Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rafaela Torrezan Privatti
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://doi.org/10.11606/T.74.2023.tde-03052023-093340
Resumo: O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a viabilidade técnica da extração simultânea de proteínas e isoflavonas (IFs) de okara, coproduto sólido do processamento para obtenção de extrato hidrossolúvel de soja. Tal objetivo foi derivado da lacuna revelada pela revisão da literatura, que compilou as técnicas utilizadas para o isolamento de componentes específicos do okara. Foi evidenciado o descarte dos demais nutrientes ao focar apenas na extração de um composto específico, gerando assim novos resíduos. Desse modo, técnicas para a extração simultânea de proteínas e IFs foram avaliadas. Realizaram-se extrações convencionais (30 ou 60 minutos/ 400 rpm/ 50 °C) em estágio único e sequencial (dois estágios em correntes cruzadas), avaliando o emprego de solução de MgCl2 0,05 M como solvente e etanol como agente purificador em diferentes etapas de recuperação dos compostos (precipitação e lavagem). Ademais, foi realizado um estudo da intensificação do processo de recuperação de proteínas e IFs, por meio de extração assistida por ultrassom (UAE, 20 kHz). Diferentes valores de intensidade de potência do ultrassom (165, 240 e 400 W), tempo de tratamento ultrassônico (15, 30 e 60 minutos) e número de estágios (1 ou 2 em correntes cruzadas) foram avaliados. Complementarmente, as propriedades funcionais e nutricionais dos produtos extraídos foram monitoradas. Os períodos de 15 minutos de UAE e 30 minutos de extração convencional favoreceram a extração das proteínas e IFs. Em relação as extrações convencionais, a configuração por estágios em correntes cruzadas combinando os solventes (1° estágio utilizando água+solução de NaOH 2 N e solução de MgCl2 0,05 M+solução de NaOH 2 N no 2° estágio) ocasionou aumento de 3 % no teor de proteínas extraídas, possivelmente devido ao maior conteúdo de globulinas 7S extraído, evidenciado pela análise do perfil molecular. Três lavagens etanólicas (etanol:água, 60:40 m/m) nos materiais proteicos recuperados promoveram redução (60 %) no teor de lipídios e consequente elevação no teor de proteínas. UAE proporcionou ganhos expressivos na extração de IFs agliconas, sugerindo que o tratamento ultrassônico provocou conversões das classes de IFs glicosídeos em agliconas. Os maiores teores de proteínas (52 %) e IFs (4208 ± 108 µg de daidzeína e 3156 ±179 µg de genisteína/ g de material proteico de okara) extraídos foram alcançados empregando 15 minutos de sonicação, 240 W em estágio único. Ademais, estes materiais obtidos via UAE apresentaram alta qualidade nutricional, em termos de digestibilidade estática in vitro das proteínas (93 %) e bioacessibilidade das IFs agliconas (23 %). As configurações experimentais avaliadas permitiram a obtenção de materiais proteicos de okara com propriedades funcionais distintas, possibilitando delinear futuras aplicações em produtos destinados à alimentação humana. Adicionalmente aos protocolos de extração de proteínas e IFs, esta tese sugere um protocolo para o preparo do okara e demais produtos à base de soja para a extração e quantificação de IFs, indicando a liofilização como método de secagem, eliminação da fase de remoção de lipídios e dois estágios sequenciais de extração para total recuperação das IFs da matriz.
id USP_459d92c8c28097e9c0d649c1e5551f72
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-03052023-093340
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja Recovery of proteins and isoflavones for valorizing okara, a byproduct of the water-soluble soy extract agroindustry 2023-02-01Christianne Elisabete da Costa RodriguesEduardo Augusto Caldas BatistaRosemary Aparecida de CarvalhoTiago Carregari PolachiniSimone Monteiro e SilvaFernanda Maria VaninRafaela Torrezan PrivattiUniversidade de São PauloEngenharia de AlimentosUSPBR Drying Etanol Ethanol Extração assistida por ultrassom Extração sequencial Globulinas Globulins Secagem Sequential extraction Ultrasound-assisted extraction O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a viabilidade técnica da extração simultânea de proteínas e isoflavonas (IFs) de okara, coproduto sólido do processamento para obtenção de extrato hidrossolúvel de soja. Tal objetivo foi derivado da lacuna revelada pela revisão da literatura, que compilou as técnicas utilizadas para o isolamento de componentes específicos do okara. Foi evidenciado o descarte dos demais nutrientes ao focar apenas na extração de um composto específico, gerando assim novos resíduos. Desse modo, técnicas para a extração simultânea de proteínas e IFs foram avaliadas. Realizaram-se extrações convencionais (30 ou 60 minutos/ 400 rpm/ 50 °C) em estágio único e sequencial (dois estágios em correntes cruzadas), avaliando o emprego de solução de MgCl2 0,05 M como solvente e etanol como agente purificador em diferentes etapas de recuperação dos compostos (precipitação e lavagem). Ademais, foi realizado um estudo da intensificação do processo de recuperação de proteínas e IFs, por meio de extração assistida por ultrassom (UAE, 20 kHz). Diferentes valores de intensidade de potência do ultrassom (165, 240 e 400 W), tempo de tratamento ultrassônico (15, 30 e 60 minutos) e número de estágios (1 ou 2 em correntes cruzadas) foram avaliados. Complementarmente, as propriedades funcionais e nutricionais dos produtos extraídos foram monitoradas. Os períodos de 15 minutos de UAE e 30 minutos de extração convencional favoreceram a extração das proteínas e IFs. Em relação as extrações convencionais, a configuração por estágios em correntes cruzadas combinando os solventes (1° estágio utilizando água+solução de NaOH 2 N e solução de MgCl2 0,05 M+solução de NaOH 2 N no 2° estágio) ocasionou aumento de 3 % no teor de proteínas extraídas, possivelmente devido ao maior conteúdo de globulinas 7S extraído, evidenciado pela análise do perfil molecular. Três lavagens etanólicas (etanol:água, 60:40 m/m) nos materiais proteicos recuperados promoveram redução (60 %) no teor de lipídios e consequente elevação no teor de proteínas. UAE proporcionou ganhos expressivos na extração de IFs agliconas, sugerindo que o tratamento ultrassônico provocou conversões das classes de IFs glicosídeos em agliconas. Os maiores teores de proteínas (52 %) e IFs (4208 ± 108 µg de daidzeína e 3156 ±179 µg de genisteína/ g de material proteico de okara) extraídos foram alcançados empregando 15 minutos de sonicação, 240 W em estágio único. Ademais, estes materiais obtidos via UAE apresentaram alta qualidade nutricional, em termos de digestibilidade estática in vitro das proteínas (93 %) e bioacessibilidade das IFs agliconas (23 %). As configurações experimentais avaliadas permitiram a obtenção de materiais proteicos de okara com propriedades funcionais distintas, possibilitando delinear futuras aplicações em produtos destinados à alimentação humana. Adicionalmente aos protocolos de extração de proteínas e IFs, esta tese sugere um protocolo para o preparo do okara e demais produtos à base de soja para a extração e quantificação de IFs, indicando a liofilização como método de secagem, eliminação da fase de remoção de lipídios e dois estágios sequenciais de extração para total recuperação das IFs da matriz. The main objective of this work was to evaluate the technical viability of the simultaneous extraction of proteins and isoflavones (IFs) from okara, a solid byproduct of the process to obtain the water-soluble soy extract. This objective was derived from the gap revealed by the literature review, which compiled the techniques used to isolate specific components of okara. Focusing only on extracting a specific compound makes the disposal of other nutrients evident, thus generating new residues. Thus, techniques for the simultaneous extraction of proteins and IFs were evaluated. Conventional extractions (30 or 60 minutes/ 400 rpm/ 50 °C) were performed in single and sequential stages (two stages in cross currents), evaluating the use of 0.05 M MgCl2 solution as solvent and ethanol as a purifying agent in different stages of recovery of compounds (precipitation and washing). In addition, a study of the intensification of the recovery process of proteins and IFs was carried out by ultrasound-assisted extraction (UAE, 20 kHz). Different values of intensity of power ultrasound (165, 240, and 400 W), ultrasonic treatment time (15, 30, and 60 minutes), and several stages (1 or 2 in cross currents) were evaluated. In addition, the functional and nutritional properties of the extracted products were monitored. The periods of 15 minutes of UAE and 30 minutes of conventional extraction favor the extraction of proteins and IFs. Concerning conventional extractions, the configuration in cross currents stages combining the solvents (1° stage using water+2 N NaOH solution and 0.05 M MgCl2+2 N NaOH solution in the 2° stage) caused an increase of 3 % in the extracted proteins, possibly due to the higher content of 7S globulins extracted, evidenced by the analysis of the molecular profile. Ethanolic washes (ethanol:water, 60:40 w/w) in the recovered protein materials promoted a reduction (60%) in the lipid content and a consequent increase in the protein content. UAE provided significant gains in the extraction of IFs aglycones, suggesting that ultrasonic treatment caused conversions of the classes of glycoside IFs in aglycones. The highest levels of proteins (52 %) and IFs (4208 ± 108 µg of daidzein and 3156 ± 179 µg of genistein/g of okara protein material) were achieved using 15 minutes of sonication, 240 W in a single stage. Moreover, these materials obtained via UAE presented high nutritional quality regarding protein in vitro static digestion (93 %) and bioaccessibility of aglycones Ifs (23 %). The experimental configurations evaluated allowed obtaining okara protein materials with different functional properties, enabling the delineation of future applications in products intended for human consumption. In addition, regarding the protein and IFs extraction protocols, this thesis suggests a protocol for the preparation of okara and other soy-based products for the extraction and quantification of IFs, indicating freeze-dried as the drying method, elimination of the lipid removal phase and two sequential extraction stages for full recovery of the IFs of the matrix. https://doi.org/10.11606/T.74.2023.tde-03052023-093340info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T18:07:51Zoai:teses.usp.br:tde-03052023-093340Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-12-22T12:03:14.937196Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.pt.fl_str_mv Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja
dc.title.alternative.en.fl_str_mv Recovery of proteins and isoflavones for valorizing okara, a byproduct of the water-soluble soy extract agroindustry
title Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja
spellingShingle Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja
Rafaela Torrezan Privatti
title_short Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja
title_full Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja
title_fullStr Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja
title_full_unstemmed Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja
title_sort Recuperação de proteínas e isoflavonas para valorização do okara, coproduto da agroindústria do extrato hidrossolúvel de soja
author Rafaela Torrezan Privatti
author_facet Rafaela Torrezan Privatti
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Christianne Elisabete da Costa Rodrigues
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Eduardo Augusto Caldas Batista
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Rosemary Aparecida de Carvalho
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Tiago Carregari Polachini
dc.contributor.referee4.fl_str_mv Simone Monteiro e Silva
dc.contributor.referee5.fl_str_mv Fernanda Maria Vanin
dc.contributor.author.fl_str_mv Rafaela Torrezan Privatti
contributor_str_mv Christianne Elisabete da Costa Rodrigues
Eduardo Augusto Caldas Batista
Rosemary Aparecida de Carvalho
Tiago Carregari Polachini
Simone Monteiro e Silva
Fernanda Maria Vanin
description O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a viabilidade técnica da extração simultânea de proteínas e isoflavonas (IFs) de okara, coproduto sólido do processamento para obtenção de extrato hidrossolúvel de soja. Tal objetivo foi derivado da lacuna revelada pela revisão da literatura, que compilou as técnicas utilizadas para o isolamento de componentes específicos do okara. Foi evidenciado o descarte dos demais nutrientes ao focar apenas na extração de um composto específico, gerando assim novos resíduos. Desse modo, técnicas para a extração simultânea de proteínas e IFs foram avaliadas. Realizaram-se extrações convencionais (30 ou 60 minutos/ 400 rpm/ 50 °C) em estágio único e sequencial (dois estágios em correntes cruzadas), avaliando o emprego de solução de MgCl2 0,05 M como solvente e etanol como agente purificador em diferentes etapas de recuperação dos compostos (precipitação e lavagem). Ademais, foi realizado um estudo da intensificação do processo de recuperação de proteínas e IFs, por meio de extração assistida por ultrassom (UAE, 20 kHz). Diferentes valores de intensidade de potência do ultrassom (165, 240 e 400 W), tempo de tratamento ultrassônico (15, 30 e 60 minutos) e número de estágios (1 ou 2 em correntes cruzadas) foram avaliados. Complementarmente, as propriedades funcionais e nutricionais dos produtos extraídos foram monitoradas. Os períodos de 15 minutos de UAE e 30 minutos de extração convencional favoreceram a extração das proteínas e IFs. Em relação as extrações convencionais, a configuração por estágios em correntes cruzadas combinando os solventes (1° estágio utilizando água+solução de NaOH 2 N e solução de MgCl2 0,05 M+solução de NaOH 2 N no 2° estágio) ocasionou aumento de 3 % no teor de proteínas extraídas, possivelmente devido ao maior conteúdo de globulinas 7S extraído, evidenciado pela análise do perfil molecular. Três lavagens etanólicas (etanol:água, 60:40 m/m) nos materiais proteicos recuperados promoveram redução (60 %) no teor de lipídios e consequente elevação no teor de proteínas. UAE proporcionou ganhos expressivos na extração de IFs agliconas, sugerindo que o tratamento ultrassônico provocou conversões das classes de IFs glicosídeos em agliconas. Os maiores teores de proteínas (52 %) e IFs (4208 ± 108 µg de daidzeína e 3156 ±179 µg de genisteína/ g de material proteico de okara) extraídos foram alcançados empregando 15 minutos de sonicação, 240 W em estágio único. Ademais, estes materiais obtidos via UAE apresentaram alta qualidade nutricional, em termos de digestibilidade estática in vitro das proteínas (93 %) e bioacessibilidade das IFs agliconas (23 %). As configurações experimentais avaliadas permitiram a obtenção de materiais proteicos de okara com propriedades funcionais distintas, possibilitando delinear futuras aplicações em produtos destinados à alimentação humana. Adicionalmente aos protocolos de extração de proteínas e IFs, esta tese sugere um protocolo para o preparo do okara e demais produtos à base de soja para a extração e quantificação de IFs, indicando a liofilização como método de secagem, eliminação da fase de remoção de lipídios e dois estágios sequenciais de extração para total recuperação das IFs da matriz.
publishDate 2023
dc.date.issued.fl_str_mv 2023-02-01
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://doi.org/10.11606/T.74.2023.tde-03052023-093340
url https://doi.org/10.11606/T.74.2023.tde-03052023-093340
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade de São Paulo
dc.publisher.program.fl_str_mv Engenharia de Alimentos
dc.publisher.initials.fl_str_mv USP
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade de São Paulo
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1794502427035041792