Whey protein concentration by ultrafiltration and study of functional properties / Concentração de proteínas de soro por ultrafiltração e estudo das propriedades funcionais

This paper aim to evaluate the ultrafiltration (UF) process for constituents recovery from whey. Sequences of factorial designs were performed by varying temperature (5 to 40°C) and pressure (1 to 3 bar), to maximize the proteins concentration using membrane of 100kDa in dead end system. Based on the best result new experiments were performed with membrane of 50kDa and 10kDa. With the membrane of 50 the protein retention was about 3 times higher than the membrane of 100kDa. The concentrated obtained by UF membrane of 10kDa, 10°C and 2 bar in laboratory scale showed a mean protein retention of 80 %, greater protein solubility, emulsion stability and the identification of β-lactoglobulins (18.3 kDa) and α-lactalbumin fractions (14.2kDa). Therefore, the use of membrane of 100 and 50kDa are became a industrially recommendable alternatives to concentration of whey proteins, and/or as a previous step to the fractionation of whey constituents using membrane ≤10kDa, aiming at future applications in different areas (food, pharmaceutical, chemical, etc.).(AU)

O objetivo do estudo foi avaliar o processo de Ultrafiltração (UF) na recuperação dos constituintes do soro de leite. Planejamentos fatoriais sequenciais foram realizados, variando a temperatura (5 a 40°C), a pressão (1 a 3 bar) e visando maximizar a concentração de proteínas usando membrana de 100kDa em sistema dead end. Baseados nos melhores resultados, foram realizados experimentos com de 50kDa e 10kDa. Em relação a membrana de 50kDa, a retenção de proteínas foi cerca de três vezes maior em relação a membrana de 100kDa. O concentrado obtido por membrana UF de 10kDa, 10°C e 2 bar, em escala laboratorial, mostrou uma retenção média de proteína de 80%, maior solubilidade protéica, estabilidade da emulsão e a identificação das frações β-lactoglobulins (18.3kDa) e α-lactalbumin (14.2kDa). Portanto, o uso de membranas de 100 e 50kDa são alternativas recomendáveis industrialmente à concentração de proteínas de soro de leite, e/ou como etapa anterior ao fracionamento de constituintes do soro usando membrana ≤10kDa, visando aplicações futuras em difentes áreas (alimentícia, farmacêutica, química, etc).(AU)

Whey protein concentration by ultrafiltration and study of functional properties / Concentração de proteínas de soro por ultrafiltração e estudo das propriedades funcionais

This paper aim to evaluate the ultrafiltration (UF) process for constituents recovery from whey. Sequences of factorial designs were performed by varying temperature (5 to 40°C) and pressure (1 to 3 bar), to maximize the proteins concentration using membrane of 100kDa in dead end system. Based on the best result new experiments were performed with membrane of 50kDa and 10kDa. With the membrane of 50 the protein retention was about 3 times higher than the membrane of 100kDa. The concentrated obtained by UF membrane of 10kDa, 10°C and 2 bar in laboratory scale showed a mean protein retention of 80 %, greater protein solubility, emulsion stability and the identification of β-lactoglobulins (18.3 kDa) and α-lactalbumin fractions (14.2kDa). Therefore, the use of membrane of 100 and 50kDa are became a industrially recommendable alternatives to concentration of whey proteins, and/or as a previous step to the fractionation of whey constituents using membrane ≤10kDa, aiming at future applications in different areas (food, pharmaceutical, chemical, etc.).

O objetivo do estudo foi avaliar o processo de Ultrafiltração (UF) na recuperação dos constituintes do soro de leite. Planejamentos fatoriais sequenciais foram realizados, variando a temperatura (5 a 40°C), a pressão (1 a 3 bar) e visando maximizar a concentração de proteínas usando membrana de 100kDa em sistema dead end. Baseados nos melhores resultados, foram realizados experimentos com de 50kDa e 10kDa. Em relação a membrana de 50kDa, a retenção de proteínas foi cerca de três vezes maior em relação a membrana de 100kDa. O concentrado obtido por membrana UF de 10kDa, 10°C e 2 bar, em escala laboratorial, mostrou uma retenção média de proteína de 80%, maior solubilidade protéica, estabilidade da emulsão e a identificação das frações β-lactoglobulins (18.3kDa) e α-lactalbumin (14.2kDa). Portanto, o uso de membranas de 100 e 50kDa são alternativas recomendáveis industrialmente à concentração de proteínas de soro de leite, e/ou como etapa anterior ao fracionamento de constituintes do soro usando membrana ≤10kDa, visando aplicações futuras em difentes áreas (alimentícia, farmacêutica, química, etc).

Whey protein concentration by ultrafiltration and study of functional properties / Concentração de proteínas de soro por ultrafiltração e estudo das propriedades funcionais

ABSTRACT: This paper aim to evaluate the ultrafiltration (UF) process for constituents recovery from whey. Sequences of factorial designs were performed by varying temperature (5 to 40°C) and pressure (1 to 3 bar), to maximize the proteins concentration using membrane of 100kDa in dead end system. Based on the best result new experiments were performed with membrane of 50kDa and 10kDa. With the membrane of 50 the protein retention was about 3 times higher than the membrane of 100kDa. The concentrated obtained by UF membrane of 10kDa, 10°C and 2 bar in laboratory scale showed a mean protein retention of 80 %, greater protein solubility, emulsion stability and the identification of β-lactoglobulins (18.3 kDa) and α-lactalbumin fractions (14.2kDa). Therefore, the use of membrane of 100 and 50kDa are became a industrially recommendable alternatives to concentration of whey proteins, and/or as a previous step to the fractionation of whey constituents using membrane ≤10kDa, aiming at future applications in different areas (food, pharmaceutical, chemical, etc.).

RESUMO: O objetivo do estudo foi avaliar o processo de Ultrafiltração (UF) na recuperação dos constituintes do soro de leite. Planejamentos fatoriais sequenciais foram realizados, variando a temperatura (5 a 40°C), a pressão (1 a 3 bar) e visando maximizar a concentração de proteínas usando membrana de 100kDa em sistema dead end. Baseados nos melhores resultados, foram realizados experimentos com de 50kDa e 10kDa. Em relação a membrana de 50kDa, a retenção de proteínas foi cerca de três vezes maior em relação a membrana de 100kDa. O concentrado obtido por membrana UF de 10kDa, 10°C e 2 bar, em escala laboratorial, mostrou uma retenção média de proteína de 80%, maior solubilidade protéica, estabilidade da emulsão e a identificação das frações β-lactoglobulins (18.3kDa) e α-lactalbumin (14.2kDa). Portanto, o uso de membranas de 100 e 50kDa são alternativas recomendáveis industrialmente à concentração de proteínas de soro de leite, e/ou como etapa anterior ao fracionamento de constituintes do soro usando membrana ≤10kDa, visando aplicações futuras em difentes áreas (alimentícia, farmacêutica, química, etc).