O objetivo do trabalho foi otimizar a microencapsulação de Lactobacillus acidophillus La-5 empregando atomização, quanto a eficiência da microencapsulação e resistência à passagem pelo trato digestório in vitro através do emprego de planejamento Central Composto Rotacional do tipo 2³ (8 ensaios), com 03 pontos centrais e 06 pontos axiais, totalizando 17 ensaios, cujas variáveis independentes foram concentração de dextrina de mandioca, temperatura do ar de entrada e vazão de alimentação. O ensaio que apresentou a maior eficiência de microencapsulação foi o ponto central (65%), o qual apresentava concentração de dextrina de 27,5%, temperatura do ar de entrada de 91°C e vazão de 0,75 L·h-1. Em relação à resistência ao trato digestório, não foram observadas diferenças significativas entre os ensaios. Os dados obtidos emonstraram a viabilidade da aplicação da dextrina de mandioca tartarato para microencapsulação de Lactobacillus acidophilus La-5 em relação a eficiência de microencapsulação e a resistência à passagem pelo trato digestório in vitro.