Processo de obtenção de hidrolisado protéico em pó microencapsulado

  • Número do pedido da patente:
  • PI 0705220-0 A2
  • Data do depósito:
  • 22/10/2007
  • Data da publicação:
  • 23/06/2009
Inventores:
  • Classificação:
  • A23J 3/04
    Preparação de prote?nas para produtos aliment?cios; / Prote?nas animais;
    ;
    A23J 3/34
    Preparação de prote?nas para produtos aliment?cios; / por meio de hidr?lise; / usando agentes qu?micos; / usando enzimas;
    ;

PROCESSO DE OBTENÇÃO DE HIDROLISADO PROTÉICO EM PÓ MICROENCAPSULADO. A presente invenção se refere a um processo específico de obtenção de um hidrolisado protéico de origem animal (frango, peixe, bovino e suíno) em pó e microencapsulado. O processo da invenção utiliza parâmetros determinados que garantem a formação de um produto a um baixo custo e com características ótimas para ser utilizado como modificador de propriedades funcionais de alimentos, O presente processo consiste inicialmente na hidrólise enzimática da carne, utilizando como enzima a alcalase seguida de posterior obtenção de um hidrolisado que, devidamente separado, é microencapsulado. O hidrolisado protéico microencapsulado obtido, confere maior estabilidade contra crescimento microbiano e umidade, e mascara o sabor amargo resultante do processo de hidrólise.

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Documento

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO DE OBTENÇÃO DE HIDROLISADO PROTÉICO EM PÓ MICROENCAPSULADO”

A presente invenção se refere a um processo de preparação de um hidrolisado protéico em pó microencapsulado que possui, entre outras, utilidade como modificador de 5 propriedades funcionais de alimentos podendo ser incorporado a uma série de produtos como fórmulas balanceadas para a alimentação humana, regimes de emagrecimento bem como ser utilizado na alimentação animal na forma de suplemento protéico.

Descrição do estado da técnica

Atualmente, têm-se verificado profundas alterações nos padrões de consumo dos 10 alimentos pela população, as quais se refletem em três tendências básicas: aumento do consumo fora do lar, preferência por produtos prontos ou semi-prontos no contexto doméstico e segmentação acentuada de mercado (crianças, jovens, idosos, atletas). Dessa forma, observa-se uma diversificação de produtos adequados a essas tendências e que agreguem valor à carne, gerando maiores alternativas para a sua comercialização. Isto 15 possibilita a industrialização de produtos derivados, contribuindo para a geração de empregos e aumentando a receita e oferta de produtos disponíveis comercialmente. Não se pode deixar de mencionar a importância cada vez maior de fornecimento e suplementos para a saúde.

A carne é uma excelente fonte de proteínas tanto em quantidade como em qualidade. 20 Em quantidade, 100g de carne de peito de frango, por exemplo, contém 22g de proteína, o que corresponde a 30% das necessidades de um ser humano adulto. Em qualidade, as proteínas da carne são as mais completas por apresentarem um perfeito equilíbrio de aminoácidos essenciais, isto é, aqueles que o corpo humano não sintetiza a partir dos demais e que, por isso, devem estar presentes nos alimentos ingeridos. Outros produtos de 25 origem animal, como os ovos ou o leite e derivados, também são fontes de proteínas completas. Já as proteínas encontradas nos alimentos de origem vegetal são deficientes em um ou mais aminoácidos essenciais e, portanto, devem ser consumidas em combinações de cereais com leguminosas.

A hidrólise protéica consiste na mistura de carne com água e enzimas proteolíticas. 30 Estas são utilizadas na extração de proteínas da carne, sendo que os lipídeos e outros materiais indesejáveis são separados e removidos, resultando na formação de um material

protéico uniforme e com baixo teor de gordura. No processo, ocorre a liberação de peptídeos e aminoácidos, que tornam o aroma e o sabor da carne mais acentuados.

Os hidrolisados protéicos de carne são utilizados para modificar propriedades funcionais de alimentos e, em alimentos dietéticos, como fonte de pequenos peptídeos e aminoácidos. Podem ser incorporados a uma série de produtos, como fórmulas balanceadas para atletas, regimes de emagrecimento e utilizados na alimentação animal como, por exemplo, em porcos e bezerros, e na forma de suplemento protéico em rações para animais. Na alimentação humana, servem como suplemento em biscoitos e produtos tipo hambúrguer, nuggets, entre outros, com possibilidade de também serem adotados em dietas para pessoas com problemas de digestão ou de má-absorção de proteínas, graças à sua elevada digestibilidade e aos aminoácidos essenciais disponíveis.

Nos últimos anos, vários trabalhos demonstraram que preparações ricas em pequenos peptídeos, especialmente di- e tripeptídeos, provenientes da hidrólise parcial de proteínas, possuem uma absorção gastrointestinal mais eficiente quando comparado com a proteína intacta e aminoácidos livres. Além disso, estes peptídeos têm menor osmolaridade que aminoácidos livres, sendo melhor tolerados por indivíduos com problemas de absorção. Desta forma, a disponibilidade de produtos nutricionalmente equilibrados, utilizando hidrolisados protéicos, pode fornecer importante aporte protéico em dietas alimentares.

No entanto, os hidrolisados protéicos geralmente apresentam sabor amargo, resultante da liberação de aminoácidos hidrofóbicos, que se encontram no interior de proteína. Muitas técnicas foram sugeridas para reduzir e mascarar o amargor, e nesse sentido, a microencapsulação pode ser empregada para obter um hidrolisado protéico em pó, livre desse problema com a utilização correta do processo. Dentre outras vantagens, essa técnica permite manusear líquidos como sólidos, separar componentes numa mistura de sólidos, reduzir a volatilidade do material, proporcionar a proteção do ambiente aos componentes do núcleo, alterar as propriedades da superfície e controlar a liberação dos componentes.

A microencapsulação é uma técnica em que pequenas gotas de material líquido ou partículas sólidas (material ativo ou núcleo) são envoltas num material formador de filme (material de parede ou agente encapsulante). A indústria de alimentos aplica a microencapsulação para:

•    Reduzir a reatividade do produto com o ambiente externo (por exemplo, luz, oxigênio e água);

•    Diminuir a evaporação ou a taxa de transferência do produto para o ambiente externo;

5    • Promover um melhor manuseio do material, uma vez que este adquire

uma forma sólida, com maior uniformidade, facilitando misturas;

•    Controlar a liberação do material, que ocorre através de um estímulo externo;

•    Mascarar o sabor do material.

10    Diversos documentos encontrados na literatura se referem a processos de

microencapsulação ou de secagem utilizando substâncias píotéicas . O documento EP 1110462 mostra a microencapsulação de compostos ativos, como microorganismos e enzimas, com agentes encapsulantes como goma arábica formando um produto que pode ser utilizado como componente alimentar a ser adicionado a produtos lácteos, bebidas, 15 alimentação animal, cosméticos e medicamentos. O documento EP1008305 descreve a preparação de um aromatizante contendo aminoácidos, peptídeos e proteína hidrolisada e sua encapsulação com monoglicerídeos através de aquecimento seguido de resfriamento. O documento US5601865 descreve um processo de microencapsulação por solidificação de uma mistura fundida por aquecimento contendo, entre outros componentes, proteínas, 20 celulose modificada e um extrato de um composto flavorizante. Como agentes encapsulantes, o documento sugere a utilização de maltodextrina, amidos, gomas dentre outros. O documento JP59205958 descreve a obtenção de uma mistura contendo dextrina, e/ou polímeros em um extrato aquoso de peixe, moluscos e carne bovina com posterior secagem por atomização (spray dryer). O documento JP55074774 descreve a obtenção das 25 proteínas presentes no glúten e a dispersão destas em gordura animal ou vegetal. A emulsão formada é seca em “spray dryer”, sendo o produto final utilizado na preparação de salmoura a ser injetada na carne.

A presente invenção se refere a um processo de preparação de hidrolisado protéico em pó microencapsulado. Embora aborde um assunto bastante discutido na literatura, a 30 invenção em questão apresenta um processo específico de obtenção de hidrolisado protéico em pó microencapsulado. A especificidade aqui referida está relacionada a determinados

parâmetros utilizados no processo que garantem a formação de um produto a um baixo custo e com características ótimas para ser utilizado como modificador de propriedades funcionais de alimentos.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um processo de obtenção de um hidrolisado protéico em pó e microencapsulado, utilizando carne como matéria-prima. O produto resultante do presente processo pode ser utilizado em formulações, de modo a conferir sabor de carne a um determinado produto (sopas desidratadas, temperos, dentre outros). Também pode ser utilizado como suplemento alimentar em fórmulas balanceadas para atletas, alimentos especiais para dietas de emagrecimento e para pessoas com problemas de má-digestão ou má-absorção de proteínas, etc. O processo da presente invenção compreende as seguintes etapas:

a)    moagem da carne e homogeneização

b)    hidrólise enzimática do material homogeneizado

c)    separação do precipitado e sobrenadante resultante da hidrólise enzimática

d)    mistura e homogeneização do sobrenadante com um agente encapsulante

e)    secagem da mistura homogeneizada obtida na etapa d

A presente invenção também se refere a processos de obtenção de hidrolisado protéico em pó e microencapsulado que compreendem o processo descrito na invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Figura 1: Fluxograma do processo para obtenção de hidrolisado protéico em pó e microencapsulado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção tem o objetivo de apresentar um processo diferenciado de obtenção de um hidrolisado protéico em pó microencapsulado, utilizando carne como matéria-prima. O processo de obtenção do hidrolisado protéico em pó microencapsulado da presente invenção é mostrado na Figura 1 e compreende as seguintes etapas:

a)    moagem da carne e homogeneização

b)    hidrólise enzimática do material homogeneizado

c)    separação do precipitado e sobrenadante resultante da hidrólise enzimática

d)    mistura e homogeneização do sobrenadante com um agente encapsulante

e)    secagem da mistura homogeneizada obtida na etapa d

Entre os tipos de carne que podem ser utilizados no processo da presente invenção pode-se citar as carnes de frango, de peixe, bovina e suína. Inicialmente, a carne é moída e homogeneizada utilizando água como meio homogeneizador. Preferencialmente, a moagem da carne é realizada através do emprego de moinho de facas, no entanto, outros tipos de moagem podem ser utilizados. Esta etapa de redução de tamanho da carne (moagem) visa aumentar a área superficial de modo a aumentar a eficiência do processo hidrólise enzimática que ocorre na segunda etapa do processo.

Na segunda etapa do processo, a carne moída e homogeneizada é submetida a um processo de hidrólise enzimática, que consiste na digestão proteolítica da carne com a utilização da enzima alcalase. Inicialmente, a mistura carne + água é transferida para um reator encamisado com um sistema de agitação, sendo aquecida a uma temperatura preferencial de 50 a 70°C e um pH ajustado preferencialmente entre 6,5 a 7,5. O ajuste de pH é realizado preferencialmente com solução de NaOH, no entanto, outros ajustadores de pH compatíveis podem ser utilizados. Após a estabilização da temperatura e do pH da mistura, á adicionado a enzima alcase em uma concentração preferencial de 0,084 AU/g proteína a 0,1125 AU/g proteína. A duração do processo de hidrólise enzimática pode variar dependendo da matéria-prima utilizada, no entanto, se situa no intervalo entre 2 a 24 horas. Na etapa de hidrólise enzimática, ocorre a divagem das moléculas de proteínas em peptídeos e aminoácidos, tornando o aroma e o sabor da carne mais acentuados, podendo ser utilizado em temperos ou em outros produtos na qual deseja-se conferir sabor de carne. Finalizada a reação, observada pela estabilização do valor do pH, a enzima é inativada por aquecimento da mistura a temperaturas de inativação da alcalase. Preferencialmente, a inativação ocorre a temperatura de 85°C durante 10 minutos seguida de resfriamento a temperatura ambiente. Terminada a hidrólise enzimática, o sobrenadante da mistura reacional resultante da hidrólise enzimática é separado do precipitado também resultante da mistura reacional. A separação do sobrenadante do precipitado ocorre, preferencialmente, através de centrifugação. O precipitado separado contém lipídeos e material que não foi hidrolisado, enquanto que o sobrenadante, contém o hidrolisado protéico. O sobrenadante obtido após centrifugação da mistura resultante da hidrólise enzimática é então misturado e homogeneizado com um agente encapsulante. Nesta etapa, diversos agentes encapsulantes compatíveis podem ser utilizados. Preferencialmente, o agente encapsulante utilizado é selecionado dentre goma arábica, amido modificado e maltodextrina. A mistura contendo o sobrenadante e o agente encapsulante deve ser realizada de maneira que, ao final, a mistura compreenda entre 5% a 30% deste agente. A quantidade de agente encapsulante pode variar dependendo do tipo de agente utilizado. Quando goma arábica é utilizada como agente encapsulante, esta é utilizada na proporção de 10% a 25% em peso (p/p) da mistura final, enquanto que o amido modificado é utilizado na proporção de 5% a 30% em peso (p/p) da mistura final. A etapa seguinte do presente processo é a secagem e consequente microencapsulação da mistura homogeneizada contendo o agente encapsulante e o hidrolisado protéico. Para a realização desta secagem é utilizado, preferencialemnte, um secador com sistema de atomização. A secagem por atomização também conhecida como “spray dryer”, ocorre, preferencialmente, com uma temperatura do ar na entrada do secador variando de 100°C a 190°C e uma temperatura do hidrolisado protéico na alimentação do secador variando entre 20°C a 60°C. A temperatura de alimentação está relacionada às propriedades físicas do hidrolisado protéico na alimentação, interferindo na vazão mássica e no rendimento do processo. O hidrolisado protéico formulado com agente encapsulante é bombeado até o bico atomizador, onde, através da aplicação de uma pressão, o fluido é atomizado em milhões de gotículas em uma câmara de secagem. A água presente nas gotículas é evaporada quando em contato com o ar quente, ocorrendo a formação das microcápsulas. Assim, é obtido o hidrolisado protéico de carne em pó e microencapsulado com agente encapsulante.

O produto obtido pela presente invenção apresenta a vantagem de ser uma forma de comercialização mais estável, por apresentar uma baixa atividade de água e baixa atividade microbiana, não necessitando de tratamentos térmicos e adição de conservante. O produto é também mais vantajoso por apresentar maior facilidade de manipulação, transporte, armazenamento (não necessitando de refrigeração ou congelamento) e consumo.

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de obtenção de um hidrolisado protéico em pó microencapsulado caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:

5


a)    moagem da carne e homogeneização

b)    hidrólise enzimática do material homogeneizado

c)    separação do precipitado e sobrenadante resultante da hidrólise enzimática

d)    mistura e homogeneização do sobrenadante com um agente encapsulante

e)    secagem da mistura homogeneizada obtida na etapa d

10    2. Processo de obtenção de um hidrolisado protéico em pó microencapsulado de

acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que na etapa a, a carne utilizada é selecionada dentre carne de frango, de peixe, bovina e suína.

3.    Processo de obtenção de um hidrolisado protéico em pó microencapsulado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que na etapa

15 a, a moagem ocorre com a utilização de um moinho de facas.

4.    Processo de obtenção de um hidrolisado protéico em pó microencapsulado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 caracterizado pelo fato de que na etapa b, a hidrólise enzimática ocorre com a utilização da enzima alcalase.