Soy protein isolate cold-set gels.

Resumo: Em algumas aplicações em alimentos, a indução da geleificação a temperaturas altas pode ser indesejável. Alguns produtos de soja quando submetidos ao tratamento térmico, mesmo que moderado, desenvolvem sabores e aromas não desejáveis, limitando sua aplicação. A produção de géis a frio envolve essencialmente duas etapas: a formação de uma dispersão estável de agregados de proteína obtida após o aquecimento da solução protéica e a indução da geleificação por redução do pH ou adição de sal. Ao contrário da geleificação induzida pelo calor, no processo de geleificação a frio a etapa de ativação da proteína, a desnaturação térmica, não ocorre simultaneamente às etapas de agregação e geleificação, permitindo determinar as propriedades dos agregados após o aquecimento e as propriedades finais do gel. Embora géis termicamente formados de proteínas de soja tenham sido extensivamente estudados, pouco se conhece sobre a capacidade das proteínas de soja de formarem gel a frio. O presente estudo investigou o efeito do tratamento térmico na fase de produção do isolado protéico de soja (IPS) e o efeito da adição de CaCl2 na formação a frio de estrutura tipo gel de IPS. IPS foi obtido a partir de farinha desengordurada de soja comercial, e, após a etapa de neutralização, tratado a 60 ou 80oC por 15 ou 30 min., variando-se a concentração protéica (3 e 5%), para obtenção de isolados com agregados de diferentes propriedades físico-químicas. Géis foram obtidos a frio a partir de dispersões com 12 e 14% de proteína (p/p), com e sem a adição de CaCl2 (5 e 15 mM). A desnaturação protéica e agregação foram avaliadas por análises de calorimetria diferencial de varredura (CDV), turbidez, solubilidade em água, sulfidrila livre, hidrofobicidade superficial e cromatografia líquida de alta eficiência de exclusão molecular. Os resultados indicaram desnaturação parcial, maior grau de agregação e aumento da massa molar dos agregados com o incremento da concentração da proteína no tratamento prévio dos IPSs. Os isolados não tratado termicamente e o tratado a 60ºC não formaram gel em nenhuma das condições experimentais utilizadas, enquanto para os IPSs tratados a 80ºC, os valores de G?, G?? e tan ? foram característicos de um sólido viscoelástico, sugerindo a formação de uma matriz tridimensional estável, independente da adição de CaCl2. Os géis protéicos de soja induzidos a frio sem a presença de sal foram mais translúcidos, de estrutura menos porosa e maior capacidade de retenção de água (91,9 ? 82,5%) do que os obtidos com 15 mM de CaCl2. Os géis formados pela adição de 5 e 15 mM de CaCl2 foram mais opacos e consistentes do que os géis sem adição de sal. Porém, os géis formados pela adição de 15 mM CaCl2 foram mais esbranquiçados, indicando a formação de grandes agregados e com menor capacidade de retenção de água (51,2 ? 76,1%). Os resultados mostraram que os géis formados a frio dos IPSs tratados termicamente apresentaram características macroscópicas diferentes, atribuídas ao tipo de agregado formado na etapa de aquecimento e à quantidade de CaCl2 adicionada posteriormente. Por sua vez, o tipo de agregado formado na etapa de aquecimento teve influência principalmente da concentração de proteína e da temperatura de aquecimento. A adição de CaCl2 não foi determinante para a formação do gel, mas teve um importante papel em sua estruturação. Concluiu-se que a manipulação das condições térmicas pode conduzir à formação de agregados e géis de proteínas de soja com propriedades físico-químicas desejáveis.Abstract: The induction of gelation by high temperatures can be undesirable in some food applications. When submitted to the thermal treatment, that even moderate, some products of soy may develop not desirable flavors and aromas, limiting its application. The preparation of protein gels using cold-gelation consists of two steps: a stable dispersion of protein aggregation is obtained after heating of a solution of native proteins and gelation induced by lowering the pH or by adding salt. In contrast with the heatinduced gelation, the stage of activation of the protein in the cold-gelation process is previous to the stages of aggregation and gelation, what it allows to determine the properties of aggregates after heating and thereby control final gels properties. Although heat-induced gelation of soy protein has been extensively studied, little is known about the capacity of soy protein to form cold-set gel. The present study has investigated the effects that heat-treatment during soy protein isolates preparations (SPI) in the cold-set gelation by the addition of CaCl2. SPI was obtained from soy defatted flour and heated at 60 or 80°C after the neutralization step, followed of freeze-dried. Protein concentrations of 3 and 5% and heating times of 15 and 30 min were used in order to obtain aggregates with different physical properties. Cold-set gels were obtained from 12 and 14 % (w/w) of protein dispersions, with or without CaCl2 addition (5 and 15 mM). Denaturation followed by aggregation was verified by differential scanning calorimetry (DSC), turbidity, water solubility, free sulfhydryl groups (SH), superficial hydrophobicity and size exclusion-high performance liquid chromatography (SE-HPLC). The results indicated higher aggregation degree and increased molar mass of aggregates when the protein concentration was enhanced to 5% in the pre-heating of the SPIs. The isolates without heat-treatment and the isolates heated at 60°C did not form gels in any of the experimental conditions utilized, while for the IPSs heated at 80ºC, the values of G?, G?? and tan ? were characteristic of a viscous-elastic solid, suggesting the formation of a stable three-dimensional matrix, independent of CaCl2 addition. The cold-induced soy protein gels without the presence of salt were more translucent and with lower porous structure and higher water retention capacity (91.9 - 82.5%), than those obtained with 15 mM of CaCl2. The gels obtained by 5 and 15 mM of CaCl2 addition were opaque and more consistent that gels without the presence of salt. However, gels obtained by 15 mM of CaCl2 were whitened, indicating the formation of large aggregates with lower water retention capacity (51.2 - 76.1%). The results showed that the cold-set gels formed from heat treated SPIs exhibited different macroscopic characteristics, attributable to the type of aggregate formed in the heating step and to the quantity of posterior addition of CaCl2. At the same time, the type of aggregate formed in the heating step was mainly influenced by protein concentration and denaturation degree. The CaCl2 addition was not determining for gel formation but has an important role on his structure. It was concluded that manipulation of thermal conditions can lead to aggregates and soy protein isolate cold-set gels formation with desirable physicalchemical properties