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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: ProbiOmics : impactos tecnológicos e à saúde da alteração do metaboloma de micro-organismos probióticos submetidos a condições de estresse = ProbiOmics: health and technological impacts caused in the metabolome of probiotic microorganisms submitted to stress conditions
Title Alternative: ProbiOmics : health and technological impacts caused in the metabolome of probiotic microorganisms submitted to stress conditions
Author: Graça, Juliana Silva da, 1992-
Advisor: Sant'Ana, Anderson de Souza, 1979-
Abstract: Resumo: Produtos lácteos fermentados são alimentos mundialmente consumidos e caracterizam-se como um dos principais veículos para a adição de probióticos. Nos últimos anos, a pré-submissão ou pré-cultivo de probióticos à condições de estresse têm-se apresentado como uma prática eficaz no aumento da viabilidade destes micro-organismos durante processos fermentativos e de secagem. Apesar da aplicação de probióticos pré-submetidos à condições de estresse em iogurtes naturais ter sido relacionada com a alteração do metaboloma destes micro-organismos, ainda inexistem trabalhos que demonstrem o impacto de culturas probióticas "estressadas" ou "adaptadas" em aspectos nutricionais (como na bioacessibilidade de vitaminas e minerais) de leites fermentados e iogurtes naturais ou fortificados. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da pré-submissão de Lactobacillus acidophilus à condições de estresse na cinética de crescimento, viabilidade e metaboloma gerado durante a produção de leites fermentados naturais e fortificados com bagaço de laranja (fonte de minerais) ou polpa de buriti (fonte de carotenoides). E, posteriormente, avaliar o impacto desta adição em efeitos relacionados à saúde e na bioacessibilidade de carotenoides provitamina A e cálcio. A cepa probiótica de L. acidophilus DSM 13241 foi separadamente pré-submetida à condições de estresse ácido, oxidativo e osmótico, sendo posteriormente inoculada ao leite, em mono ou co-cultura com Streptococcus thermophilus e L. delbrueckii subsp. bulgaricus, para a fabricação dos leites fermentados e iogurtes naturais ou fortificados. A cinética de crescimento e viabilidade das culturas utilizadas foram avaliadas durante o processamento e vida de prateleira dos produtos fabricados. A composição de metabólitos voláteis foi avaliada por Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (CG-MS). A composição de metabólitos não voláteis foi avaliada por Ressonância Magnética Nuclear (RMN). A bioacessibilidade de cálcio e carotenoides foi inicialmente avaliada por ensaios in vitro simulando respectivamente a diálise e micelização destes compostos. E, a bioacessibilidade de carotenoides provitamina A e cálcio e o impacto dos produtos fermentados fortificados na atividade do sistema antioxidante endógeno, expressão de proteínas endógenas de resposta ao estresse (HSPs), composição da microbiota fecal e saúde óssea foram avaliadas através de um ensaio in vivo utilizando ratos machos saudáveis da linhagem Wistar (n=6) por um período de 60 dias. Os resultados demonstraram que a pré-submissão de L. acidophilus à condições de estresse ácido, oxidativo e osmótico foi responsável por alterar a taxa de multiplicação, o tempo de fase lag e em alguns casos a viabilidade das culturas probiótica e starter. A utilização da cultura "estressada" impactou na produção de compostos voláteis e na bioacessibilidade de cálcio e carotenoides dos produtos avaliados. Além disso, o ensaio in vivo demonstrou que o consumo de produtos fermentados fortificados aumentou a absorção de vitamina A, expressão de HSPs e atividade do sistema antioxidante endógeno; além de em alguns casos modificar a abundância relativa de determinados gêneros presentes na microbiota fecal, aumentar a produção de ácidos graxos de cadeia curta e reduzir a concentração de lipopolissacarídeo no sangue. Desta maneira, os resultados do presente estudo demonstram novos achados com relação à aplicação de micro-organismos probióticos submetidos à condições de estresse em produtos fermentados naturais e fortificados aumentando a compreensão dos impactos decorrentes de sua utilização tanto nas características relacionadas ao processo e produto como no que diz respeito ao seu valor nutricional e terapêutico

Abstract: Fermented dairy products are widely consumed foods and are characterized as one of the main vehicles for the addition of probiotics. In recent years, a pre-submission or pre-cultivation of probiotics to stress conditions has been shown to be an effective practice in increasing the viability of these microorganisms during fermentation and drying processes. Although the application of pre-cultured probiotics to stress conditions in natural yogurts has been related to a change in the metabolome of these microorganisms, there are still no studies that demonstrate the impact of "stressed" or "adapted" probiotic cultures in nutritional aspects (such as in the bioaccessibility of vitamins and minerals) of natural or fortified fermented milk and yogurts. Given the above, the objective of this work was to study the effect of pre-submission of Lactobacillus acidophilus to stress conditions on growth kinetics, viability and metabolome generated during the production of natural fermented milks and fortified with orange by-product (source of minerals) or buriti pulp (source of carotenoids). And, later, to evaluate the impact of this addition on health-related effects and on the bioaccessibility of carotenoids provitamin A and calcium. The probiotic strain of L. acidophilus DSM 13241 was pre-submitted to oxidative, acid, and osmotic stress conditions, being subsequently inoculated into milk, in mono or co-culture with Streptococcus thermophilus and L. delbrueckii subsp. bulgaricus, for the manufacture of natural or fortified fermented milk and yogurts. The growth kinetics and viability of the cultures used were evaluated during the processing and shelf life of the manufactured products. The composition of volatile metabolites was evaluated by Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry (GC-MS). The composition of non-volatile metabolites was evaluated by Nuclear Magnetic Resonance (NMR). The bioaccessibility of calcium and carotenoids was assessed by in vitro tests simulating, respectively, the dialysis and micellization of these compounds. And the bioaccessibility of carotenoids provitamin A and calcium and the impact of fortified fermented products on the activity of the endogenous antioxidant system, expression of endogenous stress response proteins (HSPs), composition of the fecal microbiota, and bone health were performed through an in vivo assay using healthy male Wistar rats (n = 6) for 60 days. The results demonstrated that the pre-submission of L. acidophilus to acid, oxidative, and osmotic stress conditions was responsible for altering the multiplication rate, the lag phase time, and in some cases the viability of the probiotic and starter cultures. The use of the "stressed" culture had an impact on the production of volatile compounds and on the bioaccessibility of calcium and carotenoids in the evaluated products. Besides, the in vivo test demonstrated that the consumption of fortified fermented products increased the absorption of vitamin A, expression of HSPs, and activity of the endogenous antioxidant system; in addition to in some cases modifying the relative abundance of certain genera present in the fecal microbiota, increasing the production of short-chain fatty acids and reducing the lipopolysaccharide blood content. In this way, the results of the present study demonstrate new findings regarding the application of probiotic microorganisms subjected to stress conditions in natural and fortified fermented products, increasing the understanding of the impacts resulting from their use, both in the characteristics related to the process and product and in the regards its nutritional and therapeutic value
Subject: Probióticos
Lactobacillus acidophilus
Produtos lacteos fermentados
Metabolômica
Bioacessibilidade
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: GRAÇA, Juliana Silva da. ProbiOmics: impactos tecnológicos e à saúde da alteração do metaboloma de micro-organismos probióticos submetidos a condições de estresse = ProbiOmics: health and technological impacts caused in the metabolome of probiotic microorganisms submitted to stress conditions . 2021. 1 recurso online (397 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP.
Date Issue: 2021
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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