Microencapsulación de microorganismos probióticos con productos de la reacción de Maillard (PRM) de proteínas de suero lácteo y dextranos

Abstract

La alimentación, además de aportar nutrientes necesarios, busca reducir los riesgos de enfermedades incorporando agentes bioactivos benéficos para la salud. La presente tesis plantea entrampar como bioactivos cepas potencialmente probióticas, INL1 y L73a, empleando Productos de la Reacción de Maillard (PRM) a partir de proteínas del lactosuero (WPI) y Dextranos (DX) de distinto peso molecular (PM), haciendo uso de las técnicas de secado spray y emulsificación. La caracterización de los PRM evidenció: mayor avance de la conjugación a menor PM del DX; mejor capacidad antioxidante en comparación a los compuestos de partida y que podrían ser mejores emulsionantes aquellos de mayor PM. Las microcápsulas conteniendo INL1 y PRM como material de pared, demostraron leve mejoría frente al sistema control al analizar sus resistencias en la digestión gastrointestinal in vitro. Pero no presentaron mayor viabilidad bacteriana al almacenarse a temperatura ambiente en comparación con la refrigerada. Las milipartículas gelificadas iónicamente cargadas con INL1 y PRM como emulsionantes, presentaron elevadas eficiencias de encapsulación de aceite pero la viabilidad bacteriana a las tres semanas disminuyó notablemente, debido a la posible capacidad antimicrobiana del aceite empleado. Finalmente, las microcápsulas emulsificadas y secadas por spray conteniendo INL1 y L73a, a diferencia de los sistemas anteriores el proceso de síntesis tuvo efecto negativo sobre la viabilidad bacteriana. La estabilidad en almacenamiento a temperatura ambiente tampoco mejoró las obtenidas a temperatura de refrigeración. En conclusión, los sistemas obtenidos podrían mejorarse cambiando el aceite, para mantener la viabilidad probiótica y desarrollar ingredientes estables a lo largo del tiempo.

Functional foods offer health benefits beyond their nutritional value by incorporating bioactive compounds that could be beneficial to health. This thesis proposes the obtention of a functional ingredient by entrapping potentially probiotics strains, INL1 and L73a, using Products of Maillard Reaction (PMR) from whey proteins (WPI) and Dextrans (DX) of different molecular weights (MW) and employing emulsification and spray drying techniques. PMR characterization showed (i) higher degree of conjugation reaction at lower dextran MW, (ii) better antioxidant capacity of PMR as regards to starting compounds (WPI and DX) and, (iii) PMR of higher MW could be the best emulsifying agents. Microcapsules containing INL1 and PMR as wall material showed better resistance to in vitro gastrointestinal digestion when compared to control systems. But they did not present greater bacterial viability when stored at room temperature compared to those refrigerated. Miliparticles obtained by ionic gelation containing INL1 and PMR as emulsifiers, presented high oil encapsulation efficiency, but bacteria viability decreased markedly after three weeks, this being probably due to the potential antimicrobial capacity of the oil used. Finally, the synthesis process of microcapsules containing INL1 and L73a, respectively, obtained by emulsification and spray drying, showed a negative effect on bacterial viability, which was not observed in systems obtained by ionic gelation. Moreover, microencapsulated oil stability was better when refrigerated than stored at room temperature. In conclusion, all these systems could be improved by changing the type of oil, to try obtaining a stable ingredient over time with better probiotic bacteria viability.