Efeito do ultrassom na hidrólise enzimática das proteínas do soro lácteo e disponibilidade in vitro

Abstract

As propriedades do soro lácteo vêm despertando interesse da indústria e de pesquisadores. Na literatura encontram-se trabalhos sobre a hidrólise enzimática do soro utilizando-se enzimas purificadas, o que, industrialmente se torna inviável devido ao alto custo destas enzimas. Neste sentido, o presente trabalho tem como principal objetivo utilizar enzimas de grau comercial, de fácil disponibilização, visando obter hidrolisados proteicos de soro lácteo. Os experimentos foram realizados em reatores com volumes variáveis, com tempos de hidrólise de até 24 horas, variando-se temperatura, pH, tipos de enzima, uso ou não de pré-tratamento por sonda ultrassônica, concentração de enzima e concentração de substrato. Utilizaram-se as enzimas pepsina, papaína, queratinase e Savinase®. Planejamentos experimentais foram utilizados para identificar o efeito das variáveis do processo, bem como das possíveis interações entre elas na eficiência da hidrólise. Realizaram-se, também, estudos da estrutura da proteína após exposição ao ultrassom. O maior grau de hidrólise ocorreu com a utilização da pepsina, em 10 horas de processo, 37 ºC e pH 2,5 em solução aquosa. Nesse mesmo ensaio, com a aplicação do ultrassom, o tempo foi reduzido para 6 horas. As análises de conformação das proteínas mostraram que a estrutura terciária não sofreu alteração pela ação do ultrassom. Entretanto, verificou-se uma redução no tamanho das partículas, facilitando a ação da enzima, melhorando, consequentemente, o grau de hidrólise. Estudos de biodisponibilidade in vitro evidenciaram que os peptídeos podem ser absorvidos sem necessidade de maior grau de hidrólise. Estes estudos permitiram um melhor entendimento sobre o processo de hidrólise enzimática do isolado proteico do soro lácteo para uma melhor utilização e otimização das condições deste processo.

Abstract : The properties of whey have been attracting interest from industry and many researchers. In the literature there are several studies about enzymatic hydrolysis of whey. However, using purified enzymes, which, industrially, becomes unfeasible due to the high cost of these enzymes. In this sense, the main objective of this work is to use low purity enzymes, which are readily available, in order to obtain whey protein hydrolyzates. The experiments were carried out in reactors with variable volumes, with hydrolysis for times up to 24 hours, varying temperature, pH, enzyme, use or not of pretreatment by ultrasonic probe, enzyme concentration and substrate concentration. The enzymes pepsin, papain, keratinase and Savinase® were used. Experimental design (DOE) were used to identify the effect of process variables as well as possible interactions between them on hydrolysis efficiency. Protein structure studies were also performed after exposure to ultrasound. The highest hydrolysis degree occurred with the use of pepsin, in 10 hours of process, 37 ºC and pH 2.5 in aqueous solution. In that same test, with the application of ultrasound, the time reduced for 6 hours. The protein conformation analyzes showed that the tertiary structure was not altered by the action of the ultrasound. However, a reduction in particle size has been observed, facilitating the action of the enzyme, thereby improving the hydrolysis degree. In vitro bioavailability studies have shown that peptides can be absorbed without the need for a higher hydrolysis degree. These studies allowed a better understanding of the enzymatic hydrolysis process of whey protein isolate for a better use and optimization of the conditions of this process.