Materials Used for the Microencapsulation of Probiotic Bacteria in the Food Industry

Abstract

Probiotics and probiotic therapy have been rapidly developing in recent years due to an increasing number of people suffering from digestive system disorders and diseases related to intestinal dysbiosis. Owing to their activity in the intestines, including the production of short-chain fatty acids, probiotic strains of lactic acid bacteria can have a significant therapeutic effect. The activity of probiotic strains is likely reduced by their loss of viability during gastrointestinal transit. To overcome this drawback, researchers have proposed the process of microencapsulation, which increases the resistance of bacterial cells to external conditions. Various types of coatings have been used for microencapsulation, but the most popular ones are carbohydrate and protein microcapsules. Microencapsulating probiotics with vegetable proteins is an innovative approach that can increase the health value of the final product. This review describes the different types of envelope materials that have been used so far for encapsulating bacterial biomass and improving the survival of bacterial cells. The use of a microenvelope has initiated the controlled release of bacterial cells and an increase in their activity in the large intestine, which is the target site of probiotic strains.

Development and characterization of probiotic (co)encapsulates in biopolymeric matrices and evaluation of survival in a millet yogurt formulation

“…Due to the allergenic properties of animal proteins (whey proteins), plant proteins (soy proteins) are also available for probiotic microencapsulation. They have a better gelling and emulsifying activity, better thermal stability, and better resistance to mechanical constraints (Kowalska et al., 2022).…”

Journey of the Probiotic Bacteria: Survival of the Fittest

“…Besides the protective action, the materials used to encapsulate probiotics have to be safe for consumption, and present emulsifying potential, low viscosity and biodegradable features [ 173 ]. Materials used as protective agents include pectin [ 174 ], maltodextrin [ 175 ], carboxymethylcellulose, sodium alginate [ 176 , 177 ], starch, collagen [ 178 ], whey proteins, Arabic gum [ 179 ], among others. Therefore, the type of material used as encapsulant, the initial cells density and metabolic state and the size of the particles can interfere with the final viability of probiotic bacteria [ 180 ].…”

Estudo da formação de micropartículas fitoterápicas contendo extrato de folhas de >i<Cynara cardunculus>/i< L. por tecnologia supercrítica e por gelificação iônica para emprego no desenvolvimento de >i<sorbet>/i< funcional

“…O intestino humano é colonizado por mais de 1000 espécies de bactérias que em conjunto são denominadas microbiota intestinal ou microbiota intestinal e desempenham diferentes funções para o bom funcionamento do corpo humano como um todo, tais como quebra de nutrientes de modo a favorecer sua absorção, proteção contra patógenos e produção de ácidos graxos de cadeia curta, vitaminas e metabólitos (Kowalska et al, 2022). Probióticos são microorganismos vivos que, quando administrados em quantidades adequadas conferem benefícios à saúde do hospedeiro e auxiliam na manutenção de uma microbiota intestinal saudável .…”

“…Dessa forma, alguns estudos envolvendo microencapsulação/impregnação estão sendo desenvolvidos para garantir que as células microbianas cheguem viáveis no intestino para que possam colonizá-lo e assim exercer os possíveis efeitos benéficos à saúde após seu consumo. A microencapsulação também apresenta a vantagem de permitir a liberação controlada do probiótico no intestino grosso que é o local-alvo de sua ação (Varela-Pérez et al, 2022;Kowalska et al, 2022;Pato et al, 2022). Além dos benefícios apresentados microencapsulação é uma solução promissora para os problemas relacionados à alterações organolépticas durante o armazenamento dos alimentos funcionais devido à bioatividade das células probióticas vivas (Liao et al, 2017).…”

“…Muitos métodos têm sido estudados para microencapsular/impregnar bactérias probióticas, incluindo extrusão, emulsificação, coacervação, secagem por pulverização e liofilização que são denominados métodos tradicionais (Sharma, Rashidinejad, Jafari, 2022;Kowalska et al, 2022). As microcápsulas preparadas usando esses quatro métodos podem melhorar a tolerância dos probióticos a ambientes adversos, mas existem algumas desvantagens em cada método, tais como desidratação e estresse térmico devido às altas temperaturas quando spray dryer é empregado (Bommasamudram, Muthu, Devappa, 2022), partículas relativamente grandes são obtidas por extrusão e na emulsificação é difícil controlar tamanho e forma das partículas Reque, Brandelli, 2021).…”