Hidrólise enzimática das proteínas de carne de frango

Abstract

Enzimas proteolíticas são usadas para obter hidrolisados que possam ser usados como ingredientes funcionais em sistemas alimentícios. A hidrólise das proteínas alimentares possui uma longa história, principalmente as proteínas vegetais, do leite e de pescado. No entanto, pouco trabalho tem sido feito sobre a hidrólise de proteínas de carne de frango. Por essa razão, o objetivo deste trabalho foi à obtenção de hidrolisados enzimáticos de peito e coxa de frango, com diferentes graus de hidrólise e diferentes propriedades funcionais, utilizando as enzimas Alcalase e Flavourzyme. Para definir quais as variáveis do processo de hidrólise enzimática que influíam no grau de hidrólise das proteínas, realizou-se um planejamento fatorial 23 completo, para cada enzima e para cada corte de carne, variando a concentração de substrato [S] de 5 a 10% (p/v) em proteína, a concentração de enzima [E] de 4 a 8% em relação à massa total de proteínas, e o tempo (t) de hidrólise de 60 a 120 minutos, considerando como variável dependente o grau de hidrólise (GH) das proteínas. Os ensaios com a enzima Alcalase resultaram em valores de GH variando de 20,9 a 57,4% em peito de frango e de 18,6 a 38,8% em coxa de frango, enquanto os valores de GH variaram de 17,2 a 40,5% quando foi utilizado peito de frango como substrato e de 8,3 a 22,5% quando se utilizou coxa de frango como substrato, para a enzima Flavourzyme. As variáveis de processo estudas apresentaram efeitos significativos no GH, em todos os casos, exceto a concentração de enzima na hidrólise de coxa de frango com Alcalase. Obtiveram-se modelos matemáticos preditivos a um nível de 5% de significância para as hidrólises com Alcalase em ambos os substratos, e para a enzima Flavourzyme em coxa de frango. Com base nos resultados do planejamento experimental, escolheramse hidrolisados de baixo e alto GH, para ambos os substratos e ambas as enzimas, que foram submetidos a secagem e avaliados pelas suas propriedades de solubilidade, capacidade de retenção de água, capacidade emulsificante, capacidade de retenção de óleo, capacidade de formação de espuma, estabilidade de espuma e digestibilidade. Os hidrolisados obtidos com a enzima Alcalase apresentaram uma maior dificuldade para remoção de umidade durante o processo de secagem do que os hidrolisados com a enzima Flavourzyme, apresentando valores de constante de secagem (K) e difusividade efetiva (Def) entre 0,0092 e 0,0125 min-1 e 1,56x10-9 e 2,11x10-9 m2/s. Os hidrolisados obtidos com a enzima Alcalase apresentaram maiores valores de solubilidade, capacidade de formação de espuma, estabilidade de espuma e de digestibilidade do que os hidrolisados obtidos com a enzima Flavourzyme, que apresentaram maiores valores de capacidade de retenção de água, propriedade emulsificante e capacidade de retenção de óleo. Estimou-se que as diferenças nos valores de grau de hidrólise foram decorrentes das diferenças na matéria-prima utilizada e no modo de atuação das diferentes enzimas proteolíticas. A diversidade de características dos hidrolisados demonstra o potencial de uso como ingredientes alimentícios.

Proteolytic enzymes are used to obtain hydrolysates that can be used as functional ingredients in food systems. Hydrolysis of food protein has a long history, mainly for vegetable, milk and fish proteins. However, little work has been done on hydrolysis of chicken protein. For that reason, the objective of this work was the production of enzymatic hydrolysates with different degree of hydrolysis and different functional properties utilizing breast and thight as substrate using two proteolytic enzymes, Alcalase and Flavourzyme. To define which process variables of the enzymatic hydrolysis would influence the protein degree of hydrolysis, an experimental design(factorial 23) for each enzyme and each meat cut was adopted, varying the substrate concentration [S] from 5 to 10% (w/v) protein-basis; enzyme concentration [E] from 4 to 8% (w/w) total protein-basis; and time (t) from 60 to 120min, considering as dependant variable, the degree of hydrolysis (%DH). The assays done with Alcalase resulted in degree of hydrolysis values varying from 20.9 to 57.4% for breast meat and from 18.6 to 38.8% for thight meat, and from 17.2 to 40.5% when breast meat as substrate was utilized, and from 8.3 to 22.5% when thight meat was used, for Flavourzyme assays. The process variables studies presented significant effects on the degree of hydrolysis, in all the study cases, except the enzyme concentration of the thight meat hydrolysis with Alcalase. It was obtained predictive mathematical models and dimensional response surface relating the variables [S], [E] and (t) with %DH of chicken proteins. Taking the experimental design results in account, hydrolysates with low and high degree of hydrolysis were chosen for both substrates and both enzymes, that were submitted to a drying process and were evaluated for their functional properties of solubility, water holding capacity, emulsifying capacity, oil holding capacity, foam formation capacity, foam stability and in vitro digestibility. The Alcalase hydrolysates presented difficulty of the water removal when compared with the Flavourzyme hydrolysates, resulting in drying constant (K) and effective diffusivity (Def) values between 0.0092 and 0.0125 min-1, and between 1.56 x 10-9 and 2.11 x 10-9 m2/s, respectively. The Alcalase hydrolysates presented higher values of solubility, foam capacity, foam stability and digestibility, when compared with Flavourzyme hydrolysates, which presented higher values of water holding capacity, emulsifying capacity and oil holding capacity. It was considered that the differences between the degree of hydrolysis values was the consequence of the different raw materials utilized as substrate and the different activity and affinity for the substrate presented by the proteolytic enzymes. The diversity of characteristics and properties presented by the chicken protein hydrolysates shows a potential use of these products as food ingredients.