Hidrolisados protéicos de anchoita (engraulis anchoita): obtenção, atividade antioxidante e aplicação em embutido emulsionado

Uma alternativa para pescados subaproveitados e subprodutos da industrialização de pescado é o desenvolvimento de processos para recuperação e/ou alteração das proteínas musculares de pescados. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de hidrolisados protéicos de carne mecanicamente separada (CMS) de anchoita (Engraulis anchoita) e a avaliação da sua atividade antioxidante, aplicando-os bem embutido preparado com o surimi de anchoita. Foram produzidos diferentes hidrolisados com as enzimas microbianas Alcalase, Flavourzyme e Protamex, fixando a concentração de substrato e de enzima e os parâmetros pH e temperatura foram variados. Os hidrolisados foram efetivos contra a inibição da peroxidação lipídica (43,8±0,2%) e no poder redutor, onde o hidrolisado com a enzima Flavourzyme em 1 hora de reação mostrou-se mais efetivo. No seqüestro de radicais livres, como o DPPH, o hidrolisado com a enzima Flavourzyme, obtido em tempo de hidrólise de 5 horas, alcançou valores acima de 45,0% em concentração de 5 mg/mL. Na produção de surimi foram testadas lavagens da CMS de anchoita com soluções de bicarbonato de sódio 0,5%, ácido fosfórico 0,05% e cloreto de sódio 0,3%. O maior rendimento (90,5%) e uma coloração mais clara (W= 50,24±1,81) foram encontrados no surimi obtido por lavagens com bicarbonato de sódio e cloreto de sódio (BS), em comparação ao surimi que se utilizou água, ácido fosfórico e cloreto de sódio (AF) ou com soluções de cloreto de sódio, ácido fosfórico e bicarbonato de sódio (AB). Na força de gel o surimi AF (1154,25 ± 4,37 g.mm) obteve maior valor, sendo utilizado para a produção de salsichas. Foram analisadas diferentes concentrações de surimi (70, 75 e 80%) em salsichas, que foram submetidas às análises de cor e textura. Não houve influência da concentração de surimi nas características tecnológicas da salsicha, exceto nos valores de luminosidade. A salsicha com 75% de surimi de anchoita foi caracterizada pela composição proximal, valor energético total (VET) e conteúdo de sódio. A salsicha com surimi e comercial apresentou composição semelhante. O produto com surimi apresentou menor VET (193,7Kcal/100g) e conteúdo de sódio (520 mg/100g) que a salsicha comercial. Nas condições de estudo, no embutido emulsionado, não foi verificada ação antioxidante de hidrolisados, porém houve efeito sobre a CMS de anchoita.

Obtenção de biopeptídeos com atividade antioxidante a partir de proteínas de origem animal

Pele, ossos, espinhas, entre outros, separados durante o processamento de produtos cárneos podem ser uma boa fonte de proteína, especialmente de colágeno. Para obtenção de colágeno nativo a partir de ossos é necessário um tratamento prévio de desproteinização e desmineralização. Portanto, o objetivo deste trabalho foi determinar os melhores parâmetros para a desmineralização de ossos de pescado e frango utilizando soluções de HCl e EDTA um complexante de íons metálicos. O melhor efeito da desmineralização foi obtido com solução de HCl 1,0 mol/L. Após 48 h de extração, 99,4 e 95,4% das substâncias minerais foram solubilizadas para os ossos de pescado e para ossos de frango, respectivamente. Paralelamente, a menor perda de colágeno também foi observada nessas condições. O processo realizado empregando soluções de EDTA foi menos eficaz do que com solução de HCl. Após 48 h de extração com EDTA 0,1 mol/L, 37,5 e 32,4% dos compostos minerais foram removidos dos ossos de pescado e dos ossos de frango, respectivamente. Uma maior eficiência foi alcançada com solução de EDTA 0,5 mol/L. O rendimento do processo foi de cerca de 66,6% a partir dos ossos de pescado e 70,6% a partir os ossos de frango. A desmineralização com EDTA não provocou perda de colágeno.

Produção de nanopartículas contendo peptídeos bioativos de microalgas

A produção de peptídeos bioativos de distintas fontes de proteínas vem ganhando espaço na produção científica e tecnológica, despertando interesse do setor empresarial. Paralelamente a isso, devido à elevada concentração de proteínas na biomassa das microalgas Spirulina e Chlorella, estas apresentam grande potencial para a extração de biocompostos com alto valor agregado, como biopeptídeos de microalgas. As proteínas são uma importante fonte de peptídeos bioativos, mas estes não estão ativos na proteína precursora e devem ser liberados para que apresentem efeitos fisiológicos desejados. Essa liberação pode ser feita através de hidrólise enzimática a partir de proteases, sendo um dos métodos mais utilizados para a produção destes biocompostos. Dentro deste contexto, vários estudos vêm mostrando o uso da tecnologia por secagem em spray dryer para a obtenção de nanopartículas que contenham compostos bioativos, sendo, essa técnica, amplamente utilizada para transformar líquidos em pós, podendo ser aplicada em materiais sensíveis à temperatura. Este estudo teve como objetivo obter peptídeos bioativos através da reação enzimática, tendo como substrato a biomassa de Spirulina sp. LEB 18 e Chlorella pyrenoidosa e, na sequência, obter nanopartículas contendo os biopeptídeos. Primeiramente, foram testadas as 3 proteases comerciais (Protemax 580 L, Protemax N 200 e pepsina) para a produção de hidrolisados proteicos de microalgas, para isso foram realizados 3 delineamentos compostos centrais para cada microalga em estudo (Chlorella e Spirulina). Os delineamentos utilizados foram do tipo 23 com três repetições no ponto central, variando-se a concentração de enzima (5 a 10 U.mL-1), a concentração de substrato (5 a 10 %) e o tempo de reação (60 a 240 min). Após, realizou-se 2 delineamentos compostos rotacionais do tipo 22 com pontos centrais, um para cada microalga, utilizando-se para a hidrólise a enzima Protemax 580L (5 U.mL-1) variando-se a concentração de substrato e tempo de reação, para todos ensaios estudou-se a solubilidade, capacidade de retenção de água, atividade antioxidante e digestibilidade. Foi selecionado um ensaio para cada microalga, levando em conta os melhores resultados. Então nova hidrólise enzimática foi realizada sendo o sistema reacional composto pela enzima Protemax 580 L (5 U.mL-1) e pela biomassa de Spirulina sp. LEB 18 ou Chlorella pyrenoidosa (4% de proteína) durante tempo de 200 min. Os hidrolisados foram purificados por filtração a vácuo com membranas millipores de diferentes tamanhos (0,45; 0,2 e 0,1 µm) e por colunas com membrana vertical Amicon® Ultra 0.5 (3K e 10K), sendo que após cada etapa, foi realizado teste de atividade antioxidante pelos métodos de poder redutor, DPPH e ABTS, a fim de verificar a permanência da atividade antioxidante. Utilizou-se nano spray dryer Büchi modelo B 90 para a secagem das amostras, sendo o tamanho das partículas obtidas analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Por fim, conclui-se que a biomassa de microalgas pode ser utilizada como fonte de produção de peptídeos bioativos com elevada atividade antioxidante e que dentre as microalgas estudadas, Spirulina sp. LEB 18 apresentou melhores resultados, em todas as análises realizadas, quando comparada com Chlorella pyrenoidosa. Esse estudo, também visou utilizar a nanobiotecnologia para obtenção de nanoparículas contendo os biopeptídeos, para tal, utilizou-se o nano Buchi Spray Dryer B-90, o qual gerou partículas nanométricas de 14 a 18 nm para o hidrolisado de Spirulina e de 72 a 108 nm para o hidrolisado de Chlorella.

Buffalo cheese whey proteins, identification of a 24 kda protein and characterization of their hydrolysates: in vitro gastrointestinal digestion

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Functional properties of enzymatically modified protein from fish waste

Fish flour from dried waste consisting of head, tail, fins and entrails was enzimatically hydrolysed using various proteases and the hydrolysate was spray dried. The functional properties such as water-fat absorption ratio, foaming and solubility index of the hydrolysates and fish flour revealed that some of the products might find significant uses in the food and/or cosmetics industry. Electrophoretic separation of the proteins from the fish flour and of the hydrolysates indicated that almost all the flour proteins are susceptible to proteolytic cleavage with the exception of one or two. The extent of degree of hydrolysis from 43-70.3% with a simultaneous decrease in unpleasant smell suggest an economical tool for minimizing odour pollution due to fish industry waste deterioration.

Protein hydrolysate from miscellaneous fish

A method to prepare fish protein hydrolysate from miscellaneous fish obtained as by catch from shrimp trawlers is outlined. Effect of temperature and concentration of enzyme papain on the yield of hydrolysates has been determined. It is seen that within 30 min at 55°C and pH 6.5 fish proteins can be effectively solubilized, provided the nitrogen content of the enzyme (activity 10 units/mg enzyme) and substrate are maintained in the ratio 1:30. This hydrolysate possesses the best amino acid pattern compared to those obtained after hydrolysis for 60 to 180 min.

Production of acid whey hydrolysates applying an integrative process: effect of calcium on process performance

High ionic calcium concentration and the absence of caseinmacropeptides (CMP) in acid whey could influence the production of angiotensin-I-converting enzyme (ACE)-inhibitory hydrolysate and its bioactivity through the application of the integrative process. Therefore, the aim of the present study was to produce a hydrolysate from acid whey applying the integrative process. Process performance was evaluated based on protein adsorption capacity and conversion in relation to ACE-inhibitory activity (ACEi%) and ionic calcium concentration. Hydrolysates with high potency of their biological activity were produced (IC50 = 206-353 μg mL-1). High ionic calcium concentration in acid whey contributed to ACE-inhibitory activity. However, low β-lactoglobulin adsorption and conversion was observed. Optimisation of the resin volume increased the adsorption of β-lactoglobulin significantly but with lower selectivity. The changes in conversion value were not significant even at higher concentration of enzyme. Several ACE inhibitors derived from β-lactoglobulin that were identified before in sweet whey hydrolysates such as, IIAEKT, IIAE, IVTQ, LIVTQ, LIVTQT, LDAQ and LIVT were found. New peptides such as, SNICNI and ECCHGD derived from α-lactalbumin and BSA respectively were identified.

Microcapsules of a Casein Hydrolysate: Production, Characterization, and Application in Protein Bars

The aim of this work was to encapsulate a casein hydrolysate by spray drying using maltodextrins (DE 10 and 20) as wall materials and to evaluate the efficiency of the microencapsulation in attenuating the bitter taste of the hydrolysate using protein bars as the model system. Microcapsules were evaluated for morphology (SEM), particle size, hygroscopicity, solubility, thermal behavior (DSC), and bitter taste with a trained sensory panel by a paired comparison test (nonencapsulated samples vs. encapsulated samples). Bars were prepared with the addition of 3% casein hydrolysate at free or both encapsulated forms, and were then evaluated for their moisture, water activity (a(w)) and for their bitter taste by a ranking test. Microcapsules were of the matrix type, having continuous surfaces with no apparent porosity for both coatings. Both encapsulated casein hydrolysates had similar hygroscopicity, and lower values than free encapsulated hydrolysates. The degree of hydrolysis of the maltodextrin influenced only the particle size and T(g). The sensory panel considered the protein bars produced with both encapsulated materials less bitter (p < 0.05) than those produced with the free casein hydrolysates. Microencapsulation by spray drying with maltodextrin DE 10 and 20 was successful to attenuate the bitter taste and the hygroscopicity of casein hydrolysates.

Production and properties of casein hydrolysate microencapsulated by spray drying with soybean protein isolate

The aim of this work was to encapsulate casein hydrolysate by spray drying with soybean protein isolate (SPI) as wall material to attenuate the bitter taste of that product. Two treatments were prepared: both with 12 g/100 g solids and containing either two proportions of SPI: hydrolysate (70:30 and 80:20), called M1 and M2, respectively. The samples were evaluated for morphological characteristics (SEM), particle size, hygroscopicity, solubility, hydrophobicity, thermal behavior and bitter taste with a trained sensory panel using a paired-comparison test (non-encapsulated samples vs. encapsulated samples). Microcapsules had a continuous wall, many concavities, and no porosity. Treatments M1 and M2 presented average particle sizes of 11.32 and 9.18 mu m, respectively. The wall material and/or the microencapsulation raised the hygroscopicity of the hydrolysate since the free hydrolysate had hygroscopicity of 53 g of water/100 g of solids and M1 and M2 had 106.99 and 102.19 g of water/100 g of solids, respectively. However, the hydrophobicity decreases, the absence of a peak in encapsulated hydrolysates, and the results of the panel sensory test considering the encapsulated samples less bitter (p < 0.05) than the non-encapsulated, showed that spray drying with SPI was an efficient method for microencapsulation and attenuation of the bitter taste of the casein hydrolysate. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Determination of amino acids by capillary electrophoresis-electrospray ionization-mass spectrometry: An evaluation of different protein hydrolysis procedures

In this work, a CE equipment, online hyphenated to an IT MS analyzer by a linear sheath liquid interface promoting ESI, was used to develop a method for quantitative determination of amino acids. Under appropriate conditions (BGE composition, 0.8% HCOOH, 20% CH(3)OH; sheath liquid composition, 0.8% HCOOH, 60% methanol; V(ESI), +4.50 W), analytical curves of all amino acids from 3 to 80 mg/L were recorded presenting acceptable linearity (r > 0.99). LODs in the range of 16-172 mu mol/L were obtained. BSA, a model protein, was submitted to different hydrolysis procedures (classical acid and basic, and catalyzed by the H(+) form of a cation exchanger resin) and its amino acid profiles determined. In general, the resin-mediated hydrolysis yields were overall similar or better than those obtained by classical acid or basic hydrolysis. The resulting experimental-to-theoretical BSA concentration ratios served as correction factors for the quantitation of amino acids in Brazil nut resin generated hydrolysates.

Ethanol Production from Hardboard Manufacturing Process Wastewater: Methods for Improving Product Yields from Hemicellulose Hydrolysates

Waste effluents from the forest products industry are sources of lignocellulosic biomass that can be converted to ethanol by yeast after pretreatment. However, the challenge of improving ethanol yields from a mixed pentose and hexose fermentation of a potentially inhibitory hydrolysate still remains. Hardboard manufacturing process wastewater (HPW) was evaluated at a potential feedstream for lignocellulosic ethanol production by native xylose-fermenting yeast. After screening of xylose-fermenting yeasts, Scheffersomyces stipitis CBS 6054 was selected as the ideal organism for conversion of the HPW hydrolysate material. The individual and synergistic effects of inhibitory compounds present in the hydrolysate were evaluated using response surface methodology. It was concluded that organic acids have an additive negative effect on fermentations. Fermentation conditions were also optimized in terms of aeration and pH. Methods for improving productivity and achieving higher ethanol yields were investigated. Adaptation to the conditions present in the hydrolysate through repeated cell sub-culturing was used. The objectives of this present study were to adapt S. stipitis CBS6054 to a dilute-acid pretreated lignocellulosic containing waste stream; compare the physiological, metabolic, and proteomic profiles of the adapted strain to its parent; quantify changes in protein expression/regulation, metabolite abundance, and enzyme activity; and determine the biochemical and molecular mechanism of adaptation. The adapted culture showed improvement in both substrate utilization and ethanol yields compared to the unadapted parent strain. The adapted strain also represented a growth phenotype compared to its unadapted parent based on its physiological and proteomic profiles. Several potential targets that could be responsible for strain improvement were identified. These targets could have implications for metabolic engineering of strains for improved ethanol production from lignocellulosic feedstocks. Although this work focuses specifically on the conversion of HPW to ethanol, the methods developed can be used for any feedstock/product systems that employ a microbial conversion step. The benefit of this research is that the organisms will the optimized for a company's specific system.