Fracionamento de whey protein isolado por meio do uso da tecnologia supercrítica

Abstract

Neste estudo, utilizou-se soluções de concentração de 5% (p/p) de Whey Protein Isolado (WPI) como fonte proteica no fracionamento utilizando o dióxido de carbono supercrítico (scCO2) como solvente extrator, sendo responsável pela acidificação do meio reacional. A técnica se deu em um reator de fluxo contínuo e no processo foram obtidas duas correntes: o precipitado - rica em ?-lactalbumina (?-LA) - e uma solúvel - rica em ?- lactoglobulina (?-LG). A partir de um trabalho realizado em conjunto (LIMA, 2018), empregando pressões de 8, 16 e 24 MPa, temperaturas de 55, 60 e 65 °C e vazão de 3,0 mL·min-1 - tempo de residência no reator de 34,2 min -, foram selecionados quatro binômios pressão e temperatura: dois deles em que foram obtidas as maiores seletividades, indicada pela variável resposta razão ?/? na corrente rica em ?-LA - 8MPa/55 °C e 16 MPa/60 °C - e os outros dois em que foram obtidas as menores seletividades - 16MPa/55 °C e 24 MPa/65 °C. A estes quatro binômios foi alterada a vazão tanto de WPI como de CO2 para 1,5 e 4,0 mL·min-1 - tempos de residência no reator de 65,2 min e 32,3 min, respectivamente - perfazendo, portanto, um fluxo total de 3,0 e 8,0 mL·min-1, respectivamente; com o intuito de se avaliar a influência do tempo de residência no reator no fracionamento das proteínas em questão. A análise quantitativa dos teores de ?-LA, ?-LG e GMP em ambas correntes obtidas no processo nas duas fases do estudo foi realizada em HPLC (Cromatografia Líquida de Alta Eficiência). A partir dos teores obtidos de ?-LA e de ?-LG, a seletividade do processo, dada pela razão ?/?, era determinada. Os resultados foram analisados utilizando o software Statistica 8.0. As razões ?/? na corrente rica em ?-LA do WPI sem tratamento utilizado no experimento foi de 0,40. A melhor seletividade obtida apresentou razão ?/? = 3,51, recuperação de proteína ?-LA = 50,9% e rendimento = 22,1%, ao utilizar pressão de 16 MPa, temperatura de 55 °C e vazão tanto de WPI como de CO2 de 1,5 mL·min-1; e a segunda maior seletividade obtida apresentou razão ?/? = 3,23, recuperação de proteína ?-LA = 36,0% e rendimento = 13,4%, ao utilizar pressão de 16 MPa, temperatura de 55 °C e vazão tanto de WPI como de CO2 de 4,0 mL·min-1. Foi realizada análise de dicroísmo circular com o intuito de avaliar a influência do fracionamento em meio supercrítico na estrutura secundária das duas frações obtidas a partir da solução de WPI de concentração 5% (p/p) quando submetidas às condições de processo mais drásticas - pressão de 24 MPa, temperatura de 65 °C e vazão tanto da solução de WPI como da de CO2 de 4,0 mL·min-1. Os resultados indicaram que as frações de ?-LA e ?-LG foram obtidas em sua forma nativa e que o processo de fracionamento em meio supercrítico, embora não tenha proporcionado um alto grau de pureza no isolamento delas, não as desnaturou.

In the present study, a solution of 5% (p/p) concentration on Whey Protein Isolate (WPI) was used as protein source in the fractioning deploying supercritical carbon dioxide (scCO2) as solvent extractor, being responsible for the acidification upon the reaction medium. The technique took place within a constant flux reactor and during the process, two currents were obtained: the precipitated - rich in ?-lactalbumin (?-LA) - and a soluble one - rich in ?-lactoglobulin (?-LG). From a joint work collaboration (LIMA, 2018), using pressures of 8, 16 and 24 MPa, temperatures of 55, 60 and 65 °C and flow rate of 3,0 mL·min- 1 - residence time in the reactor of 34,2 min - four pressure and temperature binomials were selected: two of them in which the highest selectivities were obtained, indicated by the response variable ?/? ratio in the rich current in ?-LA - 8MPa/55 ° C and 16 MPa/60 ° C - and the other two in which the lowest selectivities were obtained - 16MPa/55 ° C and 24 MPa/65 ° C. In these four binomials, the flow of both WPI and CO2 was changed to 1.5 and 4.0 mL·min-1 - residence times in the reactor of 65.2 min and 32.3 min, respectively - a total flow of 3.0 and 8.0 mL·min-1, respectively; with the purpose of evaluating the influence of residence time in the reactor during the fractionation of the proteins in question. The quantitative analysis on the ?-LA, ?-LG and GMP contents in both of the currents obtained in the two phases of this study's process was carried out in HPLC (High Performance Liquid Chromatography). Based on the ?-LA and ?-LG contents obtained, the selectivity of the process represented by the ?/? ratio was established. The results have been analyzed using the software Statistica 8.0. The ?/? ratio in the ?-LA rich current on the WPI with no treatment used were 0,40. The best selectivity obtained showed the ratio ?/? = 3,51, protein recovery ?-LA = 50,9% and efficiency = 22,1%, using 16 MPa pressure, temperature at 55 °C and both WPI and CO2 flow rates of 1,5 mL·min-1; the second biggest selectivity obtained showed the ratio ?/? = 3,23, protein recovery ?-LA = 36,0% and efficiency = 13,4%, using 16 MPa pressure, temperature at 55 °C and both WPI and CO2 flow rates of 4,0 mL·min-1. A circular dichroism analysis was conducted aiming to assess the influence of the fractioning in supercritical medium upon the secondary structure of the two fractions obtained from the 5% (w/w) WPI solution when submitted to the most drastic conditions of the process - 24 MPa pressure, temperature at 65 °C and both WPI and CO2 solution flow rates of 4,0 mL·min-1. The results indicate that the fractions of ?-LA and ?-LG were obtained in their native form and the fractioning process in supercritical medium, even though not having provided a high level of pureness in the isolation, did not denature them.liked the dislikes and did not dislike the drinks. In the intention to buy, the samples that received the highest averages in the sensorial analysis remained the ones that would probably be bought by the tasters, highlighting the beer produced with the Pilsen malt, followed by Gold and finally the Chocolate, where most of the tasters stayed whether they would buy it or not