Effect of high isostatic pressure processing on milk-clotting enzymes

Autor(es)

Bruno Ricardo de Castro Leite Júnior

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos
• Data de defesa: 2017-03-27

Membros da banca

Marcelo Cristianini; Helia Harumi Sato; Walkíria Hanada Viotto; Ariene Gimenes Fernandes Van Dender; Daniel Augusto Cavalcante

• Orientador: Marcelo Cristianini

Resumo

A tecnologia de Alta Pressão Isostática (API) promove alteração na atividade de enzimas. Neste contexto, esse estudo visou otimizar as condições de processamento por API para maximizar a atividade de coagulação do leite (ACL) de cinco coagulantes (protease obtida do Rhizomucor miehei, coalho de vitelo, quimosina recombinante, coalho de bovino e pepsina suína); avaliar a ACL em diferentes pHs e temperaturas; avaliar a estabilidade durante estocagem; analisar o grau de hidrólise da ?-caseína (?-CN) usando essas enzimas; descrever as alterações estruturais nas enzimas induzidas pela API; e acompanhar o processo de coagulação por diferentes metodologias. Pressões de até 300 MPa por tempos e temperaturas inferiores a 10 minutos e 25 °C, respectivamente, resultaram em ativação enzimática. Por outro lado, em condições mais drásticas observou-se redução da atividade enzimática, com completa inativação em processos realizados acima de 550 MPa com tempos maiores que 10 min e temperaturas maiores que 45 °C. De forma específica, os coagulantes processados por API (principalmente aqueles com alta concentração de quimosina) apresentaram um maior grau de hidrólise sobre a ?-CN em comparação às enzimas não processadas. Além disso, a pressurização melhorou a estabilidade das enzimas em diferentes valores de pH após o processamento e em pH ótimo de atividade ao longo da estocagem. A protease obtida do R. miehei apresentou maior resistência ao processo, sendo a única com ausência de ativação. A avaliação estrutural das enzimas indicou que o processo de API aumentou a exposição do aminoácido triptofano (avaliado por fluorescência intrínseca) nas condições de ativação e promoveu uma drástica redução dessa exposição sob condições de inativação, indicando um desdobramento molecular após API. Estes resultados foram confirmados pelo aumento da hidrofobicidade superficial observada para amostras processadas por API. Similarmente, os resultados da espectroscopia de reflexão total atenuada no infravermelho com transformada de Fourier confirmaram que o processo de API produziu mudanças significativas nas estruturas secundárias das enzimas com maiores alterações em pressões mais altas. Para avaliação dos efeitos práticos das alterações induzidas pela API sobre as enzimas, a coagulação do leite por essas enzimas foi acompanhada pelos métodos de espectroscopia no infravermelho próximo (que avalia a determinação do grau de agregação proteica), ensaio reológico (que determina a força do gel) e microscopia confocal (que pode ilustrar a porosidade do gel). Esses resultados demonstraram que as enzimas processadas por API em condições otimizadas promoveram uma coagulação mais rápida e que os géis produzidos foram mais consistentes e com um maior grau de agregação da rede proteica em comparação com aqueles produzidos utilizando as enzimas não processadas. Estes efeitos são atribuídos ao maior grau de hidrólise da fração k-CN durante a primeira fase de coagulação. Em termos de rendimento, verificou-se que os géis obtidos com as enzimas processadas por API apresentaram um maior rendimento em comparação com aqueles obtidos a partir das respectivas enzimas não processadas (aumento de até 4,3%). Portanto, a aplicação de API pode melhorar o desempenho e a competitividade dos coagulantes com consequente redução de custos (AU)

• Processo FAPESP: 14/17782-4 - Efeito do processamento de alta pressão isostática em enzimas coagulantes do leite
• Beneficiário: Bruno Ricardo de Castro Leite Júnior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado