Vol. 14 No. 1 (2023): AGLALA JOURNAL
Papers

Design of a functional food based on blackberry and chilacuan with the addition of microencapsulated lactobacillus lactis atcc 19435 as an alternative for application to the agro-idustrial sector.

Henry Jurado Gámez
Universidad de Nariño
Jhon Fredy Ceron Cordoba
Universidad de Nariño
Aida Paulina Davila Solarte
Universidad de Nariño

Published 2023-06-30

Keywords

  • Probiotic, Prebiotic, Lactobacillus lactis, Spray drying, Functional food.

How to Cite

Jurado Gámez , H., Ceron Cordoba , J. F., & Davila Solarte , A. P. (2023). Design of a functional food based on blackberry and chilacuan with the addition of microencapsulated lactobacillus lactis atcc 19435 as an alternative for application to the agro-idustrial sector. Aglala, 14(1), 235–247. Retrieved from https://revistas.uninunez.edu.co/index.php/aglala/article/view/2378

Abstract

The present paper has as central objetive to design a functional food based on blackberry (Rubus glaucus) and chilacuan (Vasconcellea cundinamarcensis) with the addition of microencapsulated Lactobacillus lactis, blackberry and chilacuan that are fruits produced culturally in the Nariño region and are part of food sovereignty of the region, on the other hand, probiotics are foods that have recently grown in the market. In methodological level, to start the investigation, the L. lactis strain was reconstituted and seeded, for which the inoculum was adjusted (McFarland scale), in this way it was microencapsulated by spray drying. After 80 days of storage, viability, efficiency, morphology, water activity, solubility, humidity and wettability were evaluated. Microencapsulation was then run in an in vitro gastrointestinal model to determine CFU/mL. Finally, the microencapsulated probiotic was applied in a food and a sensory and cost evaluation was carried out. The results for the different tests were viability 89.69%; efficiency 93.70%; water activity 0.35%; solubility 97.32%; humidity 3.27% and wettability 98 second. The staff surveyed preferred the product with the addition of microencapsulation. It is concluded the parameters evaluated indicate stability of the microencapsulated material with a bacterial population greater than 3.1 x 1010 CFU/mL.

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References

  1. Achicanoy vivas, J. D., Calpa Villarreal, A. D., Córdoba Chamorro, Z. G., & Andrade Jaramillo, D. G. (2021). Saberes alimentarios del pueblo indígena Quillacinga de San Juan de Pasto. Boletin Informativo CEI, 8(2), 195–198. https://revistas.umariana.edu.co/index.php/BoletinInformativoCEI/article/view/2708
  2. Altamirano Sánchez, M. F. (2022). Microencapsulación de microorganismos mediante secado por aspersión con aplicación industrial [UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO]. https://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/34987
  3. Arellano Tobar, J. V. (2019). Extracción de la enzima papaína presente en el chilacuan (Vasconcellea pubescens) como alternativa de cuajo vegetal [UNIVERSIDAD POLITÉCNICA ESTATAL DEL CARCHI]. http://repositorio.upec.edu.ec/handle/123456789/877
  4. Avances en el cultivo de las berries en el trópico. (2021). In Avances en el cultivo de las berries en el trópico. Sociedad Colombiana de Ciencias Hortícolas. https://doi.org/10.17584/IBERRIES
  5. Bansode, S. S., Banarjee, S. K., Gaikwad, D. D., Jadhav, S. L., & Thorat, R. M. (2010). MICROENCAPSULATION : A REVIEW. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research, 1(2), 38–43. www.globalresearchonline.net
  6. Bernal Castro, C. A., Díaz-Moreno, C., & Gutiérrez-Cortés, C. (2017). Probióticos y prebióticos en matrices de origen vegetal: Avances en el desarrollo de bebidas de frutas. Revista Chilena de Nutrición, 44(4), 383–392. https://doi.org/10.4067/S0717-75182017000400383
  7. Cámara de Comercio de Bogotá. (2015). Manual de la Mora. In PROGRAMA DE APOYO AGRÍCOLA Y AGROINDUSTRIAL VICEPRESIDENCIA DE FORTALECIMIENTO EMPRESARIAL. Camara de Comercio Bogotá.
  8. Cárdenas-Mazón, N., Cevallos-Hermida, C., Salazar-Machado, J., Romero-Machado, E., Gallegos-Murillo, P., & Cáceres-Mena, M. (2018). Uso de pruebas afectivas, discriminatorias y descriptivas de evaluación sensorial en el campo gastronómico. Dominio de Las Ciencias, 4(3), 253–263. https://doi.org/10.23857/dom.cien.pocaip.2017.4.3.julio.253-263
  9. Corbo, M. R., Bevilacqua, A., Petruzzi, L., Casanova, F. P., & Sinigaglia, M. (2014). Functional Beverages: The Emerging Side of Functional Foods. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 13(6), 1192–1206. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12109
  10. Cuadrado, C., Cabrera, L., Carvajal, H., & Moreiras, O. (2019). Tablas de composición de alimentos (19th ed., Vol. 1). Pirámide Madrid. https://biblioteca.uazuay.edu.ec/buscar/item/83081
  11. De Araujo Uribe, N. (2016). Viabilidad de los Probióticos Bacillus polymyxa, Bacillus megaterium y Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus microencapsulados bajo la técnica de secado por aspersión. Universidad Nacional de Colombia.
  12. El-Enshasy, H. A., & Yang, S.-T. (2021). Probiotics, the Natural Microbiota in Living Organisms. In Probiotics, the Natural Microbiota in Living Organisms (1st ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781351027540
  13. Fajardo-Argoti, C., Jurado-Gámez, H., & Parra-Suescún, J. (2021). Viabilidad de Lactobacillus plantarum microencapsulado bajo condiciones gastrointestinales simuladas e inhibición sobre Escherichia coli O157:H7 Viability of microencapsulated Lactobacillus plantarum under simulated gastrointestinal conditions and inhibit. Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica, 24. https://doi.org/10.31910/rudca.v24.n1.2021.1733
  14. Fang Wu, J. W. (2020). CARACTERIZACIÓN DE BACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS (BAL) AISLADAS DE ENSILADOS DE PIÑA COMO MICROORGANISMOS CON POTENCIAL PROBIÓTICO Y DETERMINACIÓN DE SU APLICABILIDAD COMO CULTIVO BIOPROTECTOR EN LECHE AGRIA. http://repositorio.ucr.ac.cr/bitstream/handle/10669/82704/Trabajo final de graduación completo Jannette Wu con firmas.pdf?sequence=1&isAllowed=y
  15. Flores Tixicuro, J. M. (2020). Optimización estadística de la producción de ácido láctico a partir de lactosuero por lactobacillus casei [UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE]. http://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/11169
  16. Gonzales Cuello, R., Perez Mendoza, J., & Morón Alcazar, L. (2015). Efecto de la Microencapsulación sobre la Viabilidad de Lactobacillus delbrueckii sometido a Jugos Gástricos Simulados. Información Tecnológica, 26(5), 11–16. https://doi.org/10.4067/S0718-07642015000500003
  17. González, E., Gómez-Caravaca, A. M., Giménez, B., Cebrián, R., Maqueda, M., Parada, J., Martínez-Férez, A., Segura-Carretero, A., & Robert, P. (2020). Role of maltodextrin and inulin as encapsulating agents on the protection of oleuropein during in vitro gastrointestinal digestion. Food Chemistry, 310, 125976. https://doi.org/10.1016/J.FOODCHEM.2019.125976
  18. Instituto Colombiano de Bienestar Familiar (TCAC) 2018. (2018). Tabla De Composición De Alimentos Colombianos. In Icbf (pp. 1–147). https://www.icbf.gov.co/bienestar/nutricion/tabla-alimentos%0Ahttps://www.icbf.gov.co/sites/default/files/tcac_web.pdf
  19. Jurado-Gámez, H., Calpa-Yama, F., & Chaspuengal-Tulcán, A. (2014). DETERMINACIÓN IN VITRO DE LA ACCIÓN PROBIÓTICA DE Lactobacillus plantarum SOBRE Yersinia pseudotuberculosis AISLADA DE Cavia porcellus. Revista de La Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia, 61(3), 241–257. https://doi.org/10.15446/RFMVZ.V61N3.46872
  20. Lara-Fiallos, M., Lara-Gordillo, P., Julián-Ricardo, M. C., Pérez-Martínez, A., & Benítes-Cortés, I. (2017). Tecnología Química. Tecnología Química, 37(2), 352–366. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2224-61852017000200016
  21. Makinen, K., Berger, B., Bel-Rhlid, R., & Ananta, E. (2012). Science and technology for the mastership of probiotic applications in food products. Journal of Biotechnology, 162, 356–365. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2012.07.006
  22. Marco, M. L., Sanders, M. E., Gänzle, M., Arrieta, M. C., Cotter, P. D., De Vuyst, L., Hill, C., Holzapfel, W., Lebeer, S., Merenstein, D., Reid, G., Wolfe, B. E., & Hutkins, R. (2021). The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on
  23. fermented foods. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 18, 196–208. https://doi.org/10.1038/s41575-020-00390-5
  24. Mishra, A., & Athmaselvi, K. A. (2016). Stress tolerance and physicochemical properties of encapsulation processes for Lactobacillus rhamnosus in pomegranate (Punica granatum L.) fruit juice. Food Science and Biotechnology 2016 25:1, 25(1), 125–129. https://doi.org/10.1007/S10068-016-0019-5
  25. Montes Ramírez, M. L. (2013). EFECTO DE LA MICROENCAPSULACIÓN CON AGENTES PREBIÓTICOS SOBRE LA VIABILIDAD DE MICROORGANISMOS PROBIOTICOS (Lactobacillus casei ATCC 393 y Lactobacillus rhamnosus ATCC 9469). Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá.
  26. Muhammad, Z., Ramzan, R., Huo, G.-C., Tian, H., & Bian, X. (2017). Integration of polysaccharide-thermoprotectant formulations for microencapsulation of Lactobacillus plantarum, appraisal of survivability and physico-biochemical properties during storage of spray dried powders. Food Hydrocolloids, 66, 286–285. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.11.040
  27. Nath Mohanty, J., Kumar Das, P., Nanda, S., Nayak, P., & Pradhan, P. (2015). Comparative analysis of crude and pure lactic acid produced by Lactobacillus fermentum and its inhibitory effects on spoilage bacteria. The Pharma Innovation, 3(11), 38–42. www.thepharmajournal.com
  28. Nils-Gerrit, W. (2022, June 29). Forecast of the probiotic supplements market value in North America from 2017 to 2027. https://www.statista.com/statistics/1198146/forecast-of-the-probiotic-supplements-market-in-north-america/#statisticContainer
  29. Paez, R. B. (2013). Desarrollo de cultivos probióticos deshidratados por secado spray para aplicación en alimentos. Estudios microbiológicos y tecnológicos. [Universidad Nacional de la Plata]. http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/38116/Documento_completo__.pdf?sequence=1
  30. Pilacuán Hernández, S. D. (2021). Elaboración de una bebida fermentada con probióticos a partir de lactosuero dulce saborizado con pulpa de mora (Rubus glaucus) [UNIVERSIDAD POLITÉCNICA ESTATAL DEL CARCHI]. http://repositorio.upec.edu.ec/handle/123456789/1315
  31. Probiotic supplements: market value by application Latin America 2027 | Statista. (n.d.). Retrieved November 10, 2021, from https://www.statista.com/statistics/1199909/value-probiotoc-supplements-market-application-latin-america/
  32. Probióticos cápsulas BB – Genesis Colombia. (n.d.). Retrieved October 23, 2022, from https://genesiscolombia.com/producto/probioticos-capsulas-bb/
  33. Rajam, R., & Anandharamakrishnan, C. (2015). Microencapsulation of Lactobacillus plantarum (MTCC 5422) with fructooligosaccharide as wall material by spray drying. Lwt, 60(2), 773–780. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2014.09.062
  34. Rios-Aguirre, S., & Gil-Garzón, M. A. (2021). Microencapsulación por secado por aspersión de compuestos bioactivos en diversas matrices: una revisión. TecnoLógicas, 24(51), e1836. https://doi.org/10.22430/22565337.1836
  35. Rodrigues do Amaral, P. H., Lopes Andrade, P., & Costa de Conto, L. (2019). Microencapsulation and Its Uses in Food Science and Technology: A Review. Microencapsulation - Processes, Technologies and Industrial Applications. https://doi.org/10.5772/INTECHOPEN.81997
  36. Rodríguez Barona, S., Giraldo, G. I., & Montes, L. M. (2016). Encapsulación de Alimentos Probióticos mediante Liofilización en Presencia de Prebioticos. Información Tecnológica, 27(6), 135–144. https://doi.org/10.4067/S0718-07642016000600014
  37. Sierre Ames, P. L., & Guillen Sullca, J. M. (2017). EVALUACION DE LA VIABILIDAD DEL Lactobacillus spp. ENCAPSULADO EN MALTODEXTRINA COMO PROBIÓTICO EN EL JUGO DE AGUAYMANTO [Universidad Nacional del Centro del Perú]. http://hdl.handle.net/20.500.12894/1591
  38. Silva Parra, A., Galvis Chamorro, C. L., Gomez Insuasty, A., Criollo Escobar, H., & Lagos, J. C. (2012). Modelos Alternativos Con Chilacuan (Vasconcellea cundinamarcensis) En El Humedal Ramsar Laguna De La Cocha, Pasto, Colombia. Agroforestería Neotropical, 2, 19–30. http://revistas.ut.edu.co/index.php/agroforesteria/article/view/206/204
  39. Sinsajoa-Tepud, M., Jurado-Gamez, H., & Narváez-Rodríguez, M. (2019). Evaluación de Lactobacillus plantarum microencapsulado y su viabilidad bajo condiciones gastrointestinales simuladas e inhibición frente a Escherichia coli O157:H7. Revista de La Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, 66(3), 231–244. https://doi.org/10.15446/rfmvz.v66n3.84260
  40. Sinsajoa Tepud, M. D., & Narváez Rodríguez, M. L. (2019). EFECTO DE LA MICROENCAPSULACIÓN SOBRE LA VIABILIDAD PROBIÓTICA DE Lactobacillus plantarum ATCC 8014 BAJO CONDICIONES GASTROINTESTINALES SIMULADAS EN Escherichia coli O157:H7 ATCC 43888. Universidad de Nariño.
  41. Song, A. A. L., In, L. L. A., Lim, S. H. E., & Rahim, R. A. (2017). A review on Lactococcus lactis: From food to factory. Microbial Cell Factories, 16(1), 1–15. https://doi.org/10.1186/s12934-017-0669-x
  42. Tecnas. (2020). Ficha técnica de producto terminado - MALTODEXTRINA. 2.
  43. Tecnas. (2021). Ficha técnica de producto terminado - INULINA. 2.
  44. Valero-Cases, E., & Frutos, M. josé. (2015). Effect of different types of encapsulation on the survival of Lactobacillus plantarum during storage with inulin and in vitro digestion. Food Science and Tecnology, 64, 824–828. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.06.049
  45. Wang, W., Chen, J., Zhou, H., Wang, L., Ding, S., Wang, Y., Song, D., & Li, A. (2017). Effects of microencapsulated Lactobacillus plantarum and fructooligosaccharide on growth performance, blood immune parameters, and intestinal morphology in weaned piglets. Food and Agricultural Immunology, 29(1), 84–94. https://doi.org/10.1080/09540105.2017.1360254
  46. Yoha, K. S., Moses, J. A., & Anandharamakrishnan, C. (2020). Effect of encapsulation methods on the physicochemical properties and the stability of Lactobacillus plantarum (NCIM 2083) in synbiotic powders and in-vitro digestion conditions. Journal of Food Engineering, 283, 110033. https://doi.org/10.1016/J.JFOODENG.2020.110033
  47. Zambrano-Mora, E. J., & Jurado-Gámez, H. (2020). Efecto de Lactobacillus casei microencapsulado sobre la salud intestinal y parámetros bioquímicos y productivos en pollo de engorde TT - Effect of microencapsulated Lactobacillus casei on intestinal health and on biochemical and productive parameters in. Rev. Udca Actual. Divulg. Cient, 23(2), e1480–e1480. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&amp%0Apid=S0123-42262020000200017