PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU
MESTRADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE LEITE E
DERIVADOS
ORLANDO BARBIERI BELLOLI
DESENVOLVIMENTO DE UM SUPLEMENTO ALIMENTAR COM PROPRIEDADES FUNCIONAIS À BASE DE ISOLADO PROTEICO DO
SORO DE LEITE, PROBIÓTICO E β-GLUCANA.
Londrina 2016
ORLANDO BARBIERI BELLOLI
DESENVOLVIMENTO DE UM SUPLEMENTO ALIMENTAR COM PROPRIEDADES FUNCIONAIS À BASE DE ISOLADO PROTEICO DO
SORO DE LEITE, PROBIÓTICO E β-GLUCANA.
Dissertação apresentada à UNOPAR, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciência de Leite e Derivados.
Orientador: Prof. Dr. Raul Jorge Hernan Castro-Gómez
Londrina 2016
DESENVOLVIMENTO DE UM SUPLEMENTO ALIMENTAR COM PROPRIEDADES FUNCIONAIS À BASE DE ISOLADO PROTEICO DO
SORO DE LEITE, PROBIÓTICO E β-GLUCANA.
Dissertação apresentada à UNOPAR, no Mestrado em Ciência e Tecnologia do Leite e Derivados, área e concentração em Ciência e Tecnologia do Leite,
como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre conferida pela Banca Examinadora formada pelos professores:
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Prof. Dr. Raul Jorge Hernan Castro Gómez UNOPAR
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Prof. Dra. Giselli A. Nobre Costa UNOPAR
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Prof. Dr. Rubens A. da Silva UNOPAR
Dedico este trabalho a Deus, e a todos as pessoas que de alguma forma colaboraram para a concretização deste sonho.
Primeiramente a Deus.
Aos meus pais por ter ensinado o melhor caminho a seguir. A pensar e agir tendo como pilar a disciplina, tratando todos com respeito e educação.
Aos meus irmãos, pelo carinho, amizade, incentivo e atenção que sempre tiveram comigo.
Em especial a minha esposa, Milene, pelo amor, companheirismo, compreensão, e pela paciência em todos os momentos que estive com o pensamento longe da família, focado nos estudos.
Ao orientador professor Dr. Raul Jorge Hernan Castro Gómez, um exemplo de dedicação, seriedade, determinação e paciência, agradeço pela orientação, amizade e confiança no desenvolvimento deste trabalho.
Ao Dr. Emerson e sua equipe por ter realizado as análises de imunoglobulinas (IgA) nas amostras de saliva coletada dos participantes da pesquisa.
Aos participantes da pesquisa, por aceitarem o desafio, pois sem eles não seria possível à realização do trabalho.
A todos os professores do programa de Mestrado em Ciência e Tecnologia de Leite e Derivados pela dedicação e ensinamentos passados durante o curso.
Ao colega Fernando Ângelo Pancotto Junior pelo incentivo, companheirismo e apoio durante todo o curso.
A todos os colegas do curso pelo acolhimento, amizade, apoio, parceria e, em especial ao colega José Renato por toda colaboração prestada, especialmente nas análises laboratoriais e a colega Geyci pelo acolhimento, apoio e por tantas caronas para universidade, rodoviária e aeroporto.
Aos professores de educação física Cassiani, Miriam, Amauri e Leonardo por terem acreditado no projeto, pelo auxílio prestado na seleção e recrutamento dos participantes da pesquisa, pela dedicação, empenho e apoio durante os quatro meses que fiz uso do espaço de trabalho desses profissionais, meus sinceros agradecimentos.
Aos Técnicos dos laboratórios do IFRS-BG pelo apoio nas análises realizadas.
Ao IFRS-BG pela bolsa de estudo, auxiliando nas mensalidades do curso.
Em fim, a todos que de alguma forma contribuíram para a conclusão desta etapa da minha vida, meus sinceros agradecimentos.
“Talvez não tenha conseguido fazer o melhor, mas lutei para que o melhor fosse feito. Não sou o que deveria ser, mas graças a Deus, não sou o que era antes”. (Marthin Luther King)
B. lactis e β-glucana. 2016. 74f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Leite e Derivados) – UNOPAR, Londrina, 2016.
RESUMO
O mercado de alimentos com propriedades funcionais está em crescente expansão. Esse segmento está relacionado às inovações, pois produtos conhecido como “Whey Protein” (WP) para atletas, ganham cada vez mais espaço no mercado de suplementos nutricionais. O objetivo deste trabalho foi elaborar um suplemento alimentar a base de isolado protéico do soro de leite, probiótico e β-glucana e avaliar os efeitos sobre os parâmetros antropométricos e níveis de imunoglobulina (IgA) salivar em mulheres acima de 55 anos. O estudo foi realizado com 24 mulheres, idade média de 61 anos, que praticam atividade física durante 1 hora 3 vezes na semana. A rotina de treino foi 15 minutos de alongamento, e 45 minutos intercalados entre exercícios aeróbicos e resistidos. O suplemento alimentar foi administrado uma vez ao dia, por 90 dias. Foram feitas avaliações antropométricas (supra ilíaca, abdômen (mm), tórax, cintura, quadril, circunferência abdominal (cm), % de gordura, massa corporal magra e peso gordo) antes (T0), durante (T1=60 dias) e após (T2=90 dias) de suplementação. A determinação da imunoglobulina (IgA) salivar foi realizada no mesmo período. Os dados obtidos foram tratados pelo programa estatístico Past. Os resultados demonstraram que a suplementação aliada a uma rotina de exercícios físicos melhorou significativamente (p<0,05) as variáveis analisadas. Das 9 variáveis antropométricas, 7 apresentaram diferença significativa (p<0,05), em 2 houve diferença, mas não ao nível de significância (p<0,05). As determinações de IgA apresentaram diferença significativa (p<0,05) entre as avaliações (antes, durante e após a suplementação). O grupo controle (não suplementado) não diferiu significativamente (p<0,05) os valores da imunoglobulina IgA. Conclui-se que o suplemento alimentar elaborado para este estudo proporcionou melhoras significativas na saúde geral dos participantes, enfatizando, além da melhora nas variáveis antropométricas, a melhora nos níveis da imunoglobulina IgA que
Palavas-chave: Suplementação; Probiótico; Imunomodulação; β-glucana;
B. lactis e β-glucana. 2016. 74f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Leite e Derivados) – UNOPAR, Londrina, 2016.
ABSTRACT
The market for functional food is growing. This market segment is deeply related to innovations, products known as "whey protein" (WP) to athletes gain more space in the nutritional supplements market. The main objective of this paper is to develop a supplement with dietary the basic protein isolate Whey, probiotic and β-glucan and evaluate its effects on anthropometric measures and immunoglobulin (IgA) saliva levels in women over the age of 55. This research has analyzed 24 women, with an average of 61 years, that exercise three times a week for one hour. The exercising routine was 15 minutes of stretching and 45 minutes of alternated practice between cardio and resistive training. The dietary supplement was given once a day for 90 days. Anthropometric measures were evaluated (suprailiac, abdomen (mm), chest, waist, hips, waist circumference, % of fat, lean body mass and body fat) before and throughout nutritional supplementation. Immunoglobulin (IgA) saliva levels were determined before (T0), during (T1 = 60 days) and after (T2 = 90 days) supplementation. The data were processed by the Past statistical program. Results have shown that supplementation, along with physical training routine, have considerably enhanced the analysed variables (p<0,05). Out of 9 anthropometric variables, six have shown a substantial difference (p<0,05); there was also a difference in 3 of them, but not in a substantial level (p<0,05). Determination of IgA has shown substantial difference (p<0,05) in all analysis (before, throughout and after supplementation). There was no substantial immunoglobulin IgA difference in the control group (no supplementation). In conclusion, the dietary supplement developed by this research has offered substantial improvements on individuals’ general health, not only by enhancing anthropometric variables but also by improving immunoglobulin IgA levels, essential to normal physiological function and immune system function.
Tabela 1: Apresenta como foi conduzido o experimento. ... 48 Tabela 2: Apresenta os períodos que foram coletadas as amostras de saliva para analisar a imunoglobulina (IgA) dos participantes da pesquisa antes, durante e após o uso do suplemento alimentar. ... 48 Tabela 3: Apresenta os períodos que foram coletadas as amostras de saliva para analisar a imunoglobulina (IgA) dos participantes da pesquisa antes, durante e após o uso do suplemento alimentar. ... 49 Tabela 4: Composição centesimal do suplemento alimentar elaborado especialmente para este estudo. ... 52 Tabela 5: Percentual fornecida na dose (20g) em relação aos valores diários recomendados (VDR), seguindo como base uma dieta de 2.000 kcal ou 8.400 kJ. ... 52 Tabela 6: Apresenta os resultados das análises microbiológicas do suplemento alimentar elaborado para este estudo. ... 53 Tabela 7: Contagem do probiótico no suplemento alimentar durante o período de armazenamento. ... 54 Tabela 8: Avaliação antropométrica (media ± desvio padrão) das medidas (supra ilíaca, abdômen, tórax, cintura, quadril, % de gordura, massa corporal magra, massa gorda e circunferência abdominal), obtidas antes durante e após o uso do suplemento alimentar. ... 55 Tabela 9: Avaliação da resposta imune. ... 59 Tabela 10: Resultado dos exames laboratoriais do estudo de caso. ... 61
1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... Error! Bookmark not defined.
1.1 Suplemento alimentar ... 14
1.2 Soro de leite ... 15
1.2.1 Composição do soro de leite ... 15
1.2.2 Isolado protéico do soro de leite ... 16
1.2.3 Proteínas do soro de leite e atividade física ... 19
1.3 Probióticos ... 21
1.3.1 Bifidobacterium lactis ... 23
1.3.1.1 Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019 ... 23
1.4 β-glucanas ... 24
1.4.1 β-glucana da parede celular de Saccharomyces cerevisiae ... 25
1.4.2. β-glucanas e atividade imunomoduladora ... 26
2. REFERÊNCIAS ... 29
3. OBJETIVOS ... 39
3.1 Objetivo geral ... 39
3.1.1 Objetivos específicos ... 39
1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
1.1 Suplemento alimentar
O papel da alimentação equilibrada na manutenção da saúde e na prevenção de doenças vem despertando o interesse da comunidade científica. Nos últimos anos, os consumidores têm se mostrado mais conscientes e preocupados com seu estilo de vida (HUNGRIA e LONGO, 2009). Isso aumentou a demanda por alimentos promotores de saúde e bem-estar, com propriedades funcionais (MARTINS et al., 2013).
Os suplementos alimentares são definidos como gêneros alimentícios que se destinam a complementar e/ou suplementar o regime alimentar normal, que constituem fontes concentradas de determinadas substâncias, nutrientes ou outras com efeito nutricional ou fisiológico (ALMEIDA et al., 2013).
Os suplementos são preparações destinadas a fornecer nutrientes como: proteínas, fibras, vitaminas, minerais, ácidos graxos, aminoácidos e minerais, suprindo a deficiência destes no organismo (BACURAU, 2007).
A alimentação é fator primordial tanto na prevenção quanto na promoção para a saúde humana, evitando e controlando várias Doenças Crônicas Não Transmissíveis (DCNTs), como diabetes, hipertensão, neoplasias e insuficiência cardíaca (RAIZEL, 2011).
Os suplementos trazem benefícios para atletas, devido à alta demanda do esporte, sendo difícil atingir a quantidade adequada de nutrientes e calorias recomendados somente com a alimentação do dia a dia. Os suplementos alimentares também podem ser usados por pessoas com imunodeficiência, auxiliando os mecanismos de defesa do organismo.
Atualmente, alguns estudos estão focados em indivíduos idosos e nas estratégias para aumentar a massa muscular dessa parcela da população, que com o avanço da idade, perde naturalmente massa magra, um processo denominado sarcopenia (EEFE-usp, 2014). Com intuito de reduzir esses processos, o uso de suplementos a base de proteínas e aminoácidos, cujo principal função é a reparação e reconstrução dos tecidos, aliados ao exercício físico vêm sendo testado (EEFE-usp, 2014).
O avanço das tecnologias no setor da saúde bem como a ampliação do conhecimento sobre os benefícios que os suplementos alimentares podem trazer à saúde das pessoas, também contribuiu para o surgimento de novos estudos (ABENUTRI, 2014).
1.2 Soro de leite
O soro de leite, também conhecido como soro lácteo, soro de queijo ou lactossoro, é o líquido residual, de cor amarelo-esverdeada, obtido a partir da coagulação do leite destinado à fabricação de queijos, de caseína ou de produtos similares (CODEX ALIMENTARIUS, 2011).
O soro de leite é a porção aquosa liberada do coágulo durante a fabricação convencional de queijos, Antunes (2003), é um efluente residual que pode acarretar graves problemas ambientais associados ao seu alto teor de matéria orgânica. Assim, o seu reaproveitamento tem sido estudado e sugerido para melhorar a eficiência econômica dos laticínios e minimizar os impactos ambientais (BIEGER e RINALDI, 2009; MIZUBUTI, 1994).
O soro de leite é oriundo da fabricação de queijos, a partir da separação das micelas de caseína (FARREL et al., 2004). Cerca de 85 a 95% do volume do leite usado para a fabricação de queijos resultam em soro, o qual contém aproximadamente metade dos sólidos totais do leite, incluindo proteínas solúveis, sais e principalmente lactose (CHAVES et al., 2010; PACHECO et al., 2005). De acordo com Oliveira, (2009), na produção de queijos, a obtenção de soro de leite é variável e, o que determina essa variação no volume de soro de leite é o tipo de queijo produzido.
1.2.1 Composição do soro de leite
O soro de leite é composto por glicomacropeptídeo, imunoglobulinas, albumina, lactoferrina, lactoperoxidase, lisozina, lactolina, relaxina, lactofano, fatores de crescimento IGF-1 e IGF-2, proteoses-peptonas e aminoácidos livres (HURAGUCHI et al., 2006). Essas frações podem variar em tamanho, peso
molecular e função, fornecendo às proteínas do soro características especiais (HARAGUCHI et al., 2006; SOUSA et al., 2012; YÜKSEL & ERDEM, 2009). O soro do leite bovino é um líquido que contém de 4 a 6g de proteínas por litro (PELEGRINE e CARRASQUEIRA, 2008).
A composição do soro de leite varia de maneira substancial, dependendo da variedade de queijo produzido, dos processos tecnológicos empregados e do tipo de leite utilizado na produção de queijo (ANTUNES, 2003). A maior parte da água contida no leite faz parte do soro, onde também se encontram compostos como lactose, proteínas solúveis, sais minerais e gordura, sendo que 70% dos sólidos totais deste soro são constituídos por lactose e 20% pelas proteínas do soro (OLIVEIRA, 2009; RÉVILLION et al., 2000; ZIEGLER & SGARBIERI, 2009).
A composição do soro de leite fresco liberada do coágulo durante a fabricação de queijo possui aproximadamente 94,25% de água, 0,8% de proteínas do soro, 4,30% de lactose, 0,55% de minerais e 0,10% de gordura, ou seja, 5,75% de sólidos, dos quais aproximadamente 13% são proteínas contendo em média 50% de â-lactoglobulina, 25% de á-lactoalbumina e 25% de outras frações (OLIVEIRA 2009; OLIVEIRA et al., 2012).
A utilização do soro de leite bovino é um bom exemplo de aplicação de proteínas como ingredientes funcionais, considerando que representa um subproduto da indústria laticinista, rico em componentes nutricionais (BOSCHI, 2006). Segundo Félix, (2009) o soro de leite pode ser considerado o “soro da memória” pelo fato desse subproduto concentrar componentes que atuam sobre os neurônios na formação de suas redes e das sinapses
1.2.2 Isolado protéico do soro de leite
O isolado protéico do soro de leite é um termo coletivo que abrange um conjunto de frações proteicas solúveis encontradas no leite, (Marshall, 2004), é extraída da porção aquosa do leite gerada durante o processo de fabricação do queijo (HARAGUCHI, ABREU e De PAULA, 2006). São altamente digeríveis e rapidamente absorvidas pelo organismo (SGARBIERI, 2004). Além de ser uma
fonte confiável de grande número de minerais, carboidratos e proteínas de alta qualidade e valor biológico (MARSHALL, 2004).
O papel nutricional das proteínas dos alimentos tem sido bem estudado e é amplamente conhecido. A atenção dos pesquisadores em estudos sobre a utilização de proteínas como ingredientes funcionais é crescente, a exemplo disso, existem no mercado produtos lácteos e ingredientes com apelo funcional baseado em peptídeos bioativos obtidos das proteínas do leite (caseínas e soroproteínas) (MACEDO, 2011; SMITH, 2003). Em muitos casos é possível, ao empregar as proteínas como agentes funcionais, desenvolver produtos com características especiais e agregar valor a subprodutos os quais em geral representam um problema para as indústrias (CHAVES et al., 2010).
As proteínas solúveis do soro de leite possuem peptídeos bioativos de boa digestibilidade, especialmente os de cadeia ramificada, (OLIVEIRA et al., 2012), estes peptídeos estão relacionados com fatores de crescimento, reconstrução e reparação de músculos e ossos, geram energia, proteção ao sistema cardiovascular, atividade antimicrobiana, antiviral e possuem atividade imunoestimulante (HARAGUCHI et al., 2006; OLIVEIRA et al., 2012; RENHE, 2008; SOUSA et al., 2012; SGARBIERI, 2005).
As proteínas de origem animal são componentes importantes na dieta humana, uma vez que constituem a principal fonte de nitrogênio e de aminoácidos essenciais (LOWERY et al., 2012). A qualidade nutricional da proteína do soro de queijo depende da composição, digestibilidade, absorção, biodisponibilidade de aminoácidos essenciais e de nitrogênios totais, (OLIVEIRA et al., 2012; PIRES et al., 2006), sendo a digestibilidade o principal fator que reflete a eficiência da utilização proteica na dieta (SGARBIERI, 2005).
As proteínas do soro de leite são altamente digeríveis e rapidamente absorvidas pelo organismo, estimulando a síntese de proteínas sanguíneas e teciduais a tal ponto que alguns pesquisadores, classificaram como proteínas de metabolização rápida fast metabolizing proteins (DANGIN, M, et al., 2001; PAL, et al., 2010; RADAVELLI-BAGATINI, 2013).
A qualidade biológica das proteínas e o teor de minerais e vitaminas presentes no soro de leite fazem dele um produto atrativo para a indústria de alimentos destinados ao consumo humano e animal (FÉLIX, 2009). Estudos realizados por Toba et al., (2001) demonstraram que as proteínas do soro
promovem a formação dos ossos em humanos, estimulando a proliferação e a diferenciação dos osteoblastos, aumentando a densidade mineral óssea e inibindo a reabsorção de cálcio.
Estudos realizados em diferentes modelos experimentais (animais, humanos e células in vitro), utilizando a proteína do soro do leite, têm comprovado a eficácia deste produto no aumento da capacidade imunomoduladora, ação antibacteriana e antiviral, ação anticancerígena, aumento no combate a infecções e processos inflamatórios, ação no sistema cardiovascular, além de outros benefícios (MAGNANI, 2009; PACHECO et al., 2005).
De acordo com Oliveira et al., (2012), é comprovado cientificamente que o alto teor de aminoácidos essenciais das proteínas do soro afeta os processos metabólicos da regulação energética, de forma a favorecer o controle e a redução da gordura corporal.
Estudo realizado por, Pedersen & hoffman-goetz (2000), constatou que o estresse oxidativo produzido durante a atividade física contribuiu para o desenvolvimento da fadiga muscular de atletas, levando a redução do desempenho físico. Normalmente, estes indivíduos não conseguem através da alimentação diária atender suas necessidades nutricionais, por isto, uma dieta suplementada com mistura de proteínas torna-se necessário (HA et al., 2003, TERADA, 2009). Nos últimos anos tem-se verificado um avanço importante da nutrição esportiva, com base em princípios fisiológicos e bioquímicos (SGARBIERI; 2005).
As proteínas do soro de leite oferecem aos atletas uma série de benefícios exclusivos, promovem recuperação, fortalecem a imunidade e melhoram os resultados do treinamento físico, produzindo uma melhora direta no desempenho atlético (SGARBIERI, 2004). Promovem aumento de massa muscular em conjunto com um treino apropriado devido à melhora na síntese de proteínas (HA, 2003). Baseado em tendências europeias e norte-americanas para o segmento esportivo, os suplementos alimentares reivindicam aplicabilidade do soro de leite como suplemento, com efeito sobre a síntese proteica muscular e melhora no desempenho físico (BALDISSERA et al., 2011; PHILLIPS, 2011).
Exercícios intermitente, moderados ou de alta intensidade, causam a redução do glicogênio muscular. Como este é o combustível essencial para o desempenho do exercício, são necessárias estratégias nutricionais que maximizem o armazenamento de glicogênio antes do exercício (FISCHBORN, 2009). A nível molecular, a estimulação da síntese de proteínas e a redução ao mínimo da degradação proteica são os dois processos essenciais para a recuperação eficiente após exercícios (PHILLIPS, 2011). No entanto, a capacidade de uma proteína de promover estas funções vai depender da sua digestibilidade e da composição em aminoácidos (HOFFMAN et al. 2008; HULMI et al., 2010). Pesquisas científicas comparando diferentes fontes proteicas demonstram que as proteínas do soro são uma fonte eficaz na recuperação muscular (TANG et al., 2009; PHILLIPS, 2011).
1.2.3 Proteínas do soro de leite e atividade física
O exercício físico tem profundo efeito no metabolismo das proteínas, no consumo de oxigênio acima dos níveis de repouso, no transporte de aminoácidos e de glicose, bem como na concentração de lactato muscular. De acordo com Haraguchi et al., (2006), o estresse oxidativo produzido durante a atividade física contribuiu para o desenvolvimento da fadiga muscular de atletas, diminuindo o desempenho físico.
Por ser considerada uma excelente fonte de proteínas e proporcionar ótima retenção de nitrogênio, o soro do leite tem sido inserido na alimentação de atletas. Logo, os aminoácidos essenciais, com destaque para os de cadeia ramificada, favorecem o anabolismo, assim como a redução do catabolismo proteico, favorecendo o ganho de força muscular, reduzindo a perda de massa muscular, além de afetar os processos metabólicos da regulação energética, favorecendo assim o controle e a redução de gordura corporal (HARAGUCHI et al., 2006; OLIVEIRA et al., 2012).
Para a Sociedade Internacional de Nutrição Esportiva (ISSN), indivíduos que praticam exercícios físicos devem ter uma ingestão proteica entre 1,4 a 2,0 gramas de proteína/Kg de peso corporal/dia.
Segundo a Sociedade Brasileira de medicina do Exercício e do Esporte (SBME), os exercícios de força exigem maior consumo de proteínas do que os de resistência. Portanto, quando o objetivo for aumento de massa muscular, a SBME recomenda a ingestão de 1,6 a 1,7 gramas de proteínas/kg de peso corporal/dia. No entanto, quando o objetivo for adquirir resistência, a recomendação passa a ser de 1,2 a 1,6 gramas de protreínas/Kg de peso corporal/dia.
Indivíduos envolvidos em programas de condicionamento físico podem seguir as recomendações da ISSN e atender a ingestão de 0,8 a 1,2 gramas de protreína/Kg de peso corporal/dia. Já os idosos praticantes de atividade física, podem se beneficiar do maior consumo de proteínas (1,0 a 1,2 g/Kg/dia), a fim de ajudar a prevenir a sarcopenia.
Para adultos levemente ativos ou sedentários, a necessidade proteica é de 0,8 g/Kg de peso ao dia. Para atletas recreacionais, a recomendação passa para 1 g/Kg e para atletas de força a necessidade proteica varia de 1,6 a 1,7 g/Kg de peso ao dia. Quanto aos atletas de resistência, a necessidade diminui, variando de 1,2 a 1,6 g/Kg de peso ao dia. Além disso, preconiza-se para que ocorra a recuperação muscular após o exercício, cerca de 8 a 10 g de proteína (DUNFORD, 2012), conforme tabela 01.
Tabela 01: Quantidade de proteínas recomendada a diferentes segmentos populacionais e tipos de modalidades esportivas.
População Ingestão de proteínas
recomendada (g/kg/dia) Populações sedentárias Crianças 1,0 Adolescentes 1,0 a 1,5 Adultos 0,8 a 1,0 Grávidas 6,0 a 10 Lactantes 12 a 16 População de atletas
Atletas recreacionistas (4 a 5 vezes por semna por 30 minutos)
0,8 a 1,0
Intensidade moderada 1,2
Volume extremo 1,6
Treinamento de atleta de força 1,2 a 1.7
Novatos 1,5 a 1,7
Regulares 1,0 a 1,2
Atletas adolescentes durante pico de crescimento
1,5
FONTE: Maughan e Burke, 2004.
A classificação da intensidade do esforço físico normalmente é estabelecida por meio de parâmetros fisiológicos e metabólicos, como lactato sanguíneo, freqüência cardíaca máxima (FC), consumo máximo de oxigênio (VO2max), razão de percepção de esforço (RPE), entre outros (SILVA et al, 2009). A intensidade, volume, modalidade de exercício, assim como o nível de aptidão e fatores nutricionais, podem modular positivamente ou negativamente a resposta imunológica (DONATTO et al, 2008). Enquanto o exercício moderado regular é comumente associado com a diminuição da susceptibilidade a infecções. O exercício exaustivo de longa duração tem sido associado a sintomas de imunossupressão transitória, com aumento da susceptibilidade a infecções (FERREIRA et al, 2007; GLEESON, 2007).
1.3 Probióticos
A palavra “probiótico” deriva do grego e significa “para a vida”. Embora o termo e a definição precisa de probiótico tenham origem nos anos 90, o interesse por micro-organismos potencialmente benéficos à saúde é de tempos remotos (SCHREZENMEIR, 2001). O termo Probiótico foi primeiramente utilizado em 1965 por Lilly e Stillwell, e vem recebendo muitas denominações conceituais. Há autor que define probiótico como “suplemento alimentar composto de células microbianas vivas, as quais têm efeitos benéficos para o hospedeiro, por melhorar ou manter o equilíbrio microbiano no intestino” (OLIVEIRA, 2002).
Entretanto, a definição aceita internacionalmente é que probióticos são microrganismos vivos, que quando administrados em quantidades adequadas, conferem benefícios à saúde do hospedeiro (BRASIL, 2008; OLIVEIRA, 2002;
WHO, 2002). Embora essa definição enfatize a necessidade da viabilidade dos probióticos, alguns autores têm demonstrado que mesmo mortos os componentes destes microrganismos, podem ser eficazes mantendo os mesmos efeitos benéficos das células viáveis (ADAMS et al., 2010; KATARIA et al., 2009).
É desejável que os micro-organismos probióticos possuam propriedades antimutagênicas e anticarcinogênicas, não transportar genes transmissores de resistência a antibióticos, tolerar o pH do suco gástrico, resistir à ação da bile e das secreções pancreáticas e intestinais (BRASIL, 2008; FAO/WHO, 2002; HOLZAPFEL e SCHILLINGER, 2002).
Uma cultura probiótica com boas propriedades tecnológicas deve apresentar boa multiplicação, promover propriedades sensoriais adequadas no produto e ser estáveis e viáveis durante armazenamento. Desta forma, podem ser manipuladas e incorporadas em produtos alimentícios sem perder a viabilidade e a funcionalidade, resultando em produtos com textura e aroma adequados (OIVEIRA et al., 2002). Além disso, com relação às perspectivas de processamento de alimentos, é desejável que essas cepas sejam apropriadas para a produção industrial em larga escala, resistindo a condições de processamento como a liofilização ou secagem por “spray drying” (STANTON et al., 2003).
Segundo Jousse, (2008), o desenvolvimento de novos produtos, é um constante desafio para a investigação tanto científica, quanto aplicada, e observa-se que o consumo de alimentos funcionais é uma forma de otimização dos ingredientes essenciais, podendo assim, gerar melhores formulações. Sendo assim, o desenvolvimento de novos produtos funcionais, torna-se cada vez mais desafiador, uma vez que devem atender as expectativas do consumidor que deseja produtos simultaneamente saborosos e saudáveis (SHAH, 2007).
Atualmente, o consumidor tem aumentado a busca por alimentos funcionais, destacando-se os probióticos, os quais os micro-organismos sejam mantidos na forma viável.
No entanto, uma característica de fundamental importância para a ocorrência dos efeitos benéficos à saúde humana é a aderência e a subsequente colonização da mucosa intestinal (FORESTIER et al., 2001). Em
um intestino adulto saudável, a microbiota predominante se compõe de micro-organismos promotores de saúde, entre eles Bifidobacterium e Lactobacillus. Esses gêneros estão presentes em iogurtes, produtos lácteos fermentados e suplementos alimentares.
1.3.1 Bifidobacterium lactis
As bifidobactérias são micro-organismos Gram-positivos, anaeróbicos, em forma de bastonete, não esporulantes, e sem motilidade. Atualmente, o gênero Bifidobacterium é classificado na família Actinomycetaceae, na qual estão presente cerca de trinta espécies (KHEADR et al., 2007).
O Bifidobacterium lactis é um microrganismo probiótico, que é amplamente consumido na forma de iogurte, proporcionando efeitos benéficos sobre o metabolismo, incluindo baixo LDL (Low Density Liphoprotein) em pacientes com diabetes tipo 2, Ejtahed, (2011), aumento do colesterol HDL (High Density Lipoproteins) em mulheres adultas, Sadrzadeh-yeganeh, (2010) e melhor tolerância à glicose durante a gravidez (LAITINEN, 2009; LUOTO, 2010).
Bifidobacterium spp. possui diversos habitats, como o intestino humano, a cavidade bucal e o Trato Gastrointestinal (TGI) animal. A temperatura de crescimento ideal de Bifidobacterium varia de 37 a 42ºC (DONG et al., 2000). Esse micro-organismo faz parte da microbiota humana e possui uma relação simbiótica com o hospedeiro, sendo capaz de inibir o crescimento de Candida albicans, E. coli e outras bactérias patogênicas (BIAVATI et al., 2000).
As novas metodologias de biologia molecular, principalmente o sequenciamento de RNA ribossomal, têm permitido diferenciar as várias espécies e subespécies de Bifidobacterium (MASCO et al., 2004; VENTURA et al., 2004).
1.3.1.1 Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019
Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019, originada de lácteos, foi considerada um probiótico em potencial, baseado em sua capacidade de
resistir à bili e a pH bem ácidos in vitro. Essa cepa mostrou que é capaz de aderir-se em quantidade elevada e em diferentes tipos de células de epitélio intestinal (GOPAL et al., 2001).
A microbiota intestinal atua como agente primário no desenvolvimento do sistema imune pós-pandrial, assim como na tolerância oral e na imunidade. A interação entre as cepas probióticos e os enterócitos é a chave na imunomodulação (DELCENSERIE et al., 2005). Existem vários mecanismos de ação pelos quais B. lactis HN019 exerce seus efeitos benéficos no sistema imune. Um deles estaria diretamente relacionado com a interação entre as células do B. lactis HN019 e as células do sistema imune intestinal. Essa interação é facilitada devido a boa adesão B. lactis nas células do epitélio intestinal. O consumo de B. lactis HN019 tende a reduzir o risco de infecções por bactérias patogênicas, (GOPAL; PRASAD; GILL, 2003)
O consumo B. lactis HN019, pode aumentar a atividade das células natural-killers (NK) e a atividade fagocítica dos monócitos periféricos. Essas atividades diminuem quando o consumo é cessado, entretanto, a atividade fagocítica consegue ser medida até seis semanas após o consumo de B. lactis ser interrompido (ZHOU; GILL, 2005).
1.4 β-glucanas
β-glucanas são polissacarídeos constituintes estruturais da parede celular de leveduras, fungos, bactérias e alguns cereais, que se diferenciam pelo tipo de ligação entre as unidades de glicose da cadeia principal e pelas ramificações que se conectam a essa cadeia. Fungos, bactérias e plantas vêm sendo estudados e pesquisados como potenciais fontes dessas macromoléculas. A possibilidade de aplicação desses compostos na alimentação humana, assim como em outras áreas, tem levado a intensivos estudos relacionados à sua extração e caracterização, (GERN, et al., 2007). Nas últimas décadas estes polímeros vêm recebendo especial atenção por sua bioatividade, principalmente no que se refere à imunomodulação (MAGNANI, 2010).
As β-glucanas são moléculas altamente ordenadas, que se diferenciam pelo tipo de ligação entre as unidades de D-glicose (anéis tipo β-D-glucopiranose) da cadeia principal e, pelas ramificações que se conectam a essa cadeia (BROWN; GORDON, 2001; MAGNANI e CASTRO-GOMES,2009).
Embora estudos sobre a composição da parede celular de vários fungos sejam efetuados, o maior número de informações disponíveis está relacionado com a estrutura da parede celular da Saccharomyces cerevisiae, que é composta por β-Dglucanas, quitinas e manoproteínas, (KLIS, 2000; NOMBELA; GIL;CHAFFIN, 2006).
As β-glucanas são a forma predominante, podendo estar livres ou associadas às proteínas, lipídeos e outros polissacarídeos. Cerca de 60 a 90% do peso seco da parede celular de S. cerevisiae é constituída de glucanas e mananas (CHAUD; SGARBIERI, 2006).
Os polissacarídeos microbianos têm recebido considerável atenção devido ao seu potencial de aplicação em diferentes áreas industriais incluindo cosméticos e alimentos funcionais, além de medicamentos (BAIS et al., 2005; FRANÇOIS; ROJAS; DARAIO, 2005; METHACANON et al., 2005; VANDAMME et al., 2002). Considerando-se o grande número de fungos encontrados na natureza e a possibilidade de terem em sua composição endo e exopolissacarídeos com diferentes aplicações medicinais, estudos estão sendo realizados para verificar e comprovar o potencial dessas macromoléculas como antioxidantes, antimutagênicos, anticoagulantes, antitrombóticos e imunomoduladores (FREIMUND et al., 2003; CORRADI DA SILVA et al., 2006; ZHANG et al., 2005).
1.4.1 β-glucana da parede celular de Saccharomyces cerevisiae
Uma importante fonte de β-glucana é a parede celular de
Saccharomyces cerevisiae, também conhecida como levedura de fermentação,
que é amplamente empregada nas indústrias de panificação, cervejaria e sucroalcooleira. Em S. cerevisiae, a estrutura química da β-glucana é constituída por um esqueleto linear central de unidades de glicose ligadas na posição β(1-3), com cadeias laterais unidas em β(1-6), que ocorrem em
diferentes intervalos e têm tamanhos variados ao longo do esqueleto central, (MAGNANI e CASTRO-GOMES, 2009; PETREVIC-TOMINAC, 2010).
A β-(1-3)-glucana encontrada na parede celular da S. cerevisiae possui uma porção solúvel e outra insolúvel. A porção insolúvel contém de 30 a 36 % de ramificações unidas em β(1-6) sendo o maior componente da parede celular (AKRAMIENÉ et al., 2007). A parte solúvel, por sua vez, representa de 15 a 22% das β-glucanas presentes na parede celular e tem estrutura semelhante a parte insolúvel, mas com maior número de ramificações β (1-6), (MAGNANI e CASTRO-GOMES, 2009; MANNERS et al., 1973). Quanto à solubilidade em água, depende principalmente do número de resíduos de glicose ligados em β (1-6) das cadeias laterais, (KLIS, et al., 2002).
A β-glucana é designada como um modificador da resposta biológica, pois ao ser reconhecido pelo organismo desencadeia uma série de eventos na resposta imune. Dentre as ações da β-glucana isolada da S. cerevisiae destacam-se a, imunomoduladora, antiviral, antibacteriana e antialérgica (SONCK; TRINCADO; MURTAUCH, 2004). As β-glucanas descritas na literatura possuem atividade na imunidade tanto inata quanto adaptativa, inclusive com relatos de ação anticarcinogênica, Masuda et al, (2013) e quimiopreventiva (SILVA et al, 2013).
Além disso, inúmeros efeitos benéficos como antitumoral, antinflamatório, antimutagênico, hipocolesterolêmico e hipoglicêmico têm sido relacionados à β-glucanas, (MAGNANI e CASTRO-GOMES, 2009). A modulação pela β-glucana inclui a ativação de macrófagos e linfócitos polimorfonucleares, além da indução da expressão de diversas citocinas. O provável mecanismo de ação parece estar relacionado ao peso molecular, tipo de ligações glicosídicas, resíduos presentes, solubilidade em água, conformação espacial e grau de polimerização da β-glucana, (MAGNANI e CASTRO-GOMES, 2009).
1.4.2. β-glucanas e atividade imunomoduladora
A atividade imunomoduladora da B-glucana vem sendo estudada com atenção nos últimos anos, especialmente, pela habilidade em ativar
mecanismos de defesa no hospedeiro (KIM et al., 2006; LIN, 2004; MAGNANI, 2009; YUN et al., 2003). A B-glucana extraída da parede celular da levedura Saccharomyces cerevisiae, apresenta efeito antitumoral, anti-inflamatório, antimutagênico, hipocolesterolêmico, hipoglicêmico e proteção contra infecções que vem sendo avaliados e comprovados cientificamente (BEHALL et al., 2006; LIN et al., 2004; MAGNANI e CASTRO-GOMES, 2009).
A â-glucana extraída da levedura S. cerevisiae é designada como um modificador da resposta biológica, pois ao ser reconhecido pelos receptores do organismo, desencadeia uma série de eventos na resposta imune (MAGNANI et al., 2010; MAGNANI, 2010). Apresenta ação biológica e capacidade de estimular o crescimento e diferenciação de células imunológicas e modular a resposta imune inata e adaptativa (SILVA, 2013).
Estudos revelaram que as â-glucanas extraídas da S. Cerevisiae podem agir como imunoestimulante em pacientes imunossuprimidos, (MAGNANI e CASTRO-GOMES, 2009), atenuar aumentos plasmáticos de citosinas com ação inflamatória e aumentar a síntese de substâncias com atividade imunomodulatória, anti-inflamatória e antiviral (JUNG, 2004; LI, 2005; TSUKADA, 2003). Devido à capacidade das â-glucanas em estimular o sistema imunológico, elas podem ser utilizadas como adjuvantes do tratamento de pacientes imunocomprometidos, (LEE et al., 2001; LEUNG et al., 2006; SUGAWARA et al., 2004; ZHANG et al., 2005; MAGNANI et al., 2010).
Estudos in vitro e in vivo mostram que a â-Glucana 1,3/1,6, é um polissacarídeo que desempenha atividade antigenotóxica, antimutagênica e antioxidante, (SILVA, 2013). Age contra a indução de danos em materiais genéticos, sendo, portanto, um agente importante na prevenção e/ ou redução de danos ao DNA, prevenindo diversos tipos de câncer (LI, 2005; QI, 2011; SILVA, 2013). Aparentemente a β-glucana obtida da parede celular de leveduras parece ser mais efetiva do que aquelas obtidas de outras fontes como aveia e cogumelos (KIM e YUN, 2006;MAGNANI, et al., 2010).
Várias formas de administração da β-glucana vêm sendo estudada para verificar a atividade biológica deste composto, incluindo a administração intraperitoneal, subcutâneas, intravenosa e oral, (MAGNANI, et al., 2010; VETVICKA, VETVICKOVA, 2008). O uso oral de β-glucana, mesmo com
diversos tipos de câncer ou debilitados por outras doenças, não apresenta nenhum efeito adverso.
A β-glucana de levedura vem se destacado entre os ingredientes utilizados para produção de alimentos funcionais. Devido às propriedades antigenotóxicas, o consumo da β-glucana de levedura pode inclusive prevenir danos ao DNA, que estão associadas a inúmeras doenças relacionadas a danos oxidativos, incluindo o câncer, (MAGNANI, et al., 2011b). Assim, a β-glucana adicionada a alimentos poderia ampliar o consumo e facilitar a aceitação da população em geral, passando a ser consumida por todos e não somente por indivíduos debilitados por alguma enfermidade.
Estudos mostram que a suplementação de β-glucana pode exercer efeitos modulatórios frente às alterações que o exercício físico induz sobre as células do sistema imunológico e que a ligação entre a nutrição e um sistema imune efetivo está relacionada com as deficiências dos nutrientes que fazem parte da sinalização, interação e diferenciação das células do sistema imunológico (DONATTO et al, 2006).
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3. OBJETIVOS
3.1 Objetivo geral
Desenvolver um suplemento alimentar com propriedades funcionais à base de isolado proteico do soro de leite, B. Lactis HN019 e β-glucana.
3.1.1 Objetivos específicos
Desenvolver a tecnologia de produção e determinar a composição centesimal do suplemento;
Determinar a estabilidade do suplemento no armazenamento: aspectos químicos e microbiológicos;
Realizar estudos clínicos visando verificar os efeitos do suplemento sobre os parâmetros antropométricos e níveis da imunoglobulina (IgA) salivar dos voluntários da pesquisa.
4. ARTIGO
DESENVOLVIMENTO DE UM SUPLEMENTO ALIMENTAR COM PROPRIEDADES FUNCIONAIS À BASE DE ISOLADO PROTEICO DO SORO DE LEITE, PROBIÓTICO E β-GLUCANA.
Orlando Barbieri Belloli¹, Raul Jorge Hernan Castro-Gómez¹,*
¹ Universidade Norte do Paraná – UNOPAR – Mestrado em Ciência e Tecnologia de Leite e Derivados, Rua Marselha, 591, Jardim Piza, 86041-140, Londrina, PR, Brasil.
² Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – IFRS-BG, Av. Osvaldo Aranha, 540, Juventude da Enologia, 95700-000, Bento Gonçalves, RS, Brasil.
* Autor para correspondência: Raul Jorge Hernan Castro-Gómez E-mail: rcastrog@yahoo.com.br
Rua Marselha, 591, Jardim Piza, 86041-140, Londrina, PR, Brasil. Tel.: +55 43 3371-7993
