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Concentração das proteínas do soro de leite de ovelha por ultrafiltração e determinação das propriedades funcionais dos concentrados proteicos

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Concentração das proteínas do soro de leite de ovelha por ultrafiltração e determinação das propriedades funcionais dos concentrados proteicos

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Título Concentração das proteínas do soro de leite de ovelha por ultrafiltração e determinação das propriedades funcionais dos concentrados proteicos
Autor Leidens, Nataly
Orientador Tessaro, Isabel Cristina
Co-orientador Baldasso, Camila
Data 2013
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.
Assunto Engenharia
Resumo O soro de leite é o líquido remanescente da precipitação da gordura e das caseínas do leite durante a fabricação de queijo e apresenta em sua composição proteínas, lactose e minerais. Dentre as tecnologias para o seu aproveitamento, os processos de separação com membranas permitem concentrar, purificar e fracionar os constituintes do soro, melhorando suas propriedades funcionais e facilitando a sua incorporação em alimentos. Os objetivos deste trabalho são concentrar as proteínas do soro de leite de ovelha pelo processo de ultrafiltração (UF) e determinar as propriedades funcionais dos concentrados proteicos obtidos. Na etapa de concentração foram conduzidos três experimentos, utilizando uma membrana espiral de massa molar de corte (MMC) de 10 kDa, em pressão de 3 bar e temperatura de 50 °C: (i) o soro foi concentrado até o fator de concentração volumétrico (FCV) de 4 e, em seguida, foram realizadas 2 diafiltrações (DF); (ii) o soro foi diluído em 50% e concentrado até o FCV de 4; e (iii) adicionou-se ao soro uma quantidade de 0,5 L de cloreto de cálcio (CaCl2) 60 g.L-1, como forma de alterar a força iônica do meio, a solução foi concentrada até o FCV de 4 e 2 DF foram realizadas. Os concentrados proteicos foram liofilizados e avaliaram-se as suas propriedades funcionais de solubilidade proteica, índice de atividade emulsificante (IAE) e expansão e estabilidade de espuma. Em todos os experimentos, o fluxo permeado diminuiu com o tempo de operação em função dos fenômenos de fouling e polarização por concentração. O teor de lactose em base seca nos concentrados foi reduzido de 68 para 49% no experimento 1, de 76 para 62% no experimento 2 e de 58 para 42% no experimento 3, enquanto que o teor de proteína em base seca nos concentrados aumentou de 20 para 41% no experimento 1, de 12 para 29% no experimento 2 e de 19 para 49% no experimento 3. Os valores de solubilidade proteica ficaram entre 39,2 e 86,8% para o CP – 1, 21,1 e 42,7% para o CP – 2 e 40,9 e 77,3% para o CP – 3. O CP – 1 obteve o maior valor de IAE (33,4 m2.g-1), enquanto que o CP – 2 apresentou o menor valor de IAE (7,2 m2.g-1). Os valores de expansão de espuma ficaram entre 15 e 25% e a estabilidade de espuma em torno de 97%. Os resultados obtidos indicam que a UF é um processo adequado para a concentração das proteínas do soro de leite de ovelha e que os concentrados proteicos obtidos apresentam satisfatórias propriedades funcionais, o que viabiliza o seu uso em alimentos.
Abstract Whey is the remaining liquid of fat and caseins precipitation during cheese manufacture and it is composed of proteins, lactose and minerals. Among the technologies for its exploitation, membrane separation processes allow concentration, purification and fractionation of whey constituents, improving its functional properties and incorporation into food. The objectives of this study were concentrate the ovine whey proteins using ultrafiltration (UF) and determine the functional properties of the concentrates obtained. In the concentration stage, three experiments were conducted using a spiral module membrane with molecular weight cut-off (MWCO) of 10 kDa, pressure of 3 bar and temperature of 50 °C: (i) whey was concentrated until the volumetric concentration factor (VCF) of 4 followed by 2 diafiltration (DF); (ii) whey was diluted to 50% and concentrated until the VCF of 4; and (iii) 0.5 L of calcium chloride (CaCl2) 60 g.L-1 was added to whey in order to change the ionic strength of the solution and was concentrated until the VCF of 4 followed by 2 DF. The protein concentrates were freeze-dried and their functional properties of protein solubility, emulsifying activity index (IAE) and foam expansion and stability were evaluated. In all experiments, the permeate flux decreased with operating time due to the phenomena of fouling and concentration polarization. The lactose content in the concentrates on dry basis was reduced from 68 to 49% in experiment 1, from 76 to 62% in experiment 2, and from 58 to 42% in Experiment 3, while the protein content on dry basis in the concentrates increased from 20 to 41% in experiment 1, from 12 to 29% in experiment 2, and from 19 to 49% in experiment 3. The protein solubility values were between 39.2 and 86.8% for CP – 1, 21.1 and 42.7% for CP – 2, and 40.9 and 77.3% for CP – 3. CP – 1 showed the highest value of IAE (33.4 m2.g-1), while the CP – 2 had the lowest value of IAE (7.2 m2.g-1). The foam expansion values were between 15 and 25% and the foam stability at around 97%. The results indicate that the UF process is suitable for the concentration of ovine whey proteins and showed the concentrates obtained have satisfactory functional properties which allows their use in food products.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/96420
Arquivos Descrição Formato
000913918.pdf (1.365Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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