As proteínas do leite desempenham um importante papel para a saúde, sendo fonte de aminoácidos essenciais para síntese proteica e de energia. Em paralelo, essas proteínas apresentam interessantes propriedades técnico-funcionais, como solubilidade, capacidade emulsificante, capacidade de formação de espuma, capacidade de retenção de água, formação de gel, dentre outras propriedades, que estimulam a aplicação dessas proteínas como ingredientes alimentares visando a melhoria da qualidade de diversos produtos alimentícios.
Atualmente, diversas estratégias vêm sendo aplicadas para potencializar as propriedades técnico-funcionais das proteínas do leite, como por exemplo, a hidrólise enzimática.
A hidrólise enzimática resulta na produção de hidrolisados que podem apresentar melhores propriedades técnico-funcionais em comparação com as proteínas nativas. Além disso, esses hidrolisados podem conter peptídeos com potenciais propriedades biológicas, tais como atividade antioxidante, antidiabética, anti-hipertensiva, podendo, nesses casos, serem classificados como peptídeos bioativos.
Porém, para aplicação em nível industrial, o uso da hidrólise enzimática pode ser limitado pelo alto custo das enzimas, longo tempo de reação, baixo grau de hidrólise e alto consumo de energia.
Neste contexto, a aplicação de processos físicos, como o ultrassom (US), tem sido explorada para potencializar a hidrólise enzimática das proteínas do leite, visando a geração de hidrolisados com maior rendimento e melhor qualidade multifuncional.
De forma geral, o ultrassom tem a capacidade de modificar a estrutura conformacional das proteínas, afetando as ligações de hidrogênio e as interações hidrofóbicas, tornando-as mais acessíveis à ação das proteases, além de promover a ativação enzimática e aceleração das reações assistidas por ultrassom, devido à melhoria da transferência de massa e de energia.
O ultrassom se baseia na propagação de ondas sonoras com frequência acima do limiar da audição humana (>20 kHz). Pode ser dividido em duas categorias principais: alta intensidade - baixa frequência (intensidade de 10 a 1.000 W/cm2 e frequência de 20 a 100 kHz); e baixa intensidade - alta frequência (intensidade <1 W/cm2 e frequência > 1 MHz). Essa tecnologia apresenta diversas vantagens, como baixo custo, condições operacionais simples, facilidade de controle e ecologicamente amigável.
A aplicação do ultrassom em nível acadêmico na área de alimentos tem evoluído de forma significativa ao longo dos últimos anos. Em condições otimizadas, pode ser aplicado para promover um aumento da atividade enzimática em decorrência de uma favorável alteração da conformação molecular das enzimas, bem como pela exposição de novos sítios ativos. Essas modificações ocorrem devido, principalmente, ao fenômeno de cavitação, que se deve a formação, crescimento e colapso de bolhas de ar.
As bolhas de cavitação crescem durante os ciclos de rarefação e diminuem durante as fases de compressão. Durante o colapso das bolhas, uma grande quantidade de energia é liberada, que resulta em alta temperatura e pressão em pontos específicos em curtos períodos de tempo (milissegundos), promovendo uma alta força de cisalhamento, atrito, turbulência e impacto na zona de cavitação.
Esses efeitos também são os principais responsáveis por modificar as estruturas dos substratos desfazendo os agregados proteicos, tornando-os mais acessíveis ao ataque enzimático, melhorando, assim, a catálise enzimática.
Além disso, nas reações enzimáticas assistidas por ultrassom, o processo pode reduzir a barreira de difusão entre a enzima e o substrato, acelerando a taxa das reações devido ao aumento da transferência de energia e massa.
A tecnologia de ultrassom é promissora na área de alimentos. Do ponto de vista tecnológico, a utilização dessa tecnologia em combinação com a hidrólise enzimática das proteínas do leite pode levar a geração de hidrolisados e peptídeos com melhores propriedades multifuncionais, tanto para a indústria de alimentos no desenvolvimento de novos produtos, quanto para a indústria farmacêutica no desenvolvimento de fármacos.
No entanto, existem algumas lacunas na literatura atual referentes a eficiência no consumo de energia e o investimento de capital dessa tecnologia para aplicação a nível industrial. Além disso, os estudos têm sido realizados in vitro, sendo necessários estudos in vivo para comprovar a real utilização desses peptídeos em produtos e/ou fármacos com alegações benéficas à saúde.
Fonte: Milk Point
