Otimização da determinação e previsão da extensão das reações de Maillard em suplementos proteicos

Abstract

O soro de leite é um subproduto da coagulação do leite, sendo atualmente muito procurado por parte das indústrias de suplementação alimentar por ser altamente rico em proteínas e lactose que fortificam os alimentos de modo a aumentar o seu valor nutricional. O soro de leite no estado líquido não é muito utilizado, no entanto, a sua produção excede as 140 milhões de toneladas, sofrendo posteriormente processos de desidratação e separação por membrana para produção de soro de leite em pó, soro de leite concentrado (WPC com teor proteico entre 35 e 80%) e soro de leite isolado (WPI com teor proteico superior a 90%). Estes produtos são sensíveis quando sujeitos a diferentes temperaturas e a condições adversas de humidade, iniciando um conjunto de processos e reações que levam à formação de compostos corados e à sua degradação. Como o soro de leite contém um elevado teor de proteínas e de aminoácidos como a lisina, que reagem com açúcares redutores como a lactose, pode ocorrer a formação de produtos da reação de Maillard, a principal via de degradação do soro de leite. Esta reação é responsável pelo desenvolvimento de cor (browning) quando os produtos são sujeitos a um longo período de armazenamento. Neste trabalho, foram analisadas amostras de soro de leite concentrado e isolado com diferentes períodos de armazenamento. Foi seguido o aumento da humidade e da atividade da água, cuja presença é responsável por um aumento da degradação do soro de leite. A extensão da degradação foi medida recorrendo a testes de alteração de cor. A quantificação da reação de Maillard foi conseguida seguindo a formação de um dos produtos da reação, o 5- hidroximetilfurfural, usando métodos espetrofotométricos, e seguindo a diminuição do teor de lisina e de lactose por cromatografia iónica.

Whey powder is a milk coagulation by-product, which is currently persued by food supplementation industries due to is high protein and lactose concentration that increases food’s nutritional value. Liquid whey is not widely used though, its production exceeds 140 million tonnes. This product is subsequently dehydrated and submited to membrane separation processes in order to produce whey powder, concentrated whey (WPC with protein content between 35 and 80%) and isolated whey (WPI with protein contente greater than 90%). These products are sensitive to different temperatures and adverse humidity conditions, that initiate a set of processes and reactions that lead to the formation of coloured compounds and subsequent degradation. Whey powder is made up of a high content of proteins and amino acids, such as lysine, which reacts with reducing sugars like lactose. This process leads to the formation of Maillard reaction products, the main pathway of whey degradation. Maillard reaction is responsible for browning when products are subjected to a long storage period. In this work, concentrated and isolated whey samples with different storage periods were analysed. The increase of moisture and water activity were followed, which are parameters that aggravate whey degradation. The extent of the degradation was measured using color change tests. The quantification of the Maillard reaction was achieved by analysing one of the reaction products, 5-hydroxymethylfurfural, using spectrophotometric methods, and following the decrease in lysine and lactose content by ion chromatography.