Browsing by Author "Mendes, Maria Beatriz Arvelos"
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- Effect of excipients concentration on a lactobacillus rhamnosus GG probiotic powder after spray drying, resorting to a DoE analysisPublication . Mendes, Maria Beatriz Arvelos; Steegmans, Arthur; Gonçalves, Lídia Maria DiogoNos últimos anos, os probióticos têm sido extensivamente estudados, em todo o mundo, devido aos seus benefícios e à sua utilização em várias condições clínicas e na saúde humana em geral. Os probióticos são microrganismos vivos não patogénicos, com a capacidade de regenerar o equilíbrio bacteriano em vários sistemas do organismo. É importante explorar processos de fabrico que preservem a viabilidade da bactéria, mantenham a eficácia, qualidade e segurança, e que tenham custos financeiros e ambientais reduzidos. A técnica de secagem por pulverização é económica, rápida e contínua com um conjunto de vantagens quando comparada com outros métodos mais tradicionais, como a liofilização. No entanto, apresenta alguns desafios que têm de ser ultrapassados, como as altas temperaturas de secagem. Este projeto foca-se na análise do efeito da concentração dos excipientes da formulação, com o objetivo de melhorar o processo de fabrico e obter um produto final otimizado. Foi estudado e analisado o impacto da variação da concentração dos excipientes na sobrevivência das bactérias, na estabilidade do pó, na rapidez do processo, na facilidade de manuseamento e nos custos económicos e ambientais associados. Os parâmetros estudados foram a redução logarítmica, que avalia a sobrevivência bacteriana, a atividade da água, que está ligada à estabilidade do pó e ao crescimento bacteriano, o rendimento, que se relaciona com a rapidez do processo e os custos económicos e ambientais, e o tamanho da partícula, ligado à performance, biodisponibilidade e sobrevivência bacteriana no pó probiótico. A análise foi realizada em duas vertentes. A viabilidade bacteriana da Lactobacillus rhamnosus GG com a adição de l-leucina foi avaliada com recurso a contagem de unidades formadoras de colónias, valores de redução logarítmica e análise estatística, e a técnica de experimentação fatorial completa foi realizada para aferir o efeito em variar a concentração dos excipientes, trehalose, celulose microcristalina e l-leucina, em quatro parâmetros ou respostas, redução logarítmica (Y1), atividade da água no pó (Y2), rendimento do processo (Y3) and tamanho da partícula no pó (Y4). A trealose tem um efeito protetor e estabilizador contra o stresse causado pela desidratação, ajudando a sobrevivência em condições de secagem extremas, aumentando a viabilidade celular. A celulose microcristalina, sob a forma de pó, pode atuar como um ligante e preencher os espaços vazios na formulação, reforçando-a. A l-leucina pode ajudar na dispersão do pó e na proteção contra a humidade e, em formulações secas por pulverização, pode reduzir o efeito da humidade nos pós. Este último excipiente pode, também, aumentar a aerossolização das partículas por adaptação da sua morfologia superficial e densidade. Todas estas características podem contribuir para um processo de fabrico melhorado e, consequentemente, para um produto final otimizado. Com a análise da viabilidade bacteriana da L. rhamnosus GG, concluiu-se que as diferenças entre as médias dos valores de redução logarítmica não são significativas, que não é possível associar um maior tamanho de partícula a uma maior taxa de sobrevivência e que a adição de l-leucina na concentração de 1% (m/v) não influenciou, estatisticamente, a sobrevivência da L. rhamnosus GG. Relativamente à técnica de experimentação fatorial completa, a principal conclusão foi que nenhum dos modelos obtidos se ajusta às respostas, nem nenhum dos modelos obtidos é estatisticamente significativo. No entanto, foi possível aferir que a trealose é o excipiente com maior impacto em atingir os valores pretendidos para as quatro respostas e que a l-leucina acaba por ter um efeito negativo ou não ter nenhum efeito com impacto em muitas das respostas.