes, durante e após o uso do suplemento alimentar) apresentaram diferença significativa quando comparadas entre elas. De acordo com as análises clínicas realizadas aos 7 dias de suplementação indicaram que 66,66% dos participantes apresentaram aumento nos níveis de IgA salivar, que se manteve durante os 90 dias de suplementação. Após os 90 dias houve uma pequena diminuição, mas mesmo assim 54,20% dos participantes apresentaram aumento nos níveis de IgA salivar.

[025] Verificou-se que 7 dias após a suspensão da composição alimentar, 41,60% apresentaram aumento nos valores de IgA salivar, indicando que o produto proporcionou benefícios aos usuários da composição alimentar mesmo após parar de consumir. Esta é uma característica muito importante para se avaliar, pois mesmo interrompendo o consumo por um período, o organismo humano continuou a produzir anticorpos.

[026] O grupo controle (que não recebeu o produto), mas que praticou atividade física nas mesmas condições do grupo suplementado, não apresentou diferença significativa nos valores de IgA salivar, indicando que, neste estudo, a prática da atividade física não influenciou os valores da IgA salivar nos participantes que fizeram uso da composição alimentar. Então, a melhora nos níveis de IgA salivar foi proporcionado pela ingestão da composição alimentar que continha na sua formulação probiótico e β-glucana que tem atividade imunumoduladora.

RESULTADOS DO ESTUDO DE CASO: EXAMES DE SANGUE

[027] Uma das participantes da pesquisa fez exames de sangue para verificar os efeitos da composição alimentar nos níveis de colesterol total, HDL, LDL, triglicerídeos e glicose.

[028] A voluntária realizou exames antes de iniciar o consumo da composição alimentar e após 90 dias de uso, não houve nenhuma intervenção dietética neste período e nem uso de medicamentos que pudessem interferir nas análises laboratoriais. Os exames foram realizados no Laboratório Análises Clínicas Osvaldo Cruz, situado na Rua General Osório, Centro - Bento Gonçalves, RS. RESULTADO DOS EXAMES LABORATORIAIS DO ESTUDO DE CASO

[029] Na tabela acima é possível visualizar os resultados dos exames pré e pós o uso da composição alimentar. Quando comparamos os resultados do colesterol total pré e pós-suplementação observamos que houve uma redução de 37,47% do colesterol total, uma redução de 39,04% do LDL-colesterol e 55,74% de redução do valor dos triglicerídeos. Vale salientar que estes resultados foram alcançados sem intervenção dietética e sem uso de medicamentos, concluindo assim, que a melhora no perfil lipidico da participante foi concequência do consumo da composição testada. Descrição detalhada da Invenção A presente invenção trata-se de uma composição alimentar composta por isolado proteico de soro de queijo em pó, bactéria probiótica Bifidobacterium animalis ssp lactis HNO19, leite em pó desnatado e delactosado, β-Glucana em Pó, cacau e açúcar, bem como descreve o processo de produção da composição. Além disso, descreve o processo de obtenção do isolado proteico de soro de leite, do leite em pó e da β-glucana

Liofilização

[030] A liofilização é uma operação unitária comum que se utiliza para desidratar alimentos, medicamentos e em geral produtos sensíveis à temperatura. O processo consiste em congelar o produto e em seguida submete- lo a um ambiente de alto vácuo, de forma que a água em forma de gelo (solida) seja sublimada (transformada em vapor) e capturada à temperaturas de -40°C a -50°C. O produto foi colocado no congelador a -25°C durante 18 h (ate congelamento) e em seguida submetido a um vácuo de 145 μHg durante 24/48 h. (ate ficar desidratado).

Obtenção de leite em pó desnatado delactosado

[031] A produção do leite em pó desnatado delactosado, foi realizada com leite em pó desnatado obtida no comércio local. Primeiramente foi preparada uma solução aquosa do leite com 0,02 ml/g de lactose na proporção de 50% (p/v). Em seguida foi adicionada a enzima lactase (β-galactosidase). Após homogeneização da enzima, a solução foi hidrolisada a 7°C por 24 horas e em seguida a solução foi liofilizada. O leite liofilizado foi moído, embalado em bolsas plásticas e armazenado em geladeira até uso.

Cultivo do Bifidobacterium animalis spp. lactis HN019

[032] O cultivo da cultura de Bifidobacterium animalis spp. lactis HN019 foi realizado a partir da suspensão da cepa liofilizada de B. lactis HN019 (DANISCO) em 100 mL leite em pó desnatado reconstituído a 10% (m/v) previamente esterilizado a 115°C por 10 minutos. A cultura em suspensão foi incubada a 37°C por 24 horas em câmara de fermentação com umidade e temperatura controlada. Após obtenção do cultivo, foi incorporado 100g de isolado proteico em pó com teor de proteína de 90% (m/m), para cada 100 mL do leite fermentado. A mistura obtida foi liofilizada e em seguida moída mecanicamente até obtenção de um pó, que foi mantido embalado em bolsa plástica em geladeira ate seu uso como inoculo de um volume de maior.

Obtenção da β-glucana

[033] A β-glucana insolúvel foi extraída da parede celular de Saccharomyces cerevisiae. Para isto a massa de levedura de Saccharomyces cerevisiae foi autolisada a 55°C durante 24 h. Após este processo a massa celular da levedura foi separada por centrifugação (3.000 g / 6 min) e lavada com água destilada a 95°C durante 9,0 h a 12 h. Novamente os sólidos foram separados por centrifugação nas mesmas condições anteriores e tratados com Hidróxido de Sódio 1,0 N a 60°C por 1,0 h. A seguir o material foi novamente centrifugado nas mesmas condições acima mencionadas e os sólidos obtidos, que correspondem a β-glucana insolúvel, foram lavados com água até obter uma massa com pH neutro. Em seguida a massa assim obtida foi liofilizada e guardada em geladeira até uso.

Processo de obtenção da composição alimentar

[034] Foi elaborado um mix em pó a partir da mistura dos ingredientes: isolado proteico de soro de leite, açúcar, cacau em pó, probiótico, β-glucana e leite em pó sem lactose. A primeira etapa da elaboração da composição alimentar foi à obtenção do cultivo lácteo com Bifidobacterium animalis spp. lactis HN019. Em seguida, foi adicionado ao cultivo o Isolado Proteico de Soro de leite em pó na proporção de 1:1 (p/v), homogeneizado assepticamente e liofilizado. Após o processo de liofilização, o produto obtido, foi moído, obtendo assim, um pó fino. Na sequência, foi adicionado a β-glucana liofilizada preparada junto com os demais ingredientes, leite delactosado, cacau e açúcar e esta mistura homogeneizada.

[035] A tecnologia de produção do produto é única (Figura 1): 1) a bactéria probiótica obtida por fermentação submersa é adicionada ao isolado proteico de soro de queijo em pó, seguido de sua desidratação a baixas temperaturas (concentrado proteico-probiótico); 2) O leite é delactosado utilizando a enzima β-galactosidase sob condições especificas e em seguida liofilizado; 3) A β-glucana é extraída da parede celular da levedura sob condições especificas é liofilizada; 4) Todos estes pós se misturam juntos com o cacau e o açúcar formando assim o produto final. Ingredientes: • Isolado proteico de Soro de Queijo em Pó - 80,75% • Bactéria Probiótica - 3,49% • Leite em Pó Delactosado - 4,04% • β-Glucana em Pó - 0,4% • Cacau - 3,23% • Açúcar - 8,09% Produção da Proteina-Probiotica: 1. Misturar o isolado proteico de soro de queijo em pó na relação 1:1 com leite desnatado fluido solução 10%, fermentado com Bifidobacterium animal ssp lactis HN019. 2. Misturar estes ingredientes até formar uma pasta homogênea e em seguida liofilizar. Produção da composição alimentar: 3. Adicionar à proteína probioticas liofilizada o açúcar, o leite em pó desnatado delactosado, a β-glucana em pó e o cacau em pó; 4. Misturar os ingredientes até completa homogeneidade; 5. Embalar em frascos com tampa e guardar em local arejado, fora da luz direta e em temperatura ambiente. Composição centesimal da Composição: A Figura 1 do Desenho mostra um fluxograma para obtenção da composição alimentar.

Claims (5)

1) COMPOSIÇÂO ALIMENTAR, caracterizada por compreender: a) 80,75% de Isolado proteico de Soro de Queijo em Pó; b) 3,49% da bactéria probiótica Bifidobacterium animalis ssp lactis HNO19; c) 4,04% de Leite em Pó desnatado Delactosado; d) 0,4% de β-Glucana em Pó; e) 3,23% de Cacau; f) 8,09% de Açúcar.

02) COMPOSIÇÃO ALIMENTAR, conforme reivindicação 1, caracterizada pelo leite em pó desnatado ser delactosado e obtido através de uma solução aquosa do leite com 0,02 ml/g de lactose na proporção de 50% (p/v), ser adicionada a enzima lactase (β-galactosidase), após a homogeneização da enzima, a solução ser hidrolisada a 7°C por 24 horas e em seguida liofilizada, moída, embalada em bolsas plásticas e armazenada em geladeira.

03) COMPOSIÇÃO ALIMENTAR, conforme reivindicação 1, caracterizada pela bactéria probiótica ser cultivada a partir da suspensão da cepa liofilizada de Bifidobacterium animalis spp. lactis HN019 em 100 mL leite em pó desnatado reconstituído a 10% (m/v) previamente esterilizado a 115°C por 10 minutos, a cultura em suspensão ser incubada a 37°C por 24 horas em câmara de fermentação com umidade e temperatura controlada.

04) COMPOSIÇÃO ALIMENTAR, conforme reivindicação 1, caracterizada pela β-glucana ser extraída da parede celular de Saccharomyces cerevisiae, a massa de levedura ser autolisada a 55°C durante 24 h, separada por centrifugação por 6 minutos na quantidade de 3.000 g, lavada com água destilada a 95°C durante 9,0 h a 12 h, os sólidos serem separados por centrifugação e tratados com hidróxido de sódio 1,0 N a 60°C por 1,0 h, a seguir, o material ser novamente centrifugado e os sólidos obtidos que correspondem a β-glucana insolúvel serem lavados com água até obter uma massa com pH neutro, e a massa ser liofilizada.

5) PROCESSO DE OBTENÇÂO DA COMPOSIÇÃO ALIMENTAR, caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) Adicionar a bactéria probiótica Bifidobacterium animalis ssp lactis HNO19 a 100 g do isolado proteico de soro de queijo em pó com teor de proteína de 90% (m/m) na proporção de 1:1 (p/v), homogeneizar assepticamente, liofilizar este concentrado e moer até a obtenção de um pó fino; b) Adicionar a este concentrado, a β-glucana em pó, leite em pó desnatado delactosado, cacau e açúcar; c) Misturar todos os ingredientes e homogeneizar.