Nome do Projeto
Aprimoramento do processo de extração de proteínas de aveia: explorando pH, temperatura e soluções sustentáveis
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/01/2024 - 15/07/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
Este projeto tem por objetivo otimizar o processo de extração alcalina, com o uso de diferentes parâmetros de pH e temperatura, para obtenção de concentrado proteico de aveia com elevado rendimento e grau de pureza, e investigar o emprego de bases alternativas com menor impacto ambiental. Durante o desenvolvimento da pesquisa espera-se ser encontrado benéficos valores de rendimento e pureza da extração desta proteína da aveia pelo método alcalino, tanto para a extração com o hidróxido de sódio quanto para as bases alternativas não tão agressivas ao meio ambiente.
Objetivo Geral
Avaliar a eficiência da extração alcalina com hidróxido de sódio sobre rendimento e pureza da proteína da aveia.
Analisar a proteína da aveia extraída com hidróxido de sódio, quanto a sua capacidade de absorção em água, capacidade emulsificante, formação de espuma, formação de gel e estabilidade frente ao calor.
Avaliar a extração alcalina com bases alternativas ao hidróxido de sódio, sobre valores de rendimento e pureza.
Analisar a proteína da aveia extraída com bases alternativas ao hidróxido de sódio, quanto a sua capacidade de absorção em água, capacidade emulsificante, formação de espuma, formação de gel e estabilidade frente ao calor.
Analisar a proteína da aveia extraída com hidróxido de sódio, quanto a sua capacidade de absorção em água, capacidade emulsificante, formação de espuma, formação de gel e estabilidade frente ao calor.
Avaliar a extração alcalina com bases alternativas ao hidróxido de sódio, sobre valores de rendimento e pureza.
Analisar a proteína da aveia extraída com bases alternativas ao hidróxido de sódio, quanto a sua capacidade de absorção em água, capacidade emulsificante, formação de espuma, formação de gel e estabilidade frente ao calor.
Justificativa
O consumo de proteína vegetal está impulsionado para aumentar dentre os próximos anos em recorrência de diversos fatores e tendências ambientais e sociais, por exemplo. A diminuição do consumo de carne vermelha, o interesse por dietas com fontes alternativas, estilos de vida flexíveis e a disponibilidade de alimentos à base de plantas, grãos e leguminosas são motivos que desencadeiam este aumento programado.
A aveia por ser uma excelente fonte nutricional oferece diversos benefícios à saúde do consumidor. Sua proteína é de excelente qualidade e está disponível para suprir necessidades diárias de consumo. A ingestão de proteína está ligada à saciedade, o que auxilia no controle do apetite e na manutenção ou perda de peso, além da proteína ser muito importante para construção e reparação de tecidos, incluindo músculos. Incorporar uma proteína vegetal em sua alimentação é uma forma de diversificar suas fontes proteicas e introduzir mais variedades de nutrientes em sua dieta. Para isso otimizar o processo de extração da proteína vegetal para obter os melhores valores de rendimento e pureza é essencial para posterior sua aplicação.
A utilização de bases menos agressivas ao meio ambiente em substituição ao hidróxido de sódio para o processo de extração de proteína vegetal se torna interessante e vantajoso visto que, haverá diminuição ou zero poluição da água e solo, haverá preservação da biodiversidade, a manipulação de substância químicas fortes pode representar riscos para a saúde do ser humano e a busca por alternativas menos agressivas ou mais amigáveis ao meio ambiente representa avanços científicos e industrias e como resultado o desenvolvimento de novas tecnologias.
A aveia por ser uma excelente fonte nutricional oferece diversos benefícios à saúde do consumidor. Sua proteína é de excelente qualidade e está disponível para suprir necessidades diárias de consumo. A ingestão de proteína está ligada à saciedade, o que auxilia no controle do apetite e na manutenção ou perda de peso, além da proteína ser muito importante para construção e reparação de tecidos, incluindo músculos. Incorporar uma proteína vegetal em sua alimentação é uma forma de diversificar suas fontes proteicas e introduzir mais variedades de nutrientes em sua dieta. Para isso otimizar o processo de extração da proteína vegetal para obter os melhores valores de rendimento e pureza é essencial para posterior sua aplicação.
A utilização de bases menos agressivas ao meio ambiente em substituição ao hidróxido de sódio para o processo de extração de proteína vegetal se torna interessante e vantajoso visto que, haverá diminuição ou zero poluição da água e solo, haverá preservação da biodiversidade, a manipulação de substância químicas fortes pode representar riscos para a saúde do ser humano e a busca por alternativas menos agressivas ou mais amigáveis ao meio ambiente representa avanços científicos e industrias e como resultado o desenvolvimento de novas tecnologias.
Metodologia
Este estudo será subdividido em sub estudos, visando, na sequência da obtenção de resultados a ampliação do conhecimento.
O estudo 1 estudo visará otimizar o processo de extração da aveia pelo emprego de diferentes pH de
solubilização e precipitação.
No estudo 2 será otimizada as condições para o emprego de bases ambientalmente amigáveis na extração de proteína de aveia. Neste estudo, a partir das condições obtidas no estudo 1, será empregado também
o hidróxido de potássio, hidróxido de magnésia e hidróxido de cálcio.
Extração da proteína
Farelo de aveia será suspenso em água destilada em uma proporção de 1:10.
Posteriormente o pH da solução será ajustado para (8,0, 8,5, 9,0 e 9,5) e mantido por 60
minutos a 40°C para solubilização da proteína. A mistura será então filtrada para remoção
das partículas insolúveis, e o filtrado será então precipitado pela alteração do pH para
(3,5, 4,0, 4,5 e 5). O precipitado será separado com o auxílio de centrifuga (2500g por 10
min). A proteína então será liofilizada para futuras determinações.
Determinações
- Rendimento de extração: Será calculado pela relação entre a proteína extraída e a qualidade de amostra
- Grau de pureza: Será realizado pela quantificação de proteínas pelo método de kjeldahl, de acordo com AACC, (1995).
- Solubilidade proteica: Será determinada de acordo com método proposto por Bradford, 1976.
Propriedades térmicas: As propriedades térmicas serão determinadas por calorimetria de varredura diferencial.
- Capacidade de absorção de óleo: Será determinado de acordo com metodologia proposta por Tomotake et al., 2022.
- Capacidade de absorção de água: Será determinado de acordo com metodologia proposta por Tomotake et al., 2022.
- Estabilidade de emulsão: Determinada de acordo com metodologia proposta por Shevkani et al., (2015).
- Cor: Será determinada pelo emprego de colorímetro minolta.
- Capacidade de formação de gel: Será determinado de acordo com metodologia proposta por Tomotake et al., 2022.
- Capacidade de formação de espuma: Determinada de acordo com metodologia proposta por Shevkani et al., (2015).
- Estabilidade da bebida: Determinada de acordo com metodologia proposta por Shevkani et al., (2015).
- Capacidade emulsionante: Determinada de acordo com metodologia proposta por Meng et al. (2019)
- Perfil de aminoácidos: Determinada de acordo com metodologia proposta por Meng et al. (2019)
- Digestibilidade da proteína: Determinada de acordo com metodologia proposta por Meng et al. (2019)
- Análise do potencial zeta: Será realizado com o emprego do equipamento Zetasizer.
- Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier: Os espectros FTIR das amostras serão registrados entre 4000 e 500 cm-1 com uma resolução de 4 cm-1 usando 32 varreduras.
O estudo 1 estudo visará otimizar o processo de extração da aveia pelo emprego de diferentes pH de
solubilização e precipitação.
No estudo 2 será otimizada as condições para o emprego de bases ambientalmente amigáveis na extração de proteína de aveia. Neste estudo, a partir das condições obtidas no estudo 1, será empregado também
o hidróxido de potássio, hidróxido de magnésia e hidróxido de cálcio.
Extração da proteína
Farelo de aveia será suspenso em água destilada em uma proporção de 1:10.
Posteriormente o pH da solução será ajustado para (8,0, 8,5, 9,0 e 9,5) e mantido por 60
minutos a 40°C para solubilização da proteína. A mistura será então filtrada para remoção
das partículas insolúveis, e o filtrado será então precipitado pela alteração do pH para
(3,5, 4,0, 4,5 e 5). O precipitado será separado com o auxílio de centrifuga (2500g por 10
min). A proteína então será liofilizada para futuras determinações.
Determinações
- Rendimento de extração: Será calculado pela relação entre a proteína extraída e a qualidade de amostra
- Grau de pureza: Será realizado pela quantificação de proteínas pelo método de kjeldahl, de acordo com AACC, (1995).
- Solubilidade proteica: Será determinada de acordo com método proposto por Bradford, 1976.
Propriedades térmicas: As propriedades térmicas serão determinadas por calorimetria de varredura diferencial.
- Capacidade de absorção de óleo: Será determinado de acordo com metodologia proposta por Tomotake et al., 2022.
- Capacidade de absorção de água: Será determinado de acordo com metodologia proposta por Tomotake et al., 2022.
- Estabilidade de emulsão: Determinada de acordo com metodologia proposta por Shevkani et al., (2015).
- Cor: Será determinada pelo emprego de colorímetro minolta.
- Capacidade de formação de gel: Será determinado de acordo com metodologia proposta por Tomotake et al., 2022.
- Capacidade de formação de espuma: Determinada de acordo com metodologia proposta por Shevkani et al., (2015).
- Estabilidade da bebida: Determinada de acordo com metodologia proposta por Shevkani et al., (2015).
- Capacidade emulsionante: Determinada de acordo com metodologia proposta por Meng et al. (2019)
- Perfil de aminoácidos: Determinada de acordo com metodologia proposta por Meng et al. (2019)
- Digestibilidade da proteína: Determinada de acordo com metodologia proposta por Meng et al. (2019)
- Análise do potencial zeta: Será realizado com o emprego do equipamento Zetasizer.
- Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier: Os espectros FTIR das amostras serão registrados entre 4000 e 500 cm-1 com uma resolução de 4 cm-1 usando 32 varreduras.
Indicadores, Metas e Resultados
Espera-se obter bom rendimento e eficiência na extração da proteína a partir de bases menos agressivas ambientalmente, e que as proteínas extraídas mantenhas as propriedades nutricionais e funcionais para que sejam aplicadas em diferentes elaborações alimentícias.
- Envolvimento de ao menos um aluno de mestrado e dois alunos de iniciação científica.
- Elaboração de uma dissertação de mestrado.
- Elaboração de ao menos um artigo científico e três trabalhos apresentados em congressos da área de alimentos.
- Envolvimento de ao menos um aluno de mestrado e dois alunos de iniciação científica.
- Elaboração de uma dissertação de mestrado.
- Elaboração de ao menos um artigo científico e três trabalhos apresentados em congressos da área de alimentos.
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
ADAN JOSE MOLINA LEMES SILVEIRA | |||
BRUNA BELING KLUG | |||
CARLA ROSANE BARBOZA MENDONCA | 5 | ||
NATHAN LEVIEN VANIER | 2 | ||
RAPHAELLY ALMEIDA FERNANDES | |||
ROSANA COLUSSI | 7 | ||
SABRINA FEKSA FRASSON |