DOUGLAS DOS SANTOS FARIA
ESTUDO DOS EFEITOS DA APLICAO DE TRANSGLUTAMINASE EM BEBIDA LCTEA
FERMENTADA COM ALTO CONTEDO DE SORO
SO CAETANO DO SUL
2010
DOUGLAS DOS SANTOS FARIA
ESTUDO DOS EFEITOS DA APLICAO DE TRANSGLUTAMINASE EM BEBIDA LCTEA
FERMENTADA COM ALTO CONTEDO DE SORO
Dissertao apresentada Escola de Engenharia Mau do Centro Universitrio do Instituto Mau de Tecnologia para a obteno do ttulo de Mestre em Engenharia de Processos Qumicos e Bioqumicos.
Linha de Pesquisa: Anlise e Otimizao de Processos Industriais e Engenharia de Embalagem.
Orientador: Profa. Dra. Eliana Paula Ribeiro
SO CAETANO DO SUL
2010
Faria, Douglas dos Santos
Estudo dos efeitos da aplicao de transglutaminase em bebida lctea fermentada com alto contedo de soro - Douglas dos Santos Faria - So Caetano do Sul, SP: CEUM-EEM, 2010. 116p.
Dissertao de Mestrado - Programa de Ps-Graduao. Linha de Pesquisa: Anlise e Otimizao de Processos Industriais e Engenharia de Embalagem - Escola de Engenharia Mau do Centro Universitrio do Instituto Mau de Tecnologia, So Caetano do Sul, SP, 2010.
Orientadora: Profa. Dra. Eliana Paula Ribeiro
1. Bebida lctea fermentada. 2. Transglutaminase. I. Instituto Mau de Tecnologia. Centro Universitrio. Escola de Engenharia Mau. II. Ttulo.
DEDICO
minha esposa Mirela e
Ao meu filho Lucas
OFEREO
Profa. Dra. Eliana Paula Ribeiro pela orientao,
apoio, motivao e confiana
AGRADECIMENTOS
minha esposa Mirela Aparecida Rodrigues Santinho pelo apoio incrvel e por sempre me
motivar, ao meu filho Lucas Santinho Faria pela compreenso.
Profa. Dra. Eliana Paula Ribeiro pela orientao, pacincia, motivao e dedicao.
s professoras, Dra. Elisena e Dra. Mirna Lucia Gigante pela anlise e valiosas sugestes
para a realizao do trabalho.
Ines Santana, por toda a ajuda durante a realizao do trabalho.
Natasha Amanda, Rubia, Douglas Dalla e Maria Ins tambm pela ajuda durante a reali-
zao do trabalho.
Ao Instituto Mau de Tecnologia que viabilizou a realizao deste trabalho.
Ajinomoto pelo fornecimento da transglutaminase e apoio bibliogrfico utilizados para a
realizao deste trabalho
Fonterra pelo fornecimento do leite em p utilizado na preparao das bebidas.
Tangar pelo fornecimento do soro de leite em p tambm utilizado na preparao das
bebidas.
IFF International Fragances and Flavors pelo apoio incrvel na realizao da anlise
sensorial.
RESUMO
O objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos da aplicao da enzima transgutami-
nase microbiana (MTG) em diferentes concentraes e diferentes temperaturas de incuba-
o na produo de bebida lctea fermentada reconstituda e otimizao das condies de
atuao da enzima. Para a produo da bebida foi utilizado leite em p e soro de leite em
p, com o equivalente a 40% de soro lquido. Foi utilizada uma preparao enzimtica com
glutationa (MTG+G), a qual melhora a atividade da MTG evitando um tratamento trmico
adicional no processo de produo de leites fermentados com MTG, tanto para inativar um
inibidor natural da MTG presente no leite cru ou pasteurizado, como para inativar a enzima,
esta adicionada antes do tratamento trmico usual para esses produtos e inativada por
ele. As bebidas elaboradas com e sem tratamento enzimtico, segundo o planejamento ex-
perimental, foram comparadas por meio de anlises fsico-qumicas e anlise sensorial. Fo-
ram realizados, em duplicata, 11 ensaios mais o controle sem tratamento enzimtico, com
diferentes concentraes enzimticas e diferentes temperaturas de tratamento enzimtico.
Foram realizadas medidas de viscosidade, de sinrese por 2 mtodos: centrifugao e es-
pontnea, composio centesimal, pH e anlise sensorial. Foi utilizado o delineamento ex-
perimental, planejamento composto central, para verificar as melhores concentraes e
temperaturas de incubao para se obter as maiores viscosidades e menores ndices de si-
nrese sem descaracterizar a bebida. Em relao viscosidade as bebidas com concentra-
es enzimticas maiores ou iguais a 0,006% (m/m) incubadas a temperaturas iguais ou
maiores do que 30 C produziram aumento de viscosidade em relao ao controle, sendo
que a melhor combinao foi de 0,034% (m/m) de preparao enzimtica incubada a 40 C,
essa bebida apresentou uma viscosidade 81,3% maior do que a do controle. Em relao
sinrese, pelo mtodo da centrifugao aps 14 dias de armazenagem as bebidas com con-
centraes enzimticas iguais ou acima de 0,03% e ou incubadas em temperaturas iguais
ou maiores do que 50 C apresentaram reduo de sinrese em relao ao controle, no
mesmo perodo a sinrese espontnea das bebidas com concentraes enzimticas iguais
ou maiores a 0,01% incubadas em temperaturas iguais ou maiores a 30 C apresentou re-
duo em relao ao controle, aps 21 e 28 dias em ambos os mtodos todas as bebidas
apresentaram reduo de sinrese em relao ao controle e no foi mais observada dife-
rena entre elas. Quanto anlise sensorial foram realizados testes de aceitao e prefe-
rncia no controle e na bebida do ponto timo da viscosidade e da sinrese e os resultados
mostraram uma preferncia de 77% da bebida tratada com enzima.
Palavras-chave: Bebida lctea fermentada. Transglutaminase. Viscosidade. Sinrese.
ABSTRACT
The objective of this study was to evaluate the effects of the application of microbial
transglutaminase enzyme (MTG) with different concentrations and incubation temperatures
in the production of reconstituted fermented dairy beverage and optimization of the enzyme
usage conditions. For the beverage production was used whole milk power and whey powder
with the equivalent to 40% of liquid whey. It was used an enzyme preparation containing glu-
tathione (MTG+G), which improves the MTG activity avoiding one more heating step in the
production process of fermented dairy products with MTG, either to inactivate a natural MTG
inhibitor present in raw or pasteurized milk or either to inactivate the enzyme. The enzyme is
added and incubated before the usual heating step for these products and inactivated by it.
The dairy beverages elaborated with and without enzyme treatment, according to the ex-
perimental design, were compared through physical-chemical analyses and sensory evalua-
tion. In duplicate, 11 trials plus de control with no enzyme treatment were run with different
MTG+G concentrations and with different temperatures of enzyme treatment. In the obtained
beverages, measures of viscosity and syneresis by 2 methods: centrifugation and spontane-
ous, were carried out as well as centesimal composition determinations, pH and sensory
evaluation. It was used the central composite design to verify the best concentrations and
incubation temperatures to have the highest viscosities and the lowest syneresis indexes
keeping the beverage characteristics. With respect to the viscosity the results showed that
beverages with enzyme concentrations equal or higher than 0.006% (w/w) with incubation
temperatures equal or higher than 30 C produced significant viscosity increase compared to
the control, being the best combination 0.034% (w/w) of enzyme preparation incubated at 40
C that presented a viscosity 81.3% higher than the control beverage. For syneresis by cen-
trifugation after 14 days of storage beverages with enzyme concentrations equal or higher
than 0.03% and or incubated at temperatures equal or higher than 50 C presented lower
syneresis indexes compared to the control beverage. For the same period, spontaneous
syneresis of beverages with enzyme concentrations equal or higher than 0.01% incubated at
temperatures equal or higher than 30 C presented lower syneresis indexes than the control.
After 21 and 28 days of storage, in both methods, all beverages presented syneresis indexes
lower than the control and no difference between the treated samples. With respect to the
sensory evaluation, acceptability and preference tests were conducted in the control and in
the beverage of the optimum point for viscosity and syneresis and the results showed a pref-
erence 77% for the enzyme treated beverage.
Keywords: Fermented dairy beverage. Transglutaminase. Viscosity. Syneresis.
LISTA DE ILUSTRAES
Figura 1 Micrografia eletrnica de uma micela de casena, barra de escala = 200 nm 20
Figura 2 Imagem tridimensional da estrutura da -lactoglobulina 21
Figura 3 Representao esquemtica da desnaturao e agregao da -lactoglobulina no soro sob a influncia de calor e agitao 22
Figura 4 Curva de desnaturao da -lactoglobulina 22
Figura 5 Efeito do tratamento trmico do leite na viscosidade do gel versus o tempo de incubao (43 C) 23
Figura 6 Reaes catalisadas pela TG - (A) acil-transferncia, (B) ligao cru-zada e (C) deamidao 32
Figura 7 Representao tridimensional da transglutaminase microbiana 34
Figura 8 Estrutura primria da MTG; () Indica o possvel resduo ativo de ciste-na 35
Figura 9 Atividade relativa da MTG em relao ao pH 36
Figura 10 Atividade relativa da MTG em relao temperatura 36
Figura 11 Reao de ligao cruzada en
