O emprego de BAL na indústria láctea é na forma de fermento lácteo, ou seja, os microrganismos são previamente selecionados (culturas puras), na forma liofilizada, as quais em contato com o leite se multiplicam, contribuindo significativamente para sabor, aroma, textura, valor nutricional e bioconservação do alimento a ser produzido (MELO et al., 2020).

Nos produtos lácteos, algumas cepas são utilizadas como culturas starters, microrganismos vivos ou latentes, que se desenvolvem em determinados substratos, usualmente empregados a fim de alterar beneficamente as propriedades do alimento, agregar segurança, aumentar a vida útil, caracterizar um produto e promover benefícios à saúde (WENDLING; WESCHENFELDER, 2013).

De forma geral, a fabricação de iogurtes utiliza BAL termofílicas (42 ºC), enquanto a fabricação de queijos emprega bactérias mesofílicas e termofílicas. As cepas de Streptococcus thermophilus e Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus podem ser empregadas na produção de ambos os alimentos (BROOME; LIMSOWTIN, 2011; ROBINSON, 2002; SURONO; HOSONO, 2011).

Devido ao tipo de característica sensorial desejada, oriunda do processo fermentativo e dos metabólitos produzidos nesse processo, a indústria láctea emprega diferentes gêneros de BAL como fermentos lácteos. Sua ação não se limita apenas a caracterizar sensorialmente os produtos. Sabe-se que, em virtude de seu metabolismo de quebra da lactose, as BAL conseguem produzir metabólitos exocelulares (ácido lático e bacteriocinas), compostos que auxiliam no aumento da vida útil desses alimentos. (FIL/IDF, 2012; IKEDA et al., 2013).

As propriedades antagônicas exercidas pelas BAL têm provocado o interesse por seu uso na produção de alimentos mais seguros e naturais. Isolar e identificar cepas com potencial ação vêm sendo objetivo de vários estudos, de forma a contribuir para sua aplicação no processamento de alimentos. Além desse fator, outros estudos buscam explorar suas contribuições probióticas. O conhecimento sobre essas informações pode possibilitar a produção de alimentos seguros com características probióticas (ALMEIDA JUNIOR et al., 2015; SETTANNI; MOSCHETTI, 2010).

A maior diversidade/possibilidade de obtenção de produtos lácteos faz com que a indústria láctea seja a maior empregadora de BAL em seus produtos. Os principais gêneros de BAL empregados na produção de lácteos fermentados se encontram dispostos na Tabela 1.

Tabela 1.
Classificação de alguns gêneros de BAL

Fonte: Silva (2011), adaptado de Forsythe (2013), Jay (2013)

Segundo Zheng et al. (2020), as espécies do gênero Bifidobacterium naturalmente são heterofermentativas, porém podem usar tanto a via homo quanto a heterofermentativa:

• Heterofermentativas: utilização da glicólise como via de obtenção energética a partir do emprego de duas enzimas: Frutose-6- fosfatofosfoquetolase (F6PPK), as quais promovem a quebra da frutose-6-fosfato em acetil-1-fosfato e Eritrose4-fosfato, produzindo ácido acético e lático;

• Homofermentativas: ao utilizarem a glicose como via energética produzem apenas ácido lático.

De acordo com Barbosa et al. (2011), Lactobacillus, de forma geral, são considerados como homofermentativos obrigatórios, porém algumas cepas podem se comportar metabolicamente de forma alternada como heterofermentativos. Essa característica permite se adaptar ao substrato e meio, possibilitando o seu desenvolvimento.

É observado que as indústrias lácteas utilizam em seus rótulos a nomenclatura “fermento lácteo”, a fim de preservar sua patente ou registro de produção. Diante disso, considerando as características intrínsecas das BAL, pressupõe-se que esses fermentos lácteos apresentam diversificação desses microrganismos em sua composição. Tal fato pode ser verificado diante da diversidade de marcas dentro de um mesmo nicho de produtos (MORITZ et al., 2011).

Diante dos avanços na área sobre o emprego das BAL e suas contribuições à saúde humana, muitas empresas desenvolveram e licenciaram suas próprias culturas lácteas. Na Tabela 2 são apresentados os principais segmentos de produtos lácteos e as respectivas culturas usadas em sua produção.

Tabela 2.
Principais cepas de BAL utilizadas na produção de lácteos fermentados

Fonte: Adaptado de Oliveira et al. (2002), Stefe; Alves e Ribeiro et al. (2008)

De forma geral, o termo “probióticos” pode ser referido a microrganismos vivos que, quando utilizados em pequenas concentrações a longo prazo, podem conferir ao hospedeiro melhores condições de vida. No Brasil, a legislação vigente autoriza a utilização de algumas cepas de BAL, as quais devem apresentar células viáveis e em concentrações mínimas ao final do processo de passagem pelo trato gastrointestinal. Para tanto, autores como Madureira et al. (2011); Santos et al. (2011); Hill et al. (2014); Lima (2017); Tripathi; Giri, (2014); Perez et al. (2014) recomendam doses diárias acima de 10. Unidades Formadoras de Colônias (UFC)/mL ou g, a fim de garantir suas contribuições à microbiota do hospedeiro.

É conhecido que essas cepas estão relacionadas a contribuições terapêuticas no que se refere à nutrição e saúde do indivíduo. As cepas atuam de forma a melhorar o balanço microbiano intestinal e diminuir a concentração de patógeno na região do trato gastrointestinal por se aderirem e sobreviverem nesse ambiente, além de contribuírem para o equilíbrio desse ecossistema, em virtude da produção de seus metabólitos extracelulares com ação antimicrobiana. Diminuem alguns fatores de risco de doenças cardiovasculares, colaboram para a melhora no processo metabólito e digestivo, e modulam a resposta imune local e sistêmica, produção de serotonina e dopamina na região intestinal entre outros (DIEPERS et al., 2017; GARCÍA-HERNÁNDEZ et al., 2016; SHEHATA et al., 2016).

Além de suas características sensoriais, como viscosidade e consistência nos produtos, a crescente associação da ingestão dos alimentos ligada às funções probióticas oriundas das BAL fez com que o consumo de fermentados lácteos aumentasse. Atualmente o mercado consumidor tem buscado por produtos com alegações probióticas (MATTILA-SANDHOLM et al., 2002). Essas contribuições probióticas ainda não foram totalmente elucidadas, porém podem ser explicadas a partir de testes in vitro em que há uma melhor adesão bacteriana às células epiteliais intestinais e mucosa intestinal, por exemplo. Essa fixação se dá a partir de ligações a receptores específicos, o que promove a competição com bactérias patogênicas. Outros fatores relacionados a essa ação se referem a uma melhora da digestibilidade da lactose, auxílio no tratamento para a redução de doenças intestinais e redução na concentração sérica de colesterol (ARGYRI et al., 2013; GRANATO et al., 2010; MORAIS; JACOB, 2006; MORROW et al., 2012).

O intestino humano é considerado um grande ecossistema, pois apresenta condições favoráveis às interações entre hospedeiro vs. microbiota vs. nutrientes. Por anos a microbiota intestinal foi vista como algo maléfico. Tal fato se deu em virtude de microrganismos patogênicos, que devido a suas ações desencadeiam a produção de toxinas e infecções sistêmicas, além de outros problemas gastrointestinais (BUTEL, 2014; PEREZ et al., 2014).

O termo “microbiota intestinal” se refere a microrganismos que vivem na região do intestino humano. Essa microbiota pode ser dividida em duas categorias: autóctones/nativas ou temporárias. A microbiota nativa é estabelecida desde a primeira infância. Já a transitória pode ser alterada ou modificada a partir da ingestão por longo prazo de um determinado alimento fermentado (BARBOSA et al., 2010; PAIXÃO, CASTRO, 2016).

O trato gastrointestinal, após o nascimento, é considerado um ambiente totalmente estéril. Sua colonização se inicia a partir do nascimento (parto natural) através da passagem do feto pelo canal vaginal, diferente do parto cesárea, em que não há “contaminação do feto por nenhum ecossistema microbiano”. Ela ocorre também através do ambiente (alimentação, água, contato com o meio e outros), tendo a sua composição definida até os dois anos de idade. Além disso, essa população pode ser caracterizada por meio de fatores genéticos do hospedeiro, sendo o padrão de colonização determinado pelos genótipos do indivíduo, influenciando na disponibilidade e qualidade de sítios de ligação a receptores presentes na mucosa e no tecido epitelial intestinal (BINNS, 2014; LEITE et al., 2014).

Além disso, dadas as características desse ecossistema, a população de microrganismos se concentra na região do intestino, especificamente no intestino grosso. Tal fato é explicado devido à alta atividade metabólica, com consequência da disponibilidade de nutrientes, sendo verificada uma concentração a partir de 10¹¹ UFC/g. (BEDANI; ROSSI, 2009).

O intestino humano é alvo de inúmeras infecções exógenas ocasionadas principalmente por rotavírus, Salmonella Typhimurium e algumas cepas de Escherichia coli. Oriundos de água ou alimentos contaminados, esses microrganismos ocasionam diversas doenças gastrointestinais (FREIRE et al., 2021; SCHNEIDER, 2016).

Segundo Peres et al. (2014) e da Paixão e Castro (2016), as BAL atuam de forma a criar três níveis de defesas do hospedeiro: 1º - como barreira a microrganismos patogênicos; 2º - estimulação do sistema imune local e sistêmico e 3º - fermentação das substâncias residuais não absorvíveis oriundas do indivíduo, ou a partir de sua alimentação, servindo de substrato para a produção de ácido graxos, vitaminas e compostos energéticos, como ácido butírico, ácido acético e compostos antagônicos.

A relação entre microbiota intestinal e a utilização de cepas de BAL probióticas não se limita apenas a direcionar quais microrganismos poderão/deverão colonizar o trato gastrointestinal, mas a uma microbiota mais diversificada, buscando se evitar possíveis desordens e proliferações provocadas por patógenos (PAJARILLO et al., 2015; SILVA, 2016).

Diversos mecanismos benéficos à saúde humana podem ser provocados pelas BAL. De forma geral, dados na literatura informam que probióticos são capazes de metabolizar prebióticos, gerando energia, e ajudam na modulação de características fisiológicas melhorando a permeabilidade e a imunidade da mucosa intestinal, por exemplo. Auxiliam no tratamento da doença de Chron e da síndrome do intestino irritável, além de ajudarem na regulação dos níveis séricos de colesterol e da pressão arterial e no tratamento a infecções respiratórias e a inflamações cutâneas (MOKOENA, 2017; PINO et al., 2019; VANDENPLAS et al., 2015).

Para que uma determinada cepa seja considerada probiótica ela deve atender a critérios seletivos, os quais se referem não apenas à resistência à passagem pelo sistema gastrointestinal, mas também à apresentação de alta proliferação no intestino e outros. Além disso, atualmente, tem-se adotado a avaliação toxicológica a partir de modelos in vitro e in vivo (KUMAR et al., 2015; LARA-VILLOSLADA et al., 2007).

Para a caracterização inicial de uma cepa como probiótica, alguns critérios foram estabelecidos: a cepa não deve apresentar riscos ao hospedeiro, nem apresentar transmissão de genes de resistência a antibióticos e de virulência, além de apresentar boa fixação no epitélio intestinal, atuando de forma a inibir o desenvolvimento de patógenos, e apresentar tolerância ao ácido estomacal, produção de exopolissacarídeos e a sais biliares (SORNPLANG; PIYADEATSSONTORN, 2016; VANDENPLAS et al. 2015).

A identificação molecular da cepa, após a sua triagem, pode ser realizada de diversas formas. A primeira se baseia na observação de características fenotípicas a partir de testes bioquímico, fisiológicos e morfológicos. Já os testes moleculares são usualmente mais utilizados. Estes podem se diferenciar de várias formas, sendo o sequenciamento do DNA usando a região do gene 16 rRNA pela técnica de reação em cadeia polimerase (PCR) a técnica mais usual (FERROCINO et al., 2017; FRANCIOSA et al., 2018; POŁKA et al., 2015).