Upcycling do resíduo cervejeiro: obtenção de um hidrolisado proteico com peptídeos bioativos

Abstract

A cerveja é uma das bebidas mais consumidas no mundo e o Brasil tem papel de destaque no setor sendo o 3º maior produtor mundial com o Rio Grande do Sul sendo um dos principais polos de pequenas cervejarias. Durante seu processo de fabricação são gerados alguns resíduos, como o bagaço de malte (BM) que é composto basicamente de cereais e água. A cada 100 litros de cerveja são produzidos cerca de 20 kg de BM. Apesar de ser rico em nutrientes como proteínas e fibras, esse resíduo não é utilizado pela indústria e acaba sendo destinado à ração animal. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi utilizar o bagaço de malte gerado na produção de cerveja do tipo Pilsen para obtenção de um hidrolisado proteico, caracterizando-o e avaliando a atividade antioxidante dos peptídeos gerados, agregando valor ao mesmo e, desta forma, realizando o upcycling deste subproduto. Inicialmente, a aplicação de calor e a remoção de gordura do RC com solvente foram testados como pré-tratamentos para verificar o impacto dos mesmos na extração proteica. O concentrado proteico foi obtido pelo método de variação do pH com precipitação das proteínas no ponto isoelétrico pré-estabelecido. A enzima Alcalase foi utilizada para a realização da hidrólise proteica, onde as condições tempo de hidrólise e relação enzima:substrato foram determinadas. A atividade antioxidante foi avaliada por três mecanismos: sequestro do radical ABTS, sequestro do radical DPPH e atividade quelante de ferro. Além disso avaliou-se a influência da hidrólise na capacidade de formação de espuma e de emulsão. Foi possível observar que a aplicação da enzima Alcalase para hidrólise do concentrado proteico obtido por extração alcalina seguido de precipitação ácida é efetiva na produção de um hidrolisado com peptídeos potencialmente antioxidantes conforme os mecanismos de ação testados, onde a capacidade de captura de radical ABTS chegou a mais de 90%. Além disso, observou-se propriedades funcionais interessantes na tecnologia de alimentos, como o aumento na capacidade de formação e estabilidade da emulsão que subiu de 30,8% para 72,8% e de 51,7% para 62,1%, respectivamente.

Beer is one of the most consumed beverages in the world and Brazil has a prominent role in the sector, being the 3rd largest producer in the world, with Rio Grande do Sul being one of the main centers of small breweries. During its manufacturing process, some residues are generated, such as brewers’ spent grain (BSG), which is basically composed of cereals and water. Every 100 liters of beer produced result about 20 kg of BM. Despite being rich in nutrients such as proteins and fibers, this residue is not used by the industry and ends up being destined for animal feed. Thus, the objective of this work was to use the BSG generated in the production of Pilsen-type beer to obtain a protein hydrolysate, characterizing it and evaluating the antioxidant activity of the generated peptides, adding value to it and, in this way, realizing the upcycling of this by-product. First, the application of heat and the degreasing of BSG with solvent were tested as pre-treatments to verify their impact on protein extraction. The protein concentrate was obtained by the pH variation method with protein precipitation at the pre-established isoelectric point. The enzyme Alcalase was used to carry out the protein hydrolysis, where the conditions time of hydrolysis and enzyme:substrate ratio were determined. Antioxidant activity was evaluated by three mechanisms: ABTS radical scavenging, DPPH radical scavenging and iron chelating activity. Furthermore, the influence of hydrolysis on foaming and emulsifying capacity was evaluated. It was possible to observe that the application of the enzyme Alcalase for hydrolysis of the protein concentrate obtained by alkaline extraction followed by acid precipitation was effective in the production of a hydrolysate with potentially antioxidant peptides according to the tested mechanisms of action, where the ABTS radical scavenging capacity reached more than 90%. In addition, interesting functional properties were observed in food technology, such as the increase in the formation capacity and stability of the emulsion, which rose from 30.8% to 72.8% and from 51.7% to 62.1%, respectively.