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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Efeitos do processamento a alta pressão nas propriedades funcionais da proteina de soja e suas misturas com polissacarideos
Title Alternative: Effects of high pressure on functional properties of soy protein alone and mixed with polysaccharides
Author: Torrezan, Renata
Advisor: Cristianini, Marcelo, 1964-
Abstract: Resumo: O isolado proteico de soja (IPS) é um produto com pelo menos 90% de proteínas que, devido às suas características físico-químicas, possui certas propriedades funcionais tecnológicas que influenciam a sua aceitação e utilização como ingrediente em produtos cárneos, alimentos infantis, bebidas e produtos de panificação. Os polissacarídeos, pectina e k-carragena são utilizados em alimentos como espessantes, geleificantes e estabilizantes de emulsões. Neste trabalho foram avaliados os efeitos do tratamento sob alta pressão, utilizando-se os dois tipos de equipamentos existentes no mercado: isostático e dinâmico, sobre as características funcionais tecnológicas (solubilidade e índice de atividade emulsificante - IAE) do isolado proteico de soja, como também da mistura de isolado proteico de soja com pectina e k-carragena, com o equipamento isostático. No caso do equipamento isostático, foram também analisadas as propriedades reológicas ¿ G¿ e G¿¿. Para a análise dos efeitos do tratamento sob alta pressão isostática sobre o isolado proteico de soja foi utilizado o planejamento fatorial completo (23), cujas variáveis independentes foram a concentração de proteína, pH e nível de pressão. Para o equipamento dinâmico as variáveis foram o pH e o nível de pressão aplicado. Um planejamento fatorial fracionário (24-1) foi utilizado inicialmente, para os sistemas proteína de soja¿polissacarídeos para avaliar os efeitos das variáveis independentes (concentração de isolado de soja, concentração de polissacarídeo utilizado - pectina ou k-carragena, pH e nível de pressão isostática) e posteriormente foi realizado um planejamento fatorial completo (23) fixando-se a concentração de IPS em 1%, obtendo-se as superfícies de resposta. De cada planejamento fatorial completo foram selecionados os ensaios que apresentaram as maiores respostas em cada característica funcional (solubilidade, índice de atividade emulsificante e conforme o caso, G¿) e avaliadas também o teor de sulfidrila livre, comportamento eletroforético, grau de desnaturação das proteínas (calorimetria diferencial de varredura), perfil cromatográfico e documentação da microestrutura (microscopia eletrônica de varredura). A solubilidade proteica foi fortemente influenciada pela variável pH em todas as faixas de pH estudadas, tanto quando se utilizou apenas a proteína de soja quanto da sua utilização adicionada de pectina e k-carragena, para ambos os equipamentos de alta pressão utilizados: isostático e dinâmico. Quando se trabalhou apenas com a proteína de soja, utilizando-se o equipamento de alta pressão isostática na faixa de pH mais baixa (2,66 ¿ 4,34) o valor de IAE foi máximo nos tratamentos sob baixa pressão. Na faixa de pH de 5,16 a 6,84 os valores mais altos de IAE foram obtidos na região de valores centrais de pressão e de baixo pH. Quando se adicionou pectina ou k-carragena à proteína de soja o IAE atingiu valores mais altos para os tratamentos sob pressão isostática nos pontos extremos (mais baixos ou nos mais altos). Quando se utilizou o equipamento sob alta pressão dinâmica os maiores valores de IAE estão próximos aos ponto isoelétrico da proteína de soja. Em todos os experimentos realizados no equipamento isostático o módulo de perda ou componente viscoso (G¿¿) foi o componente dominante, exibindo um comportamento predominantemente viscoso. A análise das amostras selecionadas em cada experimento com os maiores valores de solubilidade proteica, IAE e quando foi o caso G¿¿ utilizando apenas a proteína de soja ou misturas da proteína de soja com pectina ou k-carragena mostraram que o tratamento sob alta pressão isostática e dinâmica diminuíram em maior ou menor grau o teor de sulfidrila livre de todas as amostras analisadas, evidenciando uma mudança na molécula da proteína confirmada pelas alterações observadas através das análises de calorimetria diferencial de varredura, cromatografia líquida de fase reversa, eletroforese e microscopia eletrônica. Foi realizada também uma avaliação sobre os efeitos do tratamento sob alta pressão isostática (200-700 MPa) sobre os fatores antinutricionais teor de fitato e inibidor de tripsina, constatando-se que a alta pressão não alterou os teores do inibidor de tripsina; porém, não foram detectadas concentrações de fitato após este tratamento

Abstract: Soy protein isolate (SPI) contains at least 90% protein and its physics and chemical properties define some functional properties that influence its use and acceptance as an ingredient in meat products, baby foods, beverages and bread products. The polysaccharides pectin and k-carrageenan are used as a thickening, gelation and emulsion stabilising agent in some food products. The effects of isostatic and dynamic high pressure on functional properties (solubility and emulsifying activity index ¿ EAI) of SPI alone as well of SPI mixed with pectin and k-carrageenan (only for isostatic high pressure treatment) were evaluated in this work. For isostatic high pressure processing the rheological properties G¿ and G¿¿ were also evaluated. To analyse the effects of isostatic high-pressure treatment on SPI a complete factorial design 23 was applied with protein concentration, pH and pressure as independent variables. For dynamic high-pressure treatment the variables were the pH and the pressure. Initially, to analyse the effects of independent variables (protein concentration, polysaccharide concentration ¿pectin or k-carrageenan, pH and pressure level) in mixed protein-polysaccharide systems a fractional factorial design 24-1 was applied and the protein concentration was fixed at 1% for the next complete designs. The samples with the highest effect on protein solubility, EAI and in some cases also G¿¿ value were evaluated as well by electrophoresis (Native and SDS-Page), free sulphydryl determination, reversed phase high pressure liquid chromatography (RP-HPLC), differential scanning calorimetry (DSC) and having their microstructure documented. The pH was the main factor that affecting protein solubility in all studied pH ranges, for SPI alone and SPI mixed with polysaccharides and for both high-pressure equipments. The EAI was maximum in low high-pressure treatments (200-300 MPa) with isostatic equipment for pH 2.66-4.34 range, when the system was only SPI. In pH 5.16-6.84 range the highest EAI values was in middle high-pressure values (450 MPa) and low pH. When SPI was mixed with pectin and k-carrageenan the highest values of EAI was in the extreme points of isostatic high pressure (the highest or the lower). When dynamic high-pressure equipment was used the region of the highest values of EAI was near by the soy protein isoelectric point (pI). Loss modulus (G¿) was the dominant compound in all the isostatic experiments done and exhibited a predominantly viscous behaviour. The selected samples analysis with SPI alone as well SPI mixed with pectin or k-carrageenan samples showed that isostatic or dynamic high pressure treatment decreased in some degree the free sulphydryl content of all analysed samples showing that some change occurred in soy protein molecule as confirmed by DSC, RP¿HPLC, electrophoresis and scanning electronic microscopy. The evaluation of isostatic high pressure treatment (200-700 MPa) on antinutritional factors such as phytate content and trypsin inhibitor showed that high pressure did not change the trypsin inhibitor activity but was effective in eliminating the phytate content
Subject: Proteinas de soja
Pectina
Kappa-carragena
Pressão alta (Tecnologia)
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2007
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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