BR102021006902A2 - Processo de obtenção de polpas probióticas, em pó, de frutas spondias por secagem em leito de jorro - Google Patents

Abstract

A presente invenção trata do processo de obtenção de um pó probiótico, bioativo, com aplicação na área de alimentos funcionais à base de Spondias como, cajá, ciriguela, umbu-cajá, umbu, etc., pela secagem da polpa como matriz carregadora da cultura Bifidobacterium animalis ssp. lactis, com adição de diferentes concentrações de maltodextrina, como adjuvante, e de inulina, como encapsulante, pela utilização do secador tipo leito de jorro que propicia, na secagem de pastas e suspensões de materiais termos sensíveis, a manutenção das propriedades nutricionais, funcionais e bioativas do material inicial. A metodologia desenvolvida na elaboração da invenção é simples e de baixo custo, é um processo que pode ser facilmente absorvido e incorporado por indústrias, cooperativas e pequenas empresas, e busca produzir produtos que irão atender todos os nichos de mercado, inclusive o vegano e o de consumidores com restrições alimentares. Mais especificamente, o produto produzido pelo processo proposto na presente invenção pode ser utilizado para consumo direto por venda direta ao consumidor (por reconstituição pela adição de água), ou como base para uso industrial na fabricação de produtos bioativos probióticos a base de Spondias. A presente invenção contribui também para a promoção do aumento na vida de prateleira de produtos obtidos de culturas sazonais e regionais.

Description

PROCESSO DE OBTENÇÃO DE POLPAS PROBIÓTICAS, EM PÓ, DE FRUTAS SPONDIAS POR SECAGEM EM LEITO DE JORRO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção trata do processo de obtenção de pós de polpas probióticas de frutas Spondias por atomização em leito de jorro, utilizando o leito fluidizado em diferentes condições de secagem. Mais especificamente, aborda-se o processo de obtenção de polpas de Spondias em pó, adicionadas da bactéria Bifidobacterium animalis ssp. lactis B94, pela secagem por atomização em distintas condições de secagem, com adição de diferentes concentrações de maltodextrina, como adjuvante, e inulina, como encapsulante. Salienta-se sua aplicabilidade na área alimentícia por tratar-se da produção de alimentos funcionais isentos de lactose o que visa além de um processo para a obtenção de novos produtos à base de Spondias, a disponibilidade para indústria de alimentos de processo com procedimentos que resulta em produtos funcionais, com bases em matrizes não-lácteas e com a veiculação de culturas probióticas, pela adição da Bifidobacterium animalis ssp. Lactis, a um processo que busca atender, também, um seguimento crescente do mercado voltado à busca de produtos que não contenham, na sua composição, produtos de origem animal, ou para pessoas com restrições alimentares a lactose.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O cajá, umbu-cajá, umbu e a ciriguela, dentre outras, são espécies frutíferas tropicais, nativas e exóticas, pertencentes ao gênero Spondias. O processamento dessas frutas gera cerca de 45-50% de resíduos compostos por casca e semente, e cerca de 50-55% de polpa, havendo um rendimento favorável ao potencial uso das polpas para diversas finalidades. Essas frutas são consideradas substancialmente nutricionais, pela presença de compostos bioativos, elevados teores de vitamina C, provitamina A e de substâncias antioxidantes. Em suas composições, considerando 100g de polpa, apresentam valor energético de aproximadamente 50kcal, valores aproximados de 6g e 2% de carboidratos totais e de fibras insolúveis, respectivamente, evidenciando assim a relevância e destaque nutricional à espécie (ANDRADE et al., 2018; NETO, 2019; SILVINO, SILVA & SANTOS, 2017).

[003] O emprego de novos processos que possam agregar valor e aumentar a vida útil de produtos gerados a partir de frutas, bem como a preocupação com uma alimentação mais saudável, aliada à diversidade de pesquisas na área agroindustrial, vem despertando um perfil mais inovador ao mercado de alimentos. A possível utilização da polpa de frutas pela indústria como principal elemento de diversos gêneros alimentícios, demonstra um papel importante, principalmente no sentido de promover o desenvolvimento de alimentos funcionais que, além de suprirem as necessidades nutricionais, promovem uma vida mais saudável.

[004] Dentre os mais diversos tipos de alimentos funcionais, estudos recentes vêm sendo desenvolvidos destacando os probióticos, definidos como micro-organismos vivos que quando administrados em quantidades adequadas conferem benefícios à saúde do hospedeiro (PAIM et al., 2016, KUMAR; KUMAR, 2016; CARVALHO et al., 2017, GALLINA et al., 2018; LEITE, et al. 2018; HOLKEM et al., 2016).

[005] As Spondias: cajá, umbu-cajá, umbu, ciriguela, etc., são um interessante meio para veicular esses micro-organismos probióticos. Porém, tem-se em contrapartida, os fatores que podem ser considerados negativos quando associados ao armazenamento em baixas temperaturas, no caso do congelamento das polpas, que podem trazer uma inviabilidade celular para as bactérias. Logo, é nítida a necessidade de se associar um método de conservação à junção das polpas dessas frutas com a bactéria probiótica, buscando assim um processo alternativo industrial para aumentar a preservação dessas polpas, a manutenção da viabilidade da cultura e a qualidade das propriedades funcionais do produto obtido.

[006] Na literatura, é possível encontrar alguns estudos disponíveis envolvendo a produção de pós probióticos de frutas utilizando a técnica de microencapsulação dos micro-organismos, protegendo as culturas de condições adversas de estocagem, no entanto, são escassas pesquisas utilizando a desidratação em leito de jorro.

[007] A escolha da secagem em leito jorro partiu do pressuposto que, a partir desse método, obtêm-se um pó com granulometria fina e uniforme utilizando tempos de contato curtos durante o processo, além de apresentar menor inativação pelo calor, pelo fato de utilizar temperaturas de ar de secagem baixas, já que se trata de um produto com compostos termolábeis (BROECKX et al., 2016; ZACCARDI et al., 2017; FERREIRA et al., 2015).

[008] Até o presente momento não foi verificada a existência de depósito de patentes que trate de processos de secagem de polpas de Spondias com adição de cultura probiótica, em leito de jorro, mas existe algumas patentes relacionadas adição de culturas probióticas em frutas e vegetais, como também a utilização de técnicas de encapsulação de polpas de frutas e bebidas mistas.

[009] Na literatura de patentes, pode-se citar a patente BR 102017021031-6 A2 que trata da produção de produtos probióticos a partir de polpas e néctares de caju, utilizando a inoculação de os esporos dos microrganismos Bacillus subtilis e Bacillus subtilis variedade Natto, que difere da presente invenção tanto pelo processo como pelo produto obtido. A patente PI 1106705-5 A2 que trata do processo de produção e formulação de bebidas lácteas a base de frutos amazônicos, incluindo Spondias, mas também difere no processo e no produto da presente proposta. A patente BR 102019009006-5 A2 descreve um processo de obtenção do suco misto de acerola (Malphighia emarginata D.C.) e ciriguela (Spondias purpurea L.) com probiótico a partir de Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei e Lactobacillus plantarum, sendo este produto obtido sob a forma de pó, por meio da microencapsulação por atomização, que difere da presente invenção pelo tipo de micro-organismo e pelo processo de secagem. A patente BR 10 2018 011190-6 A2 trata do processo de produção de polpa de umbu-cajá, em pó, com 10% de maltodextrina pelo processo de liofilização, diferindo da presente proposta pelo método de secagem e por não ser um produto probiótico. A patente BR 102017028665-7 A2 que traz o desenvolvimento de um fermentado alcoólico seco de cajá-manga, ou seja, trata do desenvolvimento de um produto por um processo fermentativo, objeto com total diferença da presente proposta. Na literatura de patentes, pode-se citar a patente BR 10 2019 006589 3 que discorre sobre processo obtenção de suco verde em pó utilizando o processo de atomização em leito de jorro, diferente do produto e processo da presente invenção. A patente US 2020/0367532 A1 trata da invenção de suco de fruta em pó concentrado obtido por um processo de liofilização a vácuo por corrente de convecção, também com objeto final diferente da presente invenção. A patente EP 1 815 756 A1 refere a um método para secar suco em leito fluidizado por processo de leito de jorro com as reivindicações independentes: (1) produto seco; e (2) procedimento para fabricação de bebidas e uma segunda etapa da secagem em leito fluidizado, onde o produto seco é revestido com uma camada de aromas, patente diferente tanto no processo como no produto obtido nessa reivindicação.

[010] Como pode ser verificado e concluído, os pedidos de patente e os trabalhos acima relacionados ao uso de Spondias e que trata de processo de secagem em leito fluidizado, por leito de jorro, não tem em seus objetivos, revelados e reivindicados, nenhuma colidência com o objetivo máster desta cártula que reside em descrever o processo de obtenção de uma matriz carregadora da cultura Bifidobacterium animalis ssp. lactis, e obtenção do pó com características probióticas, para uso industrial ou comercial, pela secagem dessa suspensão em leito de jorro, com adição de maltodextrina como adjuvante e de inulina como encapsulante.

[011] Nesse sentido, o presente pedido tem como objetivo o registro de um processo que descreve a produção de um pó probiótico, extraído de Spondias como cajá, ciriguela, umbu-cajá, umbu, etc., pela secagem da polpa como matriz carregadora da cultura Bifidobacterium animalis ssp. lactis, e com adição, também, diferentes concentrações de maltodextrina, como adjuvante, e de inulina, como encapsulante, pela utilização do secador tipo leito de jorro, que tem sido difundido devido às suas características, tais como: alta taxa de circulação de partículas inertes, bons coeficientes de transferência de calor, massa e a uniformidade da temperatura no leito, o que propicia principalmente à utilização dessa técnica na secagem de pasta e suspensões de materiais termos sensíveis (MELO et al., 2010).

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[012] O objetivo dessa invenção é o desenvolvimento de um processo de produção de um pó probiótico, extraído de Spondias como, cajá, ciriguela, umbu-cajá, umbu, etc., pela secagem da polpa como matriz carregadora da cultura Bifidobacterium animalis ssp. lactis, pela utilização do secador tipo leito de jorro, com adição de diferentes concentrações de maltodextrina, como adjuvante, e de inulina, como encapsulante.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[013] É um dos objetos da presente invenção o processo de obtenção de um pó probiótico, extraído de Spondias como, cajá, ciriguela, umbu-cajá, umbu, etc., pela secagem da polpa como matriz carregadora da cultura Bifidobacterium animalis ssp. lactis, pela utilização do secador tipo leito de jorro, com adição de diferentes concentrações de maltodextrina, como adjuvante, e de inulina, como encapsulante.

[014] É um adicional objeto da presente invenção a seleção e a sanitização das Spondias, como preparação para o processo de despolpamento das frutas.

[015] É um adicional objeto da presente invenção, após a obtenção das polpas, a neutralização dessas polpas elevando o pH para uma faixa compreendida entre 6,0 e 7,5.

[016] É um adicional ao objeto da presente invenção a inoculação da bactéria probiótica e a formulação das polpas probióticas com adição do adjuvante de secagem e do encapsulante.

[017] É um adicional objeto da presente invenção o processo de secagem em leito de jorro para a obtenção do pó probiótico.

[018] É um adicional objeto da presente invenção a contagem do número de células viáveis nas polpas das Spondias em pó e rendimento do processo.

[019] Estes e outros objetos da presente invenção são melhores compreendidos e valorizados a partir da descrição detalhada da invenção, e de seus exemplos, que têm como objetivo apenas ilustrar um dos inúmeros meios de se realizar a invenção, não limitando, portanto, seu escopo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[020] A presente invenção refere-se à secagem em leito de jorro de polpas de Spondias com adição de cultura probiótica, de acordo com os seguintes componentes:

• a. Seleção e sanitização das frutas a serem processadas;
• b. Obtenção das polpas e imediata neutralização elevando o pH para a faixa compreendida entre 6,0 e 7,5;
• c. Inoculação da bactéria probiótica;
• d. Formulação das polpas probióticas com adição do adjuvante de secagem e do encapsulante;
• e. Processo de secagem em leito de jorro;
• f. Contagem do número de células viáveis nas polpas de Spondias probiótica em pó e determinação do rendimento do processo.

[021] As matérias-primas utilizadas são os frutos de Spondias, com estádio de maturação maduro.

[022] A cultura probiótica utilizada foi a Bifidobacterium animalis ssp. lactis (DELVO®PRO LAFTI B94) e como encapsulante e adjuvante, foram utilizados inulina e maltodextina, respectivamente.

[023] As frutas são inicialmente recepcionadas, selecionadas e pesadas para posterior higienização. Estas, são submetidas a uma lavagem com água corrente, visando remover sujidades e materiais estranhos, sendo sanitizados logo após em solução de hipoclorito de sódio, a 50 mg.L-1 de cloro ativo, por 15 minutos e, posteriormente, enxaguadas em água corrente a fim de se retirar o excesso da solução.

[024] Após a higienização, as frutas são submetidas ao processo de obtenção das polpas, em despolpadeira. As polpas obtidas são transferidas para um reator de fermentação e são submetidas a um processo de neutralização, com a finalidade elevar o pH para valores entre 6,0 e 7,5, tendo em vista que o pH natural das polpas tem caráter ácido, com valor de pH em torno de 3,0, não sendo propício para desenvolvimento da bactéria probiótica.

[025] Após a neutralização é feita, direto no reator com as polpas neutralizadas e a uma temperatura de 37± 2°C, a inoculação da bactéria probiótica (Bifidobacterium animalis ssp. lactis), a uma concentração de 0,1% em ambiente estéril, sendo posteriormente mantida nessa temperatura de 37±2°C, por um período de fermentação de 24 horas.

[026] Após o período de inoculação da bactéria nas polpas, é feita a adição diretamente no reator de maltodextrina e inulina, em concentrações que variam de 2,5% a 7,5%. Após a homogeneização da mistura, por agitação, as polpas são submetidas ao processo de secagem em leito de jorro, conforme a Tabela 1.

[027] O processo de secagem, que ocorre em temperaturas entre 50°C e 70°C, utilizando o leito de jorro modelo FBD 1.0 da marca LabMaq do Brasil, mantendo o fluxo de alimentação em torno de 5 g/min e a pressão de atomização em torno de 3 bar, nas condições operacionais pré-estabelecidas para os ensaios.

[028] Após a secagem é feita a contagem de células viáveis com os resultados expressos em unidade formadoras de colônias por grama (UFC/g) e determinado o rendimento expresso em porcentagem (%), como mostra a Tabela 2, amostras em pó estão prontas para uso imediato ou para serem armazenadas em embalagens a vácuo.

[029] Esses resultados demonstram a efetividade do processo de preparação das polpas probióticas, da secagem em leito de jorro, do adjuvante utilizado e da atuação do encapsulante escolhido para blindar a bactéria durante a secagem, mantendo assim o maior número possível de células vivas.

[030] Com isso, é possível verificar a eficácia de todo o processo utilizado, garantindo um produto final com o número de células vivas que o mantem como alimento probiótico, que de acordo com a ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) deve estar entre uma concentração mínima de 108 a 109 UFC/g. Além disso, a dose de probióticos necessária varia muito em função da cepa e do produto e embora muitos produtos de venda livre forneçam entre 1-10 bilhões de UFC/dose, alguns produtos demonstraram ser eficazes em níveis mais baixos, enquanto outros requerem quantidades maiores, então não é possível estabelecer uma dose geral necessária de probióticos; a dose deve ser baseada em estudos com seres humanos que mostram benefícios para a saúde (GUARNER et al., 2017).

[031] Com relação especificamente ao processo de secagem em leito de jorro das polpas de Spondias probióticas, observa-se que o processo se mostrou viável para todas os ensaios com um rendimento médio em torno de 18% de pó probiótico.

REFERÊNCIAS

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Claims (5)

1. “PROCESSO DE OBTENÇÃO DE PÓS DE POLPAS PROBIÓTICAS DE FRUTAS SPONDIAS POR ATOMIZAÇÃO EM LEITO DE JORRO”, caracterizado por utilizar o leito fluidizado em diferentes condições de secagem com adição de diferentes concentrações de maltodextrina, como adjuvante, e inulina, como encapsulante, destinado a produção de alimentos funcionais.
2. “PROCESSO DE OBTENÇÃO DE PÓS DE POLPAS PROBIÓTICAS DE FRUTAS SPONDIAS POR ATOMIZAÇÃO EM LEITO DE JORRO”, caracterizado por, de acordo com a reinvindicação 1, seguir as etapas abaixo:

   • a. Seleção e sanitização da matéria-prima;
   • b. Obtenção das polpas de Spondias;
   • c. Neutralização das polpas elevando o pH para a faixa entre 6,0 e 7,5;
   • d. Inoculação da bactéria probiótica nas polpas;
   • e. Formulação das polpas probióticas de Spondia com adição do adjuvante de secagem e do encapsulante;
   • f. Processo de secagem, em leito de jorro, das polpas probióticas de Spondias formuladas;
   • g. Contagem do número de células viáveis nas polpas de Spondias probióticas em pó e determinação do rendimento do processo.
3. “PROCESSO DE OBTENÇÃO DE PÓS DE POLPAS PROBIÓTICAS DE FRUTAS SPONDIAS POR ATOMIZAÇÃO EM LEITO DE JORRO”, caracterizado por obter de polpas probióticas de Spondias em pó, inoculada pela adição de bifidobacterium animalis ssp. lactis B94.
4. “PROCESSO DE OBTENÇÃO DE PÓS DE POLPAS PROBIÓTICAS DE FRUTAS SPONDIAS POR ATOMIZAÇÃO EM LEITO DE JORRO”, caracterizado por obter polpas probióticas de Spondias em pó, pela secagem por atomização das polpas como matriz carregadora da cultura probiótica, em diferentes condições de secagem.
5. “PROCESSO DE OBTENÇÃO DE PÓS DE POLPAS PROBIÓTICAS DE FRUTAS SPONDIAS POR ATOMIZAÇÃO EM LEITO DE JORRO”, caracterizado por obter de polpas probióticas de Spondias em pó, disponibilizando para indústria de alimentos um processo para a produção de produtos funcionais, com bases em produtos não-lácteos e com a veiculação de culturas probióticas pela adição de Bifidobacterium animalis ssp. lactis.