Uma contribuição à pesquisa das propriedades químicas dos concentrados proteicos de soro do leite

O objetivo deste trabalho foi utilizar a espectroscopia Raman e o analisador rápido de viscosidade (RVA) no estudo das propriedades químicas dos concentrados proteicos de soro do leite (WPC), visando identificar atributos intrínsecos aos produtos durante processamento de obtenção ou utilização indus...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2015
Main Author: Stephani, Rodrigo lattes
Orientador/a: Oliveira, Luiz Fernando Cappa de lattes
Banca: Perrone, Ítalo Tuler lattes, Abreu, Luiz Ronaldo de lattes, Van Dender, Ariene Gimenes Fernandes lattes, Sant’Ana, Antônio Carlos lattes
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Federal de Juiz de Fora
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Assuntos em Português:
WPC
RVA
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/370
Resumo Português:O objetivo deste trabalho foi utilizar a espectroscopia Raman e o analisador rápido de viscosidade (RVA) no estudo das propriedades químicas dos concentrados proteicos de soro do leite (WPC), visando identificar atributos intrínsecos aos produtos durante processamento de obtenção ou utilização industrial. Com o uso da espectroscopia Raman foi possível identificar o estado físico da lactose presente em amostras de WPC, obtidas em planta piloto sob diferentes parâmetros tecnológicos, devido a caracterização do estado físico deste carboidrato nas partículas dos pós. O processo de cristalização da lactose foi identificado em diferentes repetições dos tratamentos aplicados, devido às mudanças espectrais que ocorrem na região de 2900 cm-1 e, principalmente, na região entre 1200 e 800 cm-1. Estas alterações no perfil dos espectros foram atribuídas ao processo de mudança de fase da lactose amorfa para a lactose cristalina, durante a qual ocorre o aparecimento de novas bandas, devido ao abaixamento de simetria que ocorre na transição de fases. O RVA foi utilizado para avaliar o comportamento sinérgico de sistemas proteicos reidratados contendo WPC, visando elucidar a influência das diferentes estruturas proteicas destes sistemas em diferentes processamentos térmicos sob a influência do pH do meio, permitindo alcançar melhor otimização da definição dos produtos e processos. A interpretação das reações e das interações que ocorrem de forma simultânea entre os constituintes proteicos destes sistemas em dispersão durante o processamento térmico ainda é um grande desafio e, neste trabalho, foi feita através da observação das mudanças reológicas da viscosidade durante a rampa de aquecimento, utilizando-se 10 parâmetros analíticos específicos obtidos nos perfis viscográficos. O estudo demonstrou a clara influência do pH 5,5 na elevação de no mínimo 5°C na temperatura de início da viscosidade de arranque dos sistemas proteicos e o impacto das diferentes proporções proteicas em pH 7,0 no perfil das curvas viscográficas, tendo como principal agente o efeito sinérgico proveniente entre as reações e interações das caseínas com as proteínas do soro durante o processamento. Assim, este trabalho reforça a importância da espectroscopia Raman como ferramenta analítica na caracterização do estado físico da lactose, do RVA como um instrumento analítico utilizado na simulação de processos industriais envolvendo os sistemas proteicos e o uso da rampa de viscosidade de arranque como forma de interpretação das interações dos seus componentes em relação às modificações relacionadas à temperatura de tratamento.
The objective of this study was to use Raman spectroscopy and Rapid Viscosity Analyzer (RVA) in the study of chemical properties of Whey Protein Concentrates (WPC), aiming to identify intrinsic attributes of the products during processing or during industrial use. By means of Raman spectroscopy, it was possible to identify the structure of the lactose present in the WPC samples, obtained in a pilot plant under different technological parameters, due to the characteristics of the physical state of this sugar in the powder particles. The crystallization process of the lactose has been identified in different repetitions of treatments because of the spectral changes occurring in the region of 2900 cm-1 and especially in the region between 1200 and 800 cm-1. These changes in the profile of the spectra were attributed to phase change process of amorphous lactose to crystalline lactose, which occurs during the appearance of new bands due to the lowering of symmetry in the phase transition. The RVA was used to evaluate the synergistic behavior of WPC containing rehydrated protein systems, to elucidate the effect of different protein structures of these systems in various thermal processing under the influence of pH, allowing to a better optimization of definition of products and processes. The interpretation of reactions and interactions that occur simultaneously among the protein constituents of these systems in dispersion during thermal processing is still a major challenge, and this work was carried out by observing the rheological changes in viscosity during the heating ramp, using 10 specific analytical parameters obtained from the viscographic profiles. The study showed a clear influence of pH 5.5 in the elevation of at least 5°C in the initial temperature of the start-up viscosity of the protein systems and the impact of different protein ratios at pH 7.0 in the profile of viscographic curves, the main agent being the synergistic effect between the reactions and interactions of caseins with whey proteins during processing. This study reinforces the importance of Raman spectroscopy as an analytical tool in characterizing the physical state of lactose and the RVA as an analytical tool used in the simulation of industrial processes involving protein systems and also the use of start-up viscosity ramp as a means of interpretation of the interactions of its components in relation to thermal treatment related changes.