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Caracterização da composição de permeado, retentado e concentrado proteico de soro (CPS)

INDÚSTRIA

EM 25/04/2014

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Renam de Oliveira Moreiraa; Paulo Henrique Rodrigues Juniora; Mayra Martinsa; Rodrigo Stephanib; Antônio Fernandes de Carvalhoa; Ítalo Tuler Perronea

a Laboratório de leite e derivados, Universidade Federal de Viçosa, 36570-000.
b Gemacom Tech

Objetivo: Determinar a transição do nitrogênio durante a ultrafiltração de soro.

Material e Métodos: O experimento obedeceu as seguintes etapas centrifugação do soro de leite, ultrafiltração (UF), coleta dos permeados e retentados, realização das análises físico químicas, concentração em evaporador e secagem em spray dryer. Foram determinados teores de nitrogênio total, solúvel em pH 4,6 e nitrogênio solúvel em TCA 12% (m∙v-1). Foi determinado o teor de caseínas (CS) e de Proteínas do soro (PtS) através das equações 1 e 2: CS=PT-PS (1); PtS=PS-NNP (2), sendo PT = Proteína total, PS = Proteína solúvel, NNP = nitrogênio não proteico. Empregou-se uma planta piloto de ultrafiltração (UF) da marca “WGM Sistemas” com uma membrana espiral de polissulfona/poliamida (Koch Membranes), porosidade 10 kDa, área filtrante de 3,0 m² e diferença de pressão de 2,2 kgf/cm². O cálculo para a determinação do fator de retenção de nitrogênio foi realizado conforme Bohner & Bradley (1992), e é apresentado na equação 3. RN= 1- PTP/PTR (3), Sendo: RN = fator de retenção de nitrogênio, PTR = teor de proteína total do retentado, PTP = teor de proteína total do permeado correspondente. Através dos resultados determinou-se o ajuste dos dados aos modelos linear e exponencial por meio do programa Origin® 5.0. O processo de evaporação a vácuo ocorreu à temperatura de 60ºC±2ºC em evaporador da marca Quimis modelo Q344M (Gemacom Tech). O processo de secagem ocorreu em spray dryer da marca Labmarq Brasil modelo MSDi 1.0. (Gemacom Tech) Foram realizadas três repetições de cada tratamento do delineamento experimental executado. Todas as etapas do trabalho foram realizadas no Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV.

Resultados e Discussão: Os retentados e permeados coletados durante a ultrafiltração são apresentados na Figura 1.

Figura 1 - Retentados e Permeados coletados no experimento.

Na tabela 1 encontram-se os valores calculados do percentual de retenção de nitrogênio e a relação dos teores de NNP e PtS.


As relações matemáticas entre o fator de concentração durante a ultrafiltração e os teores de proteína total, proteínas do soro e nitrogênio não proteico dos retentados são apresentados nas equações 4, 5 e 6. PT = 0,7324 x (FC) + 0,066 (P<0,0001, R2=0,9983, CP=0,9966) (4); PtS = 0,6654 x (FC) - 0,0459 (P<0,0001, R2=0,9986, CP=0,9972) (5); NNP = 0,1708 e0,1889x(FC) (P<0,0001, R2=0,9941, CP=0,9829) (6). O aumento exponencial na retenção de NNP (Equação 6) pode estar associado à formação da camada de polarização de gel e ao “fouling” (BALDASSO, 2008), que se formam e aumentam durante a UF do soro. O teor médio de proteínas dos pós ficou próximo a 30%, não sendo identificada diferença entre os tratamentos.
Conclusão: A composição dos permeados em diferentes FC não apresentou diferenças significativas durante a concentração nas condições de temperatura e pressão utilizadas. O concentrado apresentou variações no teor de proteína total, proteínas do soro, NNP, umidade, cinzas, porém não apresentou mudanças no pH, o que pode ser atribuído ao aumento do poder tamponante das proteínas. Foi definido o modelo matemático entre as frações nitrogenadas com a concentração, possibilitando calcular o teor aproximado de proteínas de um FCx.

BALDASSO, C. Concentração, Purificação e Fracionamento das Proteínas do Soro Lácteo através da Tecnologia de Separação por Membranas. Dissertação (Mestrado em Engenharia). Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Escola de Engenharia. Porto Alegre, RS. 2008. 163p.
BOHNER, H.F.; BRADLEY, R.L. Effective cleaning and sanitizing of polysulfone ultrafiltration membrane systems. Journal of Dairy Science. v.75, n. 3, p. 718 – 724, 1992.

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