Functional properties and sensory testing of whey protein concentrate sweetened with rebaudioside A / Propriedades funcionais e teste sensorial de concentrado proteico do soro do leite adoçado com rebaudiosídeo A

ABSTRACT Objective: To develop a natural dietary product with functional benefits for diabetic patients. Whey protein concentrate was obtained through the separation membrane processes and sweetened with rebaudioside A. This product was submitted to sensory testing in humans and used to evaluate possible functional properties in male Wistar rats models with diabetesMellitus induced by streptozotocin. Methods: Two concentrates were produced. Only the second showed protein content of 74.3 and 17.3% of lactose was used as supplementation in induced diabetic rats. This concentrate was obtained from the concentration by reverse osmosis system (180 k Daltons), followed by nanofiltration in a 500 k Daltons membrane and spray drying at 5.0% solution of the first concentrate developed. The concentrate was sweetened with rebaudioside A (rebaudioside A 26 mg/100 g concentrate). All procedures were performed at the Center for Studies in Natural Products, at the Universidade Estadual de Maringá. Three experimental groups were established (n=6): two groups of diabetic animals, one control group and one supplemented group; and a control group of normal mice (non-diabetic). The supplemented group received concentrates sweetened with rebaudioside A in a dose of 100 mg/kg bw/day by an esophageal tube for 35 days. Fasting, the fed state and body weight were assessed weekly for all groups. At the end of the supplementation period, the following were analyzed: plasma parameters of glucose, total cholesterol, triglycerides and fructosamine; the serum levels of aspartate aminotransferase and alanine aminotransferase, water and food intake. Organs and tissues were removed and weighed to assess mass and anatomical changes. Results: The product presented 74% of proteins and 17% of lactose and showed satisfactory sensory testing by the addition of 26 mg of rebaudioside A/100 g concentrate. Supplementation of the product reduced hyperglycemia, plasma fructosamine levels, triglycerides and total cholesterol, and improved body weight gain of streptozotocin-induced diabetic rats. Conclusion: Whey protein concentrate with substantial content of protein (above 70%) and low lactose was obtained through the membrane separation processes. The addition of rebaudioside A at the concentration of 26 mg/100 g rebaudioside A proved to be as sweet as sucralose with satisfactory sensory testing, which indicates that this is a non-caloric natural sweetener that can replace artificial sweeteners. The product (whey protein concentrate sweetened with rebaudioside A) presented important functional properties and reduced the metabolic disorders caused by the syndrome.

RESUMO Objetivo: Obtenção de um concentrado proteico do soro do leite por meio de processos de separação por membranas, adoçado com rebaudiosídeo A, análise sensorial em humanos e avaliação de propriedades funcionais em modelos de ratos induzidos por estreptozotocina. Métodos: Foram produzidos dois concentrados, mas apenas o segundo, que apresentou teor proteico de 74,3 e 17,3% de lactose, foi utilizado na suplementação de animais diabéticos. Esse concentrado foi obtido a partir da concentração em sistema de osmose reversa (180 Daltons), seguida de nanofiltração em membrana de 500 Daltons e secagem emspray dryer de uma solução a 5% do primeiro concentrado desenvolvido. O concentrado foi adoçado com rebaudiosídeo A (26 mg de rebaudiosídeo A/100 g de concentrado) obtido por meio da extração, separação e purificação das folhas de Stevia rebaudiana. Todos os processos foram realizados no Núcleo de Estudos em Produtos Naturais, da Universidade Estadual de Maringá. Foram estabelecidos três grupos experimentais (n=6): dois de animais diabéticos, um controle e outro suplementado; e um grupo de animais não diabéticos controle. O grupo suplementado recebeu o concentrado adoçado com rebaudiosídeo A na dose de 100 mg/kg peso corporal/dia, por sonda esofágica, por um período de 35 dias. Em todos os grupos, foram avaliadas semanalmente as glicemias de jejum e no estado alimentado, e o peso corporal. Ao final do período de suplementação, os parâmetros plasmáticos de glicose, colesterol total, triglicérides e da frutosamina; os valores séricos de aspartato aminotransferase e alanina aminotransferase e a ingestão hídrica e alimentar foram analisados. Órgãos e tecidos foram retirados e pesados a fim de se avaliarem alterações de massa e anatômicas. Resultados: O produto formulado apresentou 74% de proteínas e 17% de lactose e apresentou perfil sensorial satisfatório por meio da adição de 26 mg de rebaudiosídeo A/100 g de concentrado. A suplementação do produto reduziu a hiperglicemia, os níveis plasmáticos de frutosamina, triglicérides e colesterol total e ainda melhorou o ganho de peso corporal dos ratos diabéticos induzidos. Conclusão: Os processos de separação por membranas utilizados neste estudo proporcionaram a obtenção eficiente de um concentrado proteico do soro do leite, com teor proteico importante, superior a 70% e com baixo teor de lactose. A adição de rebaudiosídeo A ao produto na concentração de 26 mg/100 g de rebaudiosídeo A proporcionou dulçor equivalente ao da sucralose, com perfil sensorial satisfatório, o que indica que esse edulcorante natural não calórico tem potencialidade para substituir os artificiais. O produto obtido (concentrado proteico do soro do leite adoçado com rebaudiosídeo A) apresentou propriedades funcionais importantes, reduzindo alguns distúrbios metabólicos decorrentes dessa síndrome.

Obtenção de hidrolisados enzimáticos do concentrado proteico do soro de leite com baixo teor de fenilalanina / Preparation of whey protein concentrate hydrolysates with low phenylalanine content

The objective of this work was to obtain enzymatic hydrolysates of wheyprotein concentrate with low phenylalanine content. Seventeen enzymatic hydrolysates were prepared and the effects of some parameters, such as type of enzyme; enzyme: substrate ratio; substrate concentration and time of hydrolysis were evaluated. Activated carbon was used as adsorbent and showed to be efficient for removing phenylalanine, leading to values above 70%. The best results were otained using pancreatin in an enzyme: substrate ratio of 1:100, a substrate concentration of 10% after 5 hours of hydrolysis, obtaining 81.3% of removal and a final phenylalanine content of 394.1 mg/100g of hydrolysate.

El objetivo de la investigación fue la obtención de hidrolizados enzimáticos con bajo contenido de fenilalanina, a partir de concentrado proteico de suero de leche. Se prepararon 17 hidrolizados enzimáticos y se evaluó el efecto de algunos parámetros como: tipo de enzima, relación enzima: sustrato, concentración de la materia prima y tiempo de hidrólisis. Carbón activado fue utilizado como medio adsorbente, y se mostró eficaz en la remoción de fenilalanina, se obteniendo porcentuales sobre 70%. El mejor resultado fué encontrado usando pancreatina en una relación enzima: sustrato de 1:100, con concentración de materia prima de 10% y 5 horas de hidrólisis, consiguiendo 81,3% de remoción y el contenido final de fenilalaninade 394,1 mg/100g de hidrolizado

O presente trabalho teve como objetivo a obtenção de hidrolisados enzimáticos, a partir do concentrado proteico do soro do leite combaixo teor de fenilalanina. Foram preparados 17 hidrolisados enzimáticos, avaliando-se o efeito de alguns parâmetros, como tipo de enzima, relação enzima: substrato, concentração da matéria-prima e tempo de hidrólise. O carvão ativado foi utilizado como meio adsorvente, e mostrou-se eficaz na remoção da fenilalanina, obtendo-se percentuais acima de 70%. O melhor resultado foi encontrado utilizando-se apancreatina na relação enzima: substrato de 1:100, com a concentração da matéria-prima de 10% após 5 horas de hidrólise, atingindo 81,3% de remoção e o teor final de fenilalaninade 394,1mg/100g de hidrolisado.