Hidrólise da proteina do Grilo Preto (Gryllus assimilis) potencializada por ultrassom: efeito na cinética de hidrólise, solubilidade e atividade antioxidante

Abstract

A população mundial encontra-se em crescimento, ocasionando a busca constante por novas fontes de alimentos que possuam alto valor nutricional e sejam produzidas de maneira sustentável. O Grilo Preto (Gryllus assimilis) é uma fonte de proteína com grande potencial de uso na obtenção de peptídeos bioativos e técnico-funcionais. Atualmente, a hidrólise enzimática é o principal método de obtenção desses peptídeos, porém possui desvantagens tecnológicas como o longo tempo de processo, alto custo e baixo rendimento. Nesse sentido, o uso de tecnologias emergentes, como o ultrassom (US), têm sido uma estratégia empregada para melhorar a performance enzimática e otimizar o processo de obtenção dos hidrolisados. Este estudo investigou a aplicação da tecnologia de ultrassom como potencializadora da hidrólise enzimática das proteinas de grilo preto (Gryllus assimilis) e seu impacto na solubilidade e atividade antioxidante dos hidrolisados obtidos. Primeiramente foi testada a aplicação do ultrassom (23,8 W/L, 25 kHz/ 25, 40 ou 60 °C/ ate 180 min) sobre enzima (Alcalase®) e substrato (Gryllus assimilis) separadamente. A avaliação dos processos foi realizada pela determinação da atividade enzimática obtida com a enzima sonicada ou sobre o substrato processado, sendo observados, como melhores resultados, aumentos que variaram de 59,4 a 148,5% após processamento de enzima (30 min a 25°C) e substrato (30 min a 40°C), respectivamente. Os ensaios cineticos mostraram que a hidrolise da proteina de grilo preto (PGP) sob estas condições de maior aumento de atividade alcançadas pela pré- sonicação ou em reações assistidas por US resultou em um aumento de até 227% na taxa de proteólise. Além disso, a utilização do PGP pré-processada por US (30'/40ºC) aumentou o grau de hidrólise em 52,2% comparado ao processo convencional após 180 min de reação à 60 “C. Consequentemente, os hidrolisados obtidos com a intervenção do US apresentaram melhor capacidade antioxidante (47,8 para DPPH e 113,6% para ABTS) e maior solubilidade (9,7%) em relação aqueles obtidos pela hidrólise convencional. Portanto, a utilização do banho ultrassônico, tanto no pré-tratamento do substrato como para realização de hidrólise assistida, se mostrou uma estratégia promissora para aplicação na industria alimentícia visando potencializar a produção de hidrolisados com melhores propriedades biológicas e técnico-funcionais. Palavras-chave: Grau de hidrólise. Grilo Preto. Propriedades biológicas. Propriedades técnico-funcionais. Proteína de inseto. Sonicação.

The world population is growing, causing the constant search for new food sources that have high nutritional value and are produced in a sustainable way. Black Cricket (Gryllus assimilis) is a source of protein with great potential for use in obtaining bioactive and technical-functional peptides. Currently, enzymatic hydrolysis is the main method to obtain these peptides, but it has technological disadvantages such as long process time, high cost and low yield. In this sense, the use of emerging technologies, such as ultrasound (US), has been a strategy employed to improve the enzymatic performance and optimize the process to obtain hydrolysates. This study investigated the application of ultrasound technology to enhance the enzymatic hydrolysis of black cricket (Gryllus assimilis) proteins and its impact on the solubility and antioxidant activity of the hydrolysates obtained. Firstly, the application of ultrasound (23.8 W/L, 25 kHz/ 25, 40 or 60 °C/ up to 180 min) was tested on enzyme (Alcalase®) and substrate (Gryllus assimilis) separately. The evaluation of the processes was carried out by determining the enzymatic activity obtained with the sonicated enzyme or on the processed substrate. The best results were increases ranging from 59.4 to 148.5% after enzyme (30 min at 25°C) and substrate (30 min at 40°C) processing, respectively. Kinetic assays showed that hydrolysis of black cricket protein (PGP) under these conditions of highest activity increase achieved by pre-sonication or in US-assisted reactions resulted in an increase of up to 227 % in the proteolysis rate. Furthermore, the use of PGP pre-processed by US (30'/40°C) increased the degree of hydrolysis by 52.2% compared to the conventional process after 180 min of reaction at 60 °C. Consequently, the hydrolysates obtained with the intervention of US showed better antioxidant capacity (47.8 for DPPH and 113.6% for ABTS) and higher solubility (9.7%) compared to those obtained by conventional hydrolysis. Therefore, the use of ultrasonic bath, both in the pre-treatment of the substrate and to perform assisted hydrolysis, proved to be a promising strategy for application in the food industry aiming to enhance the production of hydrolysates with better biological and technical-functional properties. Keywords: Degree of hydrolysis. Black Cricket. Biological properties. Technical- functional properties. Insect protein. Sonication.