Casein hydrogels: Interaction with bioactive compounds and vegetable proteins

• Autor(a) principal: Nascimento, Luis Gustavo Lima
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30987; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.604
• topic: Hidrogéis; Caseína; Transglutaminases; Compostos bioativos; Gelificação; Ervilha; Ciência de Alimentos

Hidrogéis são redes tridimensionais capazes de reter uma grande quantidade de água.Eles podem ser formados por uma ampla gama de polímeros, sozinhos ou em combinação, e têm diferentes aplicações dependendo de sua composição e características reológicas. Na indústria alimentícia, os hidrogéis são projetados principalmente para funcionar como um sistema transportador de compostos bioativos ou para ajustar a textura, mastigabilidade, e retenção de água dos alimentos. A facilidade de modular a estrutura e as interações das micelas de caseína (CMs) pela aplicação de tratamentos fisicos, químicos ou enzimáticos, fazem delas uma excelente matriz proteica para a formulação de hidrogéis. Além disso, o uso de hidrogéis de caseína também pode ser uma forma de incorporar mais proteinas de origem vegetal na alimentação humana. As misturas de proteínas vegetais com caseinas têm sido vistas como uma alternativa mais sustentável à uma dieta baseada principalmente em proteinas animais. Uma vez que, com a mistura, os inconvenientes dos produtos de proteina vegetal pura, como gosto de feijão e baixa solubilidade, podem ser potencialmente diminuídos pela presença de caseinas. No entanto, as interações dos CMs com micromoléculas como compostos bioativos ou macromoléculas como proteinas, podem alterar as caracteristicas do gel. Assim, este estudo propôs a utilização de hidrogel à base de caseína em duas aplicações distintas, l. em associação com compostos bioativos extraídos de Jabuticaba, usando transglutaminase para modulação da microestrutura dos géis e ii. em associação com proteínas de ervilha, em diferentes proporções, submetidas a condições de processo usualmente aplicadas na indústria alimentícia como tratamento térmico e acidificação. Além disso, ultrassom de alta intensidade também foi aplicado. A adição do extrato bioativo nos géis diminuiu sua elasticidade e aumentou o tamanho dos poros. No entanto, esses efeitos foram contrabalanceados pelo uso da transglutaminase como agente de reticulação, que modulou a liberação dos extratos bioativos do gel. Nos sistemas CMs: proteinas de ervilha, o tratamento térmico aumentou a elasticidade dos sistemas com maior impacto nos sistemas com mais proteína de ervilha. O fortalecimento do gel é causado principalmente por interações físicas entre as proteínas da ervilha, com ligações dissulfeto ocorrendo apenas entre proteinas da mesma fonte. Durante a acidificação, a substituição de 20 e 40% de CMs por proteina de ervilha causou perturbação nas etapas iniciais de formação da rede tridimensional de CMs. Porém, as elasticidades finais dos géis foram maiores que no gel puro de CMs, devido à gelificação das proteínas de ervilha. Em geral, as proteínas de diferentes fontes formam redes de proteínas independentes mesmo em altas concentrações. Apesar da reduzida interação entre CMs e proteínas de ervilha, suas distribuições no gel é responsável por modular a rigidez final. Além disso, a aplicação de ultrassom de alta intensidade nas suspensões mistas aumentou a elasticidade dos géis ácidos em até 10 vezes, dependendo da proporção proteica. Este estudo mostra que a associação de CMs com moléculas bioativas ou proteínas de ervilha em sistemas gelificados tem potencial para o desenvolvimento de alimentos funcionais ou de alimentos com características reológicas totalmente novas.Palavras-chave: Hidrogéis. Caseina. Transglutaminases. Compostos bioativos. Gelificação.