Aplicação de alta pressão hidrostática para melhoria do processo de hidrólise das proteínas do soro de leite utilizando diferentes proteases

Abstract

O soro de leite é um coproduto da indústria de lácteos, com alto teor de proteínas de elevado valor nutricional e diferentes propriedades tecnológicas, usado em uma ampla variedade de produtos. No entanto, essas características podem ser melhoradas por processos enzimáticos, que também conseguem liberar peptídeos bioativos e reduzir a alergenicidade em relação à proteína nativa. Vários fatores podem influenciar na hidrólise, como a enzima selecionada, o pH da reação, o tempo de processo, o uso de tecnologias, dentre outros. A tecnologia de alta pressão hidrostática (APH) vem sendo associada a hidrólise devido às alterações que pode provocar na estrutura da proteína, resultando no aumento da exposição de pontos de clivagem e, consequentemente, uma hidrólise mais intensa e, possivelmente, hidrolisados com maior bioatividade e menor alergenicidade. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da APH na hidrólise de um concentrado proteico do soro de leite (WPC) utilizando as proteases Novo Pro-D, ficina e pepsina. A Tese foi dividida em dois capítulos de resultados. O primeiro estudo (capítulo II) avaliou o efeito da aplicação da APH na hidrólise péptica do WPC. O uso da APH foi avaliada antes (pré-tratamento - PT) e durante os processos de hidrólise (assistida por hidrólise – HA) combinando as pressões de 100, 250 e 400 MPa e os tempos de 5, 20 e 35 min. A evolução da hidrólise nos diferentes tratamentos (hidrólise convencional, HA e PT) foram avaliadas por meio da redução do teor de proteínas solúveis, aumento do teor de aminoácidos aromáticos e perfil peptídico. Além disso, a capacidade antioxidante dos hidrolisados também foram avaliados utilizando-se os ensaios ORAC e ABTS. O uso da APH favoreceu a hidrólise da β-lactoglobulina em até 98%, mesmo sendo uma proteína resistente à hidrólise péptica. A maior redução de proteínas solúveis foi observada no tratamento de HA usando 100 MPa/35 min., em que exibiu redução de 35%, enquanto na CH e nos PTs a redução foi de cerca de 20% após 4h de reação. Quanto a bioatividade, o uso da APH contribuiu para obtenção de hidrolisados com maior capacidade antioxidante in vitro quando comparado ao obtido no processo convencional. Os resultados desse capítulo sugeriram que a HA por APH é uma estratégia eficiente para melhorar a hidrólise péptica, reduzir significativamente o tempo de processo e aumentar a atividade antioxidante dos hidrolisados. No capítulo III da Tese, foi investigado o uso das proteases Novo Pro-D® (NPD) e ficina (FC) como alternativa para a produção de hidrolisados. Como são proteases pouco estudadas na produção de hidrolisados, foi feito um estudo prévio avaliando as relações E:S de 7, 5, 3 e 1% para NPD e 10, 7 e 5% para FC. A melhor relação E:S foi de 1% para NPD e 7% para FC. Após, a hidrólise foi realizada nas proteínas pré-tratadas por APH, utilizando as mesmas condições de pressurização do capítulo II. O efeito do PT, bem como o uso das diferentes proteases foram avaliados pela caraterização química (teor de proteínas solúveis, aminoácidos aromáticos e perfil peptídico). Além disso, foram avaliadas a capacidade antioxidante in vitro usando o ensaio ORAC, a atividade anti-hipertensiva ex-vivo por meio do relaxamento vascular, e a alergenicidade in vitro pelo teste ELISA. A enzima NPD apresentou uma hidrólise mais acentuada das proteínas do soro de leite, gerando hidrolisados com redução de 98% de proteínas solúveis, maior capacidade antioxidante e menor imunorreatividade quando comparado a FC. No entanto, o pré-tratamento por APH conseguiu melhorar as características dos hidrolisados obtidos pela FC, e os tratamentos PT2 (400 MPa/5 min.) e PT4 (400 MPa/35 min) resultaram na redução de 68.81 e 85.29% de proteínas, respectivamente, enquanto na hidrólise convencional a redução foi de 56,9%. Além disso, os hidrolisados pré-tratados por APH também apresentaram maior capacidade antioxidante e menor alergenicidade em comparação aos obtidos na hidrólise convencional. Em relação à atividade anti-hipertensiva, o hidrolisado proveniente da hidrólise usando a FC causou relaxamento vascular muito mais pronunciado em anéis aórticos de ratos do que os hidrolisados de NPD. Portanto, ambas enzimas (NPD e FC) apresentaram elevado potencial para produção de hidrolisados, e o uso de alta pressão hidrostática como pré-tratamento pode ser uma alternativa promissora para produzir hidrolisados com características melhoradas. Em suma, os resultados alcançados sugerem que as características desejadas nos hidrolisados devem ser os norteadores para seleção das proteases. Além disso, a APH foi um processo importante para melhorar a hidrólise das proteínas do soro de leite e as características finais dos hidrolisados, porém a melhor estratégia de uso dependerá da protease selecionada.