Proteinas de soro de sangue bovino : propriedades nutritivas e funcionais

Orientador: Valdemiro Carlos SgarbieriDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Há um interesse constante pela utilização do sangue gerado por abates em frigoríficos tanto pela solução do problema ambiental causado pelo descarte deste sem prévio tratamento, quanto recuperação e aproveitamento das proteínas constituintes deste tecido, que possuem altíssimo valor biológico e funcional. Este trabalho propôs-se a testar o método de saturação com sulfato de amônio na recuperação das duas principais frações protéicas do sangue, a partir do soro sangüíneo. As albuminas (BSA) e globulinas (GB) isoladas foram desidratadas por dois métodos de secagem e caracterizadas quanto sua composição química, solubilidade, propriedades espumantes e emulsificantes. Sua qualidade nutricional foi avaliada através da digestibilidade in vitro e da composição de aminoácidos e minerais. O método utilizado, apesar de seletivo, separa frações com características físicoquímicas semelhantes e, portanto a utilização das frações para fins farmacêuticos exige um posterior passo de purificação. As duas frações obtidas são compostas de aproximadamente 85% de proteínas, limitadas em 30% de triptofano (BSA) e 12% em isoleucina (GB), e com digestibilidades idênticas (91 e 98%) (p<O,05) à da caseína (90%). As frações apresentaram excelentes propriedades funcionais, sendo que a BSA mostrou-se bem mais solúvel que a GB, não tendo sofrido influência da variação do pH. Sua capacidade de formação de espuma (CFE) comparou-se à da proteína da clara de ovo, sendo superior em pequenas concentrações de proteína. A BSA, apesar de mesma CFE, forma uma espuma menos estável que a GB. As diferenças encontradas nos métodos de secagem são relevantes, tendo a secagem em spray melhorado as propriedades funcionais estudadas das duas frações protéicas, exceto a CFE da GB, e não interferido na composição química (centesimal e de aminoácidos). Portanto num escalonamento de produção de proteínas a partir do sangue bovino, seguramente poder-se-ia fazer uso da secagem em spray dryer, por ser mais rápida e mais barata. No entanto, através de um planejamento experimental, comparou-se o resíduo de secagem da BSA para saber se a fração do produto mantido nas condições do spray por um tempo prolongado teria suas características funcionais modificadas. Esse indicador de desnaturação foi observado, revelando que as condições de secagem em spray devem ser controladas. Mesmo assim, a BSA na forma de resíduo apresentou boa solubilidade e propriedade emulsificante, mas certamente isto se deve à sua estrutura compacta e com muitas pontes dissulfeto.Abstract: It has been a constant interest in the utilization of animal blood from slaughter houses not only because of the intrinsical value of their constituents, mainly the proteins, but also to solve environmental problems. In this research the two main bovine protein fractions, the albumin (BSA) and globulin (GB) were isolated by using respectively 50% and 80% saturation with ammonium sulphate. The isolated fractions were dehydrated by two methods of drying (freeze drying and spray drying) Chemical composition and technological properties (solubility, foaming, emulsifying capacity and stability) were studied in the dehydrated powders. Protein content of two fractions was respectively, BSA 83%, GB 84-85%. BSA was 30% limited in tryptophan and GB 12% in isoleucine and protein digestibility was above 95% for both fractions. Both fractions presented excellent protein solubility. BSA was less sensitive to changes in pH than GB. Foaming capacity was very high in both fractions (equal or better than egg white). The influence ofthe drying methods was relevant. The drying method did not influence significantly the composition and the functional properties studied, except for the emulsifying capacity of GB that was decreased in the spray dried sample. The data suggested that for industrial operation the spray drying could perfectly replace the freeze-drying method. A factorial planned experiment was performed to compare the fractions that come out naturally from the spray drying with the portion that remains inside the equipment during the entire drying period. It was demonstrated that the retained sample (called BSA residue) was significantly affected by prolonged heat treatment. Even dough the solubility and emulsifying properties of this sample remained high but significantly inferior BSAthat was collected naturally out of the spray drying. The nutritional index estimated (PDCAAS) ranged from 80% for Iyophilized BSA to 91% for the spray dried GB, compared to 86% for casein.MestradoMestre em Alimentos e Nutriçã

Study of the physical-chemical parameters in the microcapsules formation produced for complex coacervation

Orientadores: Carlos Raimundo Ferreira Grosso, Maria Ines ReTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Microencapsulação é uma tecnologia usada como ferramenta potencial para proteção de um composto e modulação de sua liberação. Atualmente, estudos na área de micropartículas e liberação controlada estão bastante avançados e uma variedade de técnicas estão disponíveis entre as quais destacam-se processos por atomização (spray drying, spray cooling e spray chilling), coacervação e recobrimento por leito fluidizado e por complexação. A coacervação complexa envolve a associação reversível de dois polímeros e apresenta algumas vantagens frente a outras técnicas como a possibilidade de se trabalhar com biopolímeros, a ausência de solvente orgânico e condições brandas de temperatura no processamento. Porém a complexidade do processo dificulta a aplicação da técnica a biopolímeros com diferentes características físico-químicas. Assim, neste trabalho foram estudadas as principais condições que podem interferir na formação das partículas por coacervação complexa do sistema clássico goma-arábica:gelatina e pectina:gelatina, na tentativa de elucidar os mecanismos envolvidos. Além disso, as propriedades de barreira das partículas encapsuladas com óleo essencial de vetiver foram alteradas sob duas condições de reticulação (glutaraldeído e transglutaminase) como forma de prever o comportamento da membrana polimérica em diferentes meios. O ensaio de liberação foi mensurado a partir de um composto apolar fluorescente (dansilato de kusimila - KD) em meios aquosos com polaridade modificada pela adição de tensoativos de natureza iônica (dodecilsulfato de sódio) e não-iônica (Tween 80). Os resultados obtidos confirmaram que existe uma faixa ótima de formação de partículas dependente do pH. Acredita-se que as partículas são formadas pela coacervação dos polímeros no sistema líquido-líquido sobre a superfície hidrofóbica do agente de núcleo. O planejamento experimental possibilitou a otimização do processo clássico de formação de partículas gelatina-goma arábica resultando em uma proporção ótima de 2:1. As condições estudadas para a pectina não possibilitaram otimizar o processo nem produzir cápsulas esféricas, sendo que uma massa coacervada foi formada arrastando a porção hidrofóbica e conseqüentemente encapsulando-a. Nas melhores condições experimentais encontradas foram testados agentes reticulantes (glutaraldeído e transglutaminase) que apresentaram diferenças quanto à retenção do composto fluorescente encapsulado e diferenças morfológicas nos meios estudados. Para as partículas não reticuladas úmidas, KD foi completamente liberado após 5 horas enquanto para partículas secas esta quantidade foi de 80%. Nestes sistemas liberação do óleo de vetiver foi avaliada por quantificação cromatográfica através da medida de liberação de alguns compostos presentes no óleo. Em geral, maior porcentagem de liberação foi observada para álcoois e cetonas e menor porcentagem de liberação observada para os hidrocarbonetos. Partículas reticuladas com glutaraldeído apresentaram menor liberação de KD em relação às reticuladas com transglutaminase, que por sua vez apresentaram liberação ligeiramente inferior às partículas não-reticuladas, independentemente dos meios de liberação estudados. Considerando os meios, a ordem de liberação de KD observada foi : etanol anidro>SDS>tween80Abstract: Microencapsulation is a technology used as a potential tool in the protection of a product and the modulation of its core release. Currently, studies in the area of microparticles and controlled release are considerably advanced and a variety of techniques and products are available, among them differents processes for atomization (spray drying, spray cooling and spray chilling), coacervation and fluidized bed and complexation. The complex coacervation involves the reversible association (ionic) of two polymers and presents some advantages in comparison to other techniques such as the possibility to work with biopolymers, the absence of organic solvent and mild temperatures. However the complexity of the process turns the application of the technique difficult to biopolymers due to different physical and chemical characteristics. Thus, this work considered a study of the main conditions that can influence the formation of particles by complex coacervation in an attempt to elucidate the mechanisms involved. Moreover, the barrier properties of these particles were modified under two conditions of crosslinking. The release assay was measured with a hydrophobic fluorescent (khusimyl dansylate - KD), substance in solvents with their polarity modified by the addition of ionic and non-ionic surfactants (SDS and Tween 80). The results confirmed that an optimum band of particle formation exists and depends on the pH. The particles are formed by the coacervation of polymers in the liquid-liquid system over the hydrophobic surface of the core agent. The experimental design made possible the optimization of the classic process of particle formation when the arabic gum-gelatin ratio was 1:2. For the pectin, the range of conditions studied did not allow to optimize the process or to produce spherical capsules, but a coacervated mass was formed dragging the hydrophobic portion and consequently encapsulating it. In the best conditions found, the crosslinking agents (glutaraldehyde and transglutaminase) presented different retention capacities for the encapsulated fluorescent probe and morphological differences in the solvents studied. The KD in the moist capsules without reticulation was completely released after 5 hours, whilst for the freeze-dried particles, this amount was 80%. Release of vetiver oil was evaluated indirectly by chromatographic quantification following the release of some of the compounds present in the oil. In general, a greater percent of release occurred for the alcohols and ketones and smaller percent release was observed for the hydrocarbon compounds. Crosslinking using glutaraldehyde showed smaller release of the KD than particles crosslinked with transglutaminase. The release KD profile of the particles crosslinked with transglutaminase was almost the same compared with particles without crosslinking, in all release medium used. The release order observed for KD was: anhydrous ethanol>SDS>tween80DoutoradoNutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de AlimentosDoutor em Alimentos e Nutriçã