Spray drying of shark protein hydrolysate : hydrolysis process optimization and evaluation of the physicochemical powder characteristics

Orientador: Míriam Dupas HubingerDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: O presente trabalho teve como objetivo a obtenção de hidrolisado protéico de pele de cação em pó pelos processos de hidrólise enzimática e secagem por atomização. Na primeira etapa, foi estudado o processo de hidrólise utilizando a enzima comercial ProtamexTM, visando a otimização do processo para a recuperação de peptídeos de baixo peso molecular. A influência da temperatura, do pH e da relação Enzima/Substrato sobre o grau de hidrólise, recuperação de proteína e cinética enzimática foram avaliadas. As condições ótimas de processo foram fixadas em: 51 °C, 4,0% p/p de enzima e pH 7,1. Nessas condições, o hidrolisado obtido foi caracterizado em termos de composição química, composição de aminoácidos e distribuição de tamanho de peptídeo. O grau de hidrólise atingiu 19,3%, recuperou-se 90,3% do total da proteína presente na matéria-prima e o peso molecular foi inferior a 6,5 kDa. Na segunda etapa do projeto, foi avaliada a influência das variáveis do processo de secagem por atomização sobre as propriedades físico-químicas e antioxidantes do hidrolisado protéico de pele de cação em pó, usando maltodextrina (DE=10) como agente carreador. A temperatura do ar e a concentração de agente carreador foram variadas. As respostas analisadas foram a umidade final, a atividade de água, a densidade aparente, a higroscopicidade, o tamanho de partícula e a capacidade antioxidante, determinada pelos métodos de redução do íon férrico (FRAP) e captura do radical catiônico ABTS+0 (TEAC). Os resultados mostraram que a adição de maltodextrina contribuiu significativamente para obtenção de partículas com menor umidade e higroscopicidade e maiores tamanhos de partícula e densidade aparente. Além disso, quanto maior foi a concentração de maltodextrina adicionada, maiores foram os valores de capacidade antioxidante, provavelmente devido à formação de compostos de Maillard durante a secagemAbstract: The objetive of the present work was to obtain a shark skin protein hydrolysate powder by enzymatic hydrolysis and spray drying. In the first part of this work was studied the enzymatic hydrolysis process by using the commercial enzyme ProtamexTM, aiming the process optimization for recovery of low molecular weight peptides. The influence of temperature, pH and Enzyme/Substrate ratio on the degree of hydrolysis, protein recovery and enzymatic kinetics was evaluated. Optimal conditions were established at: 51°C, 4.0% p/p of enzyme and pH of 7.1. At these conditions, protein hydrolysate was characterized with respect to chemical composition, amino acid composition and peptide size distribution. Degree of hydrolysis achieved 19.3%, 90.3% of total protein was recovered and peptide size was lower than 6,5 kDa. In the second part of the project, the influence of spray drying variables process on physicochemical and antioxidant properties of shark skin protein hydrolysate powders, using maltodextrin (DE=10) as a carrier agent, was evaluated. Air temperature and maltodextrin concentration were varied. The responses analyzed were the final moisture content, water activity, bulk density, hygroscopicity, particle size distribution and antioxidant capacity determined by ferric reduction antioxidant power (FRAP) and ABTS+0 radical cation capture (TEAC) assays. Results showed that maltodextrin addition significantly contributed to obtaining particles with less moisture content, lower hygroscopicity and higher particle size and bulk density. Besides, antioxidant capacity was increased as increasing of maltodextrin concentration, probably due to the formation of Maillard compounds during drying processMestradoMestre em Engenharia de Alimento