Enzymatic hydrolysis of milk proteins: Optimization for obtaining bioactive hydrolysates

Abstract

Enzymatic hydrolysis modifies the physical structure of milk proteins and promotes changes in their technological and biofunctional properties. The protein source, the proteolytic enzyme used, and the hydrolysis conditions employed determine the resulting characteristics of the hydrolyzate (eg extent of hydrolysis, peptide profile, and techno- and biofunctional properties). In this sense, the first chapter approaches the main characteristics of the enzymes applied in the hydrolysis of milk proteins (peptidases) and also mentions their applications in the dairy industry, from the use of peptidases in the manufacture of cheese to the hydrolysis of milk proteins for generation of bioactive compounds. Following this theme, the second chapter presents the use of commercial peptidases in the enzymatic hydrolysis of whey proteins aiming for antioxidant hydrolysates released. In this study, the response surface methodology was used to optimize and maximize the hydrolysis degree and antioxidant activity responses. The hydrolysates showed a maximum antioxidant activity of 13.7% by the ABTS methodology, and the highest degree of hydrolysis of 5.16% was obtained by evaluating the soluble peptides in trichloroacetic acid. In general, the objective of this proposal was to present the different strategies for the commercial use of peptidases in dairy technology with a focus on optimizing the hydrolysis conditions of whey proteins to obtain bioactive compounds. Keywords: Commercial enzymes. Enzymatic hydrolysis. Whey protein hydrolysates. Bioactive peptides. Antioxidant activity.

A hidrólise enzimática modifica a estrutura física das proteínas do leite e promove mudanças em suas propriedades tecnológicas e biofuncionais. A fonte proteíca, a enzima proteolítica utilizada e as condições de hidrólise empregadas ditam as características resultantes do hidrolisado (por exemplo, a extensão da hidrólise, perfil peptídico e as propriedades tecno e biofuncionais). Neste sentido, o primeiro capítulo desta tese aborda as principais características das enzimas aplicadas na hidrólise das proteínas do leite (peptidases) e cita suas principais aplicações na indústria de laticínios, desde a utilização de peptidases na fabricação de queijos até a hidrólise de proteínas lácteas para geração de compostos bioativos. Dentro deste útilmo tema, o segundo capítulo apresenta a utilização de peptidases comerciais na hidrólise enzimática de proteínas do soro de leite, com o objetivo da geração de hidrolisados com propriedades antioxidantes. Neste estudo, foi empregada a metodologia de superfície de resposta visando a otimização e maximização das respostas de grau de hidrólise e atividade antioxidante. Os hidrolisados apresentaram máxima atividade antioxidante de 13.7% utilizando a metodologia ABTS, e o maior grau de hidrólise de 5.16%, obtido através da avaliação de peptídeos solúveis em ácido tricloroacético. De maneira geral, o objetivo desta proposta foi apresentar as diferentes estratégias no uso de peptidases comerciais na tecnologia de latícinios com foco na otimização das condições de hidrólise de proteínas do soro do leite a fim da obtenção de compostos bioativos. Palavras-chave: Enzimas comerciais. Hidrólise enzimática. Hidrolisados de proteína de soro de leite. Peptídeos bioativos. Atividade antioxidante.