Efeito da massa molecular de um polissacarídeo na gelificação de proteínas

摘要

O objectivo do presente trabalho foi avaliar a influência da massa molecular dagoma de alfarroba, nas propriedades gelificantes das proteínas do soro do leite, apH neutro e em condições de baixa força iónica.Neste sentido, a primeira fase do trabalho consistiu na realização da hidróliseenzimática controlada com b-mananase (2x10-4 U/mL) da goma de alfarrobapurificada. Foram obtidas fracções de polissacarídeo com valores de massamolecular a variar entre 1.68x105 e 19.3x105 Da, sem no entanto alterar o grau deramificação, tal como se comprovou pelos valores das razões Man/Gal constantes.As fracções obtidas, com um comportamento típico de polissacarídeos comconformação desordenada, apresentaram propriedades físico-químicas ereológicas distintas, as quais foram sensíveis à extensão/duração da hidróliseenzimática.O estudo do efeito da massa molecular da goma de alfarroba na microestrutura epropriedades viscoelásticas dos géis de proteínas do soro do leite realizou-serecorrendo a ensaios reológicos dinâmicos a baixa deformação, ensaios demicroscopia confocal de varrimento laser e RMN. Foram estudadas duasconcentrações proteicas, uma perto da transição sol-gel (11%) e outracorrespondente a uma estrutura mais elástica e organizada (14% de proteina), paraquatro fracções de goma de alfarroba com diferentes massas moleculares, cujasconcentrações variaram entre 0 e 0.7% (m/v).Tendo em consideração que o polissacarídeo em análise não possui propriedadesgelificantes, os resultados obtidos mostraram claramente que diferenças de massamolecular de polissacarídeo apresentam uma forte influência na viscoelasticidade emicroestrutura dos géis. Para os sistemas contendo 11% de proteína concluiu-seque a presença do polissacarídeo induz a ocorrência de gelificação e umfortalecimento significativo do gel, o que se traduz num aumento de rigidez. Noentanto, para a fracção de maior massa molecular e para a concentração superiorde polissacarídeo observa-se uma diminuição de elasticidade e de perfeição darede tridimensional, provavelmente relacionada com a formação de uma rede bicontínuade baixa conectividade.Assim, este trabalho apresenta possíveis estratégias para o controlo daspropriedades reológicas e da microestrutura dos géis de proteínas do soro do leite,por aplicação de galactomananas estruturalmente modificadas, permitindo ummelhor controlo e desenvolvimento de novas formulações alimentares. ABSTRACT: The aim of the present work was the study of the influence of galactomannan’smolecular weight on the gelation of whey proteins, at neutral pH and low ionicstrenght.In the first stage of the work, purified locust bean gum was enzymaticallydegraded using an endo-b-mannanase (2x10-4 U/mL). The degraded fractionsobtained have a wide range of molecular weight, varying between 1.68x105 and19.3x105 Da, according to degradation time (0 and 960 minutes, respectively).The samples have distinct physicochemical and rheological properties, whichwere sensitive to extent of degradation, and their behaviour were typical of arandom coil polysaccharide.The effect of galactomannans with different molecular weights on themicrostructure and viscoelastic properties of heat-induced whey protein gelshas been studied using small-deformation rheology, confocal laser scanningmicroscopy and NMR. Two different protein concentrations have beenanalysed, one close to the sol-gel transition threshold (11%) and the othercorresponding to a more elastic and well-developed gel (14% protein), for foursamples of locust bean gum of different molecular weights, at concentrationsbetween 0 and 0.7% (w/v). The results obtained clearly showed that differencesin the molecular weight of the polysaccharide have a significant influence ongel viscoelasticity and microstructure. Homogeneous mixtures and phaseseparated systems, with dispersed droplet and bicontinuous morphologies,were observed by changing the polysaccharide/protein ratio and/or molecularweight. At 11% whey protein, below the gelation threshold of the protein alone,the presence of the non-gelling polysaccharide at the highest concentration(0.70%) induces gelation to occur. At higher protein concentration, the maineffect of the polysaccharide was a re-enforcement of the gel. However, at thehigher molecular weight and concentration of the non-gelling polymer, theprotein network starts to loose elastic perfection, probably related in a complexway with the formation of bi-continuous structures with lower connectivity.This study suggested strategies for controlling the rheological behaviour ofwhey proteins in food processing through the addition of galactomannans andthe possible use of this polysaccharide as a texture modifier for whey proteinbasedfood and for the development of new products.