Exploração do bagaço de malte para extração de proteínas para aplicação na estabilização de emulsões

Abstract

Resumo: A crescente demanda global por proteínas tem impulsionado a busca por fontes alternativas sustentáveis. Neste contexto se destaca o bagaço cervejeiro (Brewer’s Spent Grain – BSG) como subproduto abundante, rico em proteínas e fibras, com potencial de valorização tecnológica. Diante disso, este estudo teve como objetivo avaliar o uso do BSG como matéria prima para obtenção de proteínas aplicáveis na estabilização de emulsões alimentícias. Inicialmente foram caracterizadas 5 amostras de BSG (A1, A2, A3, A4 e A5), cada uma com composição de maltes diferentes, por meio de análises de pH, umidade, cinzas, proteína, lipídeos, açúcares redutores, carboidratos totais, compostos fenólicos e flavonoides. Após isto foi realizada extração proteica por método alcalino e o extrato foi liofilizado. As proteínas foram avaliadas quanto a atividade interfacial e capacidade emulsionante em diferentes condições de pH e concentração de BSG. Os resultados evidenciaram elevado teor proteico do BSG (21,52±0,72 g/100 g a 30,53±0,47 g/100 g) e baixos teores de lipídios (5,03±0,15 g/100 g a 5,77±0,30 g/100 g). As análises de tensão interfacial indicaram que o aumento na concentração de proteínas diminuiu a tensão interfacial entre óleo e água. Foram avaliadas o preparo de emulsões com os óleos comerciais de soja, semente de uva, amêndoas doces, abacate e amendoim. Entre esses óleos o escolhido para dar continuidade no experimento foi o óleo de abacate por apresentar maior estabilidade, e escolhida a concentração de 44% de óleo e 66% de água para a produção das emulsões. Após essas análises foi possível observar uma baixa estabilidade em pH 3, com formação de gotículas grandes, floculação intensa e rápida separação de fases, enquanto em pH 7 ocorreu melhora significativa da homogeneidade e estabilidade cinética, sobretudo em maiores concentrações proteicas, com cremeação lenta como principal mecanismo de instabilidade. As melhores condições foram obtidas nas amostras A3, A4 e A5 em pH 7 e 0,50% (m/v) de proteína liofilizada, resultando em emulsões óleo-em-água moderadamente estáveis. Os resultados demonstram que proteínas do BSG apresentam potencial como agentes emulsificantes de origem vegetal, contribuindo para o reaproveitamento de resíduos da indústria cervejeira, redução de impactos ambientais e desenvolvimento de novas opções de ingredientes emulsionantes

Abstract: The growing global demand for proteins has driven the search for sustainable alternative sources. In this context, brewer’s spent grain (BSG) stands out as an abundant by-product rich in proteins and fibers, with significant potential for technological valorization. Therefore, this study aimed to evaluate the use of BSG as a raw material for obtaining proteins applicable to the stabilization of food emulsions. Initially, five BSG samples (A1, A2, A3, A4, and A5), each produced from different malt compositions, were characterized through analyses of pH, moisture, ash, protein, lipids, reducing sugars, total carbohydrates, phenolic compounds, and flavonoids. Protein extraction was then performed using an alkaline method, followed by freeze-drying, and the obtained proteins were evaluated regarding interfacial activity and emulsifying capacity under different pH conditions and BSG concentrations. The results revealed a high protein content in BSG (21.52 ± 0.72 g/100 g to 30.53 ± 0.47 g/100 g) and low lipid levels (5.03 ± 0.15 g/100 g to 5.77 ± 0.30 g/100 g). Interfacial tension analyses indicated that increasing protein concentration reduced the oil–water interfacial tension. Emulsions were prepared using commercial soybean, grape seed, sweet almond, avocado, and peanut oils. Among these, avocado oil was selected for further experiments due to its greater stability, and an oil-to-water ratio of 44% oil and 66% water was chosen for emulsion production. Subsequent analyses showed low stability at pH 3, characterized by the formation of large droplets, intense flocculation, and rapid phase separation, whereas at pH 7 there was a significant improvement in homogeneity and kinetic stability, particularly at higher protein concentrations, with slow creaming identified as the main instability mechanism. The best conditions were obtained for samples A3, A4, and A5 at pH 7 and 0.50% (w/v) freeze-dried protein, resulting in moderately stable oil-in-water emulsions. Overall, the results demonstrate that BSG proteins present potential as plant-based emulsifying agents, contributing to the valorization of brewery industry residues, reduction of environmental impacts, and development of sustainable ingredients for the food industry