Bactérias láticas autóctones nacionais como alternativa para produção de fermentos lácteos: uma abordagem da eficiência da desidratação por spray drying

Abstract

Diversos microrganismos são utilizados em processos industriais e podem atuar como ferramentas chave nos processos de fermentação, conservação e nos benefícios probióticos na preparação de produtos alimentícios, farmacêuticos, biocombustíveis e bioquímicos. No contexto de culturas iniciadoras, também conhecidas como culturas starter, as bactérias láticas (BAL) autóctones apresentam papel importante na produção de alimentos lácteos. A microbiota lática autóctone está naturalmente presente no leite cru e no ambiente lácteo, e são responsáveis pela fermentação do açúcar do leite (lactose), produzindo ácido lático como subproduto. Além de contribuírem para a formação do sabor e textura dos alimentos, as BAL têm propriedades benéficas para a saúde, como a produção de vitaminas e a melhoria da digestibilidade dos alimentos. Este estudo avaliou o potencial tecnológico de linhagens de BAL isoladas de queijo Minas artesanal e investigou os efeitos de estresses térmicos subletais na viabilidade de Lacticaseibacillus paracasei durante a secagem por atomização e armazenamento. Vinte linhagens de BAL foram inicialmente estudadas quanto à atividade proteolítica, capacidade de acidificação, produção de diacetil e perfil de lactofermentação. Com base nessas características, dez linhagens foram selecionadas para avaliação posterior do comportamento de crescimento bacteriano e tolerância ao estresse térmico subletal. A linhagem 120 de L. paracasei demonstrou o melhor desempenho e foi submetida à secagem por atomização, com ou sem adaptação térmica prévia. A viabilidade celular foi avaliada imediatamente após a secagem e durante o armazenamento a 4°C e 25°C por 90 dias. As análises estatísticas revelaram que o tempo de armazenamento afetou significativamente a sobrevivência celular, enquanto a pré-adaptação ao estresse subletal não levou a um aumento estatisticamente significativo na viabilidade pós- secagem. Essas descobertas indicam que a secagem por atomização é uma técnica viável para preservação de BAL, fornecendo uma alternativa econômica à liofilização. Mais estudos são necessários para otimizar as condições de secagem e melhorar a sobrevivência do BAL para aplicações industriais. Palavras-chave: Viabilidade celular; Lacticaseibacillus paracasei; Adaptação celular ; estresse subletal; pré-adaptação térmica; spray dryingSeveral microorganisms are used in industrial processes and can act as key tools in fermentation, preservation and probiotic benefits in the preparation of food, pharmaceutical, biofuel and biochemical products. In the context of starter cultures, also known as lactic acid bacteria (LAB), native lactic acid bacteria (LAB) play an important role in the production of dairy foods. The native lactic acid microbiota is naturally present in raw milk and in the dairy environment, and is responsible for the fermentation of milk sugar (lactose), producing lactic acid as a byproduct. In addition to contributing to the formation of food flavor and texture, LAB have beneficial properties for health, such as the production of vitamins and the improvement of food digestibility. This study evaluated the technological potential of LAB strains isolated from artisanal Minas cheese and investigated the effects of sublethal thermal stresses on the viability of Lacticaseibacillus paracasei during spray drying and storage. Twenty LAB strains were initially studied for proteolytic activity, acidification capacity, diacetyl production, and lactofermentation profile. Based on these characteristics, ten strains were selected for further evaluation of bacterial growth behavior and tolerance to sublethal heat stress. L. paracasei strain 120 demonstrated the best performance and was subjected to spray drying, with or without prior thermal adaptation. Cell viability was assessed immediately after drying and during storage at 4°C and 25°C for 90 days. Statistical analyses revealed that storage time significantly affected cell survival, while pre-adaptation to sublethal stress did not lead to a statistically significant increase in post-drying viability. These findings indicate that spray drying is a viable technique for LAB preservation, providing a cost-effective alternative to freeze-drying. Further studies are needed to optimize drying conditions and improve LAB survival for industrial applications. Keywords: Cell Viability; Lacticaseibacillus paracasei; Stress adaptation; Storage stability