Influência do pH e da temperatura no processo de obtenção de proteína isolada de soja

Abstract

As proteínas isoladas de soja são constituídas pelas proteínas de armazenamento da soja, um conjunto de macromoléculas de tamanhos e estruturas variadas. Essas proteínas são classificadas como globulinas, sendo as mais importantes a β-conglicinina e a glicinina, que representam aproximadamente 70% do total das proteínas da soja. Elas são extraídas da farinha desengordurada de soja através de um processamento de purificação em etapas, que utiliza extração aquosa e precipitação isoelétrica. A utilização de diferentes parâmetros de processamento altera o perfil protéico dos isolados, o que causa mudança nas propriedades tecnológicas como solubilidade, capacidade de hidratação, emulsificação e capacidade de formação de espuma. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência da temperatura e do pH na etapa de extração aquosa do processo de obtenção da proteína isolada de soja. Foram realizados quatro experimentos de extração, conforme o planejamento fatorial 22, avaliando a temperatura nos níveis 20 e 50ºC e o pH nos níveis 7,0 e 9,0. As amostras de licor alcalino, extrato insolúvel, pasta ácida e soro ácido obtidas dos quatro experimentos foram avaliadas qualitativamente por eletroforese SDS-PAGE e o teor protéico total foi quantificado pelo método Kjeldahl. A partir dos resultados obtidos para a concentração de proteína no licor alcalino, foram construídas superfícies de resposta onde a maximização do conteúdo protéico foi obtida em temperatura de 50ºC e pH 9,0. O rendimento da extração protéica foi superior nos experimentos realizados com pH de extração alcalino. Na avaliação do perfil protéico das amostras de licor alcalino e pasta ácida, as mesmas bandas são observadas em todos os experimentos, porém em intensidades diferentes. A amostra de soro ácido extraída em temperatura de 50ºC e pH 9,0 apresentou bandas distintas localizadas entre 43 e 67kDa. Este trabalho também teve como objetivo avaliar a influência do pH na precipitação isoelétrica. Foram estudados os pHs 3,7, 4,5 e 5,0. A quantificação do teor protéico mostrou que o experimento realizado com pH de precipitação de 4,5 apresentou maior teor protéico na pasta ácida, menor conteúdo protéico no soro ácido e maior rendimento de extração protéica. A análise de eletroforese SDS-PAGE das amostras de soro ácido revelou que muitas das proteínas solubilizadas na etapa de extração aquosa permaneceram solúveis no soro após a precipitação ácida em pH 3,7 e 5,0, demonstrando que pequenas variações de pH nesta fase influenciam significativamente na solubilidade das proteínas.

Isolated soy proteins are constituted by soy storage proteins, a group of macromolecules of varied sizes and structures. These proteins are denominated globulins, being the most important β-conglicinin and the glicinin, that represent approximately 70% total soy proteins. They are extracted from defatted soy flour through a purification processing in stages that uses aqueous extraction and isoelectric precipitation. The use of different processing parameters alters the subunit protein profile of isolated protein, what causes change in the techno-functional properties as solubility, hydration, emulsifying and foaming. The objective of present work was to evaluate the influence of temperature and pH in the aqueous extraction stage of the isolated soy protein process. Four extraction experiments were employed, according to factorial planning 22, evaluating temperature (20 and 50ºC) and pH (7.0 and 9.0). The samples of alkaline protein solution, insoluble extract, acid curd and acid whey obtained from four experiments was evaluated qualitatively for SDS-PAGE electrophoresis and the total protein content was quantified by Kjeldahl method. Starting from obtained data for protein percentage in the alkaline soluble extract, response surfaces were built where the high protein content was obtained for temperature values of 50ºC and pH 9.0. The protein extraction efficiency was superior in the experiments carried out on alkaline pH. ln the protein profile evaluation for samples of alkaline protein solution and acid curd, the sarne bands are observed in all experiments, however in different intensities. The acid whey sample extracted in temperature of 50ºC and pH 9.0 exhibit different bands located between 43 and 67kD. This work also had as objective the evaluation of pH influence in acid precipitation. pHs 3.7, 4.5 and 5.0 where evaluated. Protein content evaluation showed that precipitation at pH 4.5 experiment presented high protein content in acid curd, lower protein content in acid whey and higher yield on protein extraction. SDS-PAGE electrophoresis analysis of the acid whey samples revealed that many solubilized proteins in the aqueous extraction stage stayed soluble in the whey after precipitation in pH 3.7 and 5.0, showing that small pH changes in this stage have significantly influence on the solubility and subunit pattems of soy proteins.