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ProbióticosProbióticosPor que devemos consumi-los Por que devemos consumi-los
diariamente?diariamente?
Prof. Fabricio Rochedo Conceiçã[email protected]
13 de março de 2012
Graduação em BiotecnologiaDisciplina de Biotecnologia Microbiana II
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Probióticos
• “Probiótico” significa “a favor da vida”
*FAO/WHO: Probióticos são “Microrganismos vivos que ao serem administrados
em quantidade adequada conferem benefícios à saúde do hospedeiro”
*Roy Fuller (1989): “Um suplemento alimentar com microrganismos vivos que
afetam beneficamente o hospedeiro animal por incrementar o balanço da
microbiota intestinal”
*Alimentos funcionais, dose dependente (aproximadamente 108 células viáveis/dia)
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Histórico
Sugeriu que a longevidade de camponeses búlgaros resultava do consumo de leites fermentados
O consumo de bactérias vivas, tais como Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus, na forma de iogurte, era benéfico para a saúde do trato gastrointestinal, bem como para
a saúde geral e longevidade.
Metchnikoff, E. 1907. The Prolongation of Life, London: William Heinemann
Grãos de Kefir
• Consórcio de microrganismos (lactobacilos e leveduras) embebidos em um biofilme que vivem em perfeita simbiose
• Século XVIII - presente de Alá para os membros das tribos muçulmanas das Montanhas do Norte do Cáucaso
• 1900 – irmãos Blandavs - Rússia
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Fornece evidências que fundamentam a utilização de probióticos
Aproximadamente 100 trilhões de bactérias residem no corpo humano
Mais de 400 espécies bacterianas, porém somente 30 a 40 destas espécies chegam a atingir níveis dominantes
Aproximadamente 1012 bactérias/g de fezes ; estima-se que representam 1 kg
Agregado ao genoma humano temos esse genoma bacteriano suplementar chamado “microbioma”, que contém cem vezes mais genes do que o nosso
Microbiota do Corpo Humano
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Segurança para o consumo humano– Status GRAS (Generally Recognized as Safe)
– Histórico de não patogenicidade
• Não produzir toxinas, não apresentar atividade hemolítica, não infectar imunocomprometidos
– Ausência de genes de resistência à antibióticos
– Ser de origem humana (preferencialmente)
Resistência às condições do TGI – Baixo pH do suco gástrico, enzimas digestivas, secreções
pancreáticas, intestinais e bile
Propriedades de um probiótico
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Capacidade de adesão à mucosa intestinal: colonizar ou
persistir no intestino
Ser metabolicamente ativo no intestino
Capacidade de modular a microbiota endógena
Capacidade de modular o sistema imune
Capacidade de modular a atividade metabólica local
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Resistência ao processamento e estabilidade
Capacidade de ser manipulado e incorporado a produtos alimentícios
sem perder a viabilidade e a funcionalidade
Capacidade de promover propriedades sensoriais
adequadas ao produto
Capacidade de manter-se viável por longo tempo
durante a estocagem e transporte
Ter sua eficácia comprovada através de ensaios em humanos e animais
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Gênero Lactobacillus
Fazem parte da microbiota humana normal (vagina e intestino)
Resistem à acidez gástrica e aos sais biliares
Capacidade de aderência - variável em função da cepa
Convertem lactose e outros açúcares a ácido lático (fermentação)
Gram +, anaeróbio facultativo ou microaerófilo (jarra de anaerobiose)
Crescem bem entre 35 e 40ºC em meio MRS
São extremamente lábeis - refrigeração
Espécies mais utilizadas: L. acidophilus, L. rhamnosus e L. casei
Lactobacillus acidophilus
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Gênero Bifidobacterium
Fazem parte da microbiota humana normal (vagina e intestino grosso)
Possuem uma boa resistência à acidez gástrica e aos sais biliares
* Cerca de 30% alcançam o intestino delgado vivas, atingindo assim altas concentrações no cólon.
As de origem humana são capazes de utilizar a galactose, lactose, frutose e glicose como fontes de carbono
Gram +, anaeróbias
Crescimento ótimo entre 37 e 41ºC e o pH entre 6 e 7
Extremamente lábeis - refrigeração
Espécies mais utilizadas: B. infantis, B. longum, B. breve e B. bifidum
Bifidobacterium bifidum
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Gênero Bacillus
Encontrados no solo
Não fazem parte da microbiota humana normal ????
Gram +, imóveis e aeróbios
A temperatura de crescimento ótimo é 37ºC
Crescem bem em vários meios (simples, LB, BHI, LB, NYSM...)
Formam esporos (formas de resistência)
Os esporos resistem ao processso de peletização
Espécies mais utilizadas: B. cereus, B. subtilis e B. coagulans
Bacillus cereus
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Saccharomyces boulardii
Gênero Saccharomyces
Leveduras de origem não humana (frutas)
Não fazem parte da microbiota humana normal
Aeróbias
Temperatura de crescimento ótimo é 30ºC
Crescem bem em YPD, YM, entre outros
Resistem à processos de dessecação (liofilização e spray dryer)
Não são afetadas pelo uso de antibacterianos
Espécies mais utilizadas: S. cerevisiae e S. boulardii
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*** Nem todas as cepas têm propriedades probióticas
*** Diferentes cepas = diferentes efeitos
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Mecanismos de ação
1- “Exclusão competitiva
- Competição por sítios de adesão
- Competição por nutrientes
- Produção de compostos antimicrobianos
2- Alteram metabolismo microbiano
- Aumento ou diminuição da atividade enzimática
3- Incremento e modulação da imunidade do
hospedeiro
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Em medicina humana na prevenção e tratamento de doenças (bioterapêuticos), na regulação da microbiota intestinal, em distúrbios do metabolismo gastrintestinal, como imunomoduladores e na inibição da carcinogênese
Em medicina veterinária, além dessas aplicações, podem também ser usados como promotores de crescimento, constituindo-se em uma alternativa aos antibióticos, cujo uso indiscriminado pode selecionar cepas resistentes
Aplicações
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Probióticos na Aquacultura
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Como selecionar microrganismos probióticos?
• Testes in vitro e in vivo
• origem (humana , animal ou ambiental)
• estabilidade frente ao ácido e à bile
• capacidade de colonizar o trato gastrintestinal
• capacidade de produzir compostos antimicrobianos
• capacidade de modular o sistema imune
• segurança para o consumo humano ou animal
Guia para avaliação de probióticos (FAO/WHO, 2002)
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Produção de probióticos
Conservação da cepa
Scale up
Cultivo
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Downstream processing
Centrifugação
Liofilização Spray Dryer Refrigeração
Materiais mais usados: goma arábica, amido, celuloses, maltodextrina, proteínas e
lipídeos...
Liofilização
Microencapsulamento
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Perspectivas futuras
Probióticos recombinantes
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Mimetismo de receptor
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Prebióticos são ingredientes alimentares não
digeríveis (oligossacarídeos) que estimulam
seletivamente o crescimento e/ou atividade de
microrganismos benéficos da microbiota do cólon.
Quando probióticos e prebióticos são administrados
conjuntamente, eles constituem um Simbiótico
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OBRIGADO!