Optimization of enzymatic hydrolysis of okara's protein hydrolysates and evaluation of different degrees of hydrolysis
| Autor: | Dafne Garcia Pereira |
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| Přispěvatelé: | Louise Emy Kurozawa ., Elza Iouko Ida |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2016 |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEL Universidade Estadual de Londrina (UEL) instacron:UEL |
| Popis: | A soja possui grande destaque para o mercado alimentício devido ao seu alto valor nutricional. Dentre os seus componentes, tem-se as isoflavonas, fosfolipídios, vitaminas, fibras e as proteínas, com comprovada ação benéfica para a saúde humana. Na elaboração do extrato aquoso de soja e do tofu, após a etapa de extração dos compostos solúveis em água, ocorre a formação de um resíduo insolúvel denominado okara. Este resíduo possui quantidades substanciais de proteínas, fibras e óleo, sendo pouco aproveitado como alimento ou sub-utilizado como ração animal. Assim, há um grande desperdício de nutrientes, pois o okara apresenta um grande potencial para ser utilizado. Uma alternativa para o aproveitamento deste sub-produto seria a concentração e a hidrólise enzimática das proteínas para a obtenção de hidrolisados proteicos. Estes são fragmentos específicos de proteína de tamanhos variados, que possuem propriedades antioxidantes e/ou antimicrobianas. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi otimizar a hidrólise das proteínas concentradas do okara pela ação combinada de duas proteases comerciais, a endopeptidase Alcalase e a exopeptidase Flavourzyme, e avaliar a atividade antioxidante e antimicrobiana dos hidrolisados obtidos em diferentes graus de hidrólise. Primeiramente, as proteínas do okara foram extraídas e concentradas por precipitação isoelétrica. Para a etapa de otimização da hidrólise enzimática, foi realizado um delineamento composto central rotacional (DCCR), de modo a verificar o efeito da temperatura, pH, razão enzima:substrato e razão Alcalase:Flavourzyme sobre o grau de hidrólise. Nas condições ótimas, foram obtidos hidrolisados em diferentes graus de hidrólise (GH, 6, 12, 18, 22 e 24%) e uma amostra controle não-hidrolisada GH 0%. A eletroforese confirmou a hidrólise proteica, pelo aparecimento de bandas difusas e menores que 26 kDa. Pelo perfil de aminoácidos totais, as amostras com GH 22 e 24% apresentaram um bom escore de todos os aminoácidos essenciais. As amostras hidrolisadas também apresentaram 2,3 e 2,7 vezes maior atividade na eliminação de radicais ABTS e poder antioxidante na redução do íon férrico FRAP, respectivamente, do que a proteína intacta. Entretanto, No entanto, todas as amostras não apresentaram atividade antimicrobiana contra bactérias E. coli, S. aureus and Salmonella. Como conclusão, foi possível otimizar a hidrólise enzimática, na qual a melhor condição para se obter maior GH foi temperatura de 40°C, razão enzima:substrato de 5%, pH 7,1 e razão das enzimas Alcalase/Flavourzyme de 90/10 (%/%). No presente trabalho, foi possível obter hidrolisados com elevada atividade antioxidante, baixo peso molecular e boa qualidade nutricional na composição total de aminoácidos. Assim, uma possível aplicação desses hidrolisados deve estar relacionada com a sua boa atividade antioxidante. Soybean has significant importance on the food industry due to its high nutritional value. Among its components, isoflavones, phospholipids, vitamins, fiber and protein have beneficial effects on human health. During the preparation of the soymilk and tofu, there is formation of an insoluble residue called okara. This residue has substantial quantities of protein, fiber and oil with little use as food or under-utilized as animal feed. Thus there is a significant waste of valuable nutrients, since the okara has great potential for use. An alternative to the use of this by-product is the concentration and enzymatic hydrolysis to obtain protein hydrolysates. These are specific protein fragments of several sizes, which antioxidant and/or antimicrobial properties. In this way, the objective of this work was to optimize the enzymatic hydrolysis of protein concentrate of the okara by action of combination of two commercial proteases: endopeptidase Alcalase and exopeptidase Flavourzyme, and evaluate the antioxidant and antimicrobial activities of the hydrolysates with several degrees of hydrolysis. First, proteins were extracted from okara and concentrated by isoelectric precipitation. For the optimization of enzymatic hydrolysis process, a central composite rotatable design (CCRD) was carried out in order to verify the effect of temperature, pH, enzyme:substrate ratio and Alcalase:Flavourzyme ratio on the degree of hydrolysis. Under the optimum conditions, five protein hydrolysates with different degrees of hydrolysis (DH, 6, 12, 18, 22 and 24%) and non-hydrolyzed control sample DH 0% were obtained and evaluated. The electrophoretic profiles confirmed the protein hydrolysis, by the appearance of diffuse bands with molecular weight lower than 26 kDa. For total amino acid profile, samples with DH 22 and 24% had a good score of all essential amino acids. Hydrolyzed samples had 2.3 and 2.7-fold higher ABTS radical scavenging activityand ferric reduction antioxidant power FRAP, respectively, than the intact protein. However, all samples did not show antimicrobial activity against bacteria E. coli, S. aureus and Salmonella. As conclusion, the enzymatic hydrolysis of okara proteins was optimized in which the best condition for greater DH was 40°C, enzyme:substrate ratio of 5% , pH of 7.1 and Alcalase/Flavourzyme ratio of 90/10 (%/%). In the current work, protein hydrolysates with high antioxidant activity, low molecular weight and good nutritional quality with respect to total amino acid composition were obtained. Thus, a possible application of these hydrolysates could be related to their good antioxidant activity. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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