Comparative study of the functionality of alternative proteins
DOI:
https://doi.org/10.55892/jrg.v6i13.818Keywords:
Protein, Edible insects, Functional propertiesAbstract
Population growth and the change in old social habits have been driving the demand for protein consumption on the planet. Due to the high economic and environmental costs and the time required to produce traditional animal proteins, the demand for new sources of alternative proteins has been increasing over time. The use of alternative proteins, such as those of plant and insect origin, has become increasingly necessary for the survival and development of humanity. These diverse protein sources require studies to evaluate their technological properties and thus suggest better applications for each of them. Therefore, the objective was to evaluate the physicochemical characteristics and main functionalities of alternative proteins from plant and insect sources. To this end, the proximal composition (moisture, lipids, proteins, ash and carbohydrates) of alternative proteins from plant sources (Glycine max soybean and Phaseolus vulgaris Pinto Group carioca beans) and insects (Tenebrio molitor mealworm and Gryllus black cricket), as well as, the technological properties of water retention capacity (WRC) and oil retention capacity (ORC), emulsion stability (ES), foaming capacity (FC) and foam stability (FS) were determined. Insect flours had higher protein contents (cricket 65.9% and mealworm 63.8%) compared to vegetable flours (beans 51.4% and soy 38.0%). Soy protein had the highest WRC with a value of 2.8 mL/g, followed by mealworm (1.7 mL/g), cricket (1.7 mL/g) and beans (0.9 mL/g). And as for ORC, the flours presented similar values for soybeans and beans, crickets and mealworms (0.7 mL/g). Protein flours of vegetable origin showed higher ES values, with bean protein at 62.5% and soy protein at 52.5%. Bean flour had the highest FC (66.7%) and FS (94.1%). Insect flours presented promising protein content and technological functionalities for applications and thus contribute to new ingredients for food supplements and food products.
Downloads
References
ARAÚJO, J. M. Oxidação de lipídios em alimentos. Em: Química de Alimentos: Teoria e Pratica. 5a. ed. Viçosa: UFV. 2012. p. 1–3.
BICALHO, A. S. Composição centesimal da farinha de grilo preto (Gryllus assimilis) e extração e caracterização de proteínas para a alimentação humana. 2022. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso. Uberlândia: [2022].
BORBA, Alexandra M.; SARMENTO, Silene B. S.; LEONEL, Magali. Efeito dos parâmetros de extrusão sobre as propriedades funcionais de extrusados da farinha de batata-doce. Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 25, n. 4, p. 835–843, dez. 2005. DOI 10.1590/S0101-20612005000400034.
BRASIL. Ministério da Saúde. Agência de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 269, de 22 de setembro de 2005. Regulamento técnico sobre a ingestão diária de proteínas, vitaminas e minerais. Diário Oficial [da] União, Brasília, DF, 23 de set. 2005. Acesso 10 de novembro de 2023; Disponível em: http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/connect/1884970047457811857dd53fbc4c6735/RDC_269_2005.pdf?MOD=AJPERES.
CASTRO, Ruann Janser Soares; OHARA, André; AGUILAR, Jessika Gonçalves Dos Santos; DOMINGUES, Maria Aliciane Fontenele. Nutritional, functional and biological properties of insect proteins: Processes for obtaining, consumption and future challenges. Trends in Food Science & Technology, v. 76, p. 82–89, jun. 2018. DOI 10.1016/j.tifs.2018.04.006.
CHEFTEL, J.C., CUQ, J.L., LORIENT, D. Proteínas alimentarias Zaragoza. [s.l.] Acribia, 1986. 346p.
CICATIELLO, Clara; VITALI, Andrea; LACETERA, Nicola. How does it taste? Appreciation of insect-based snacks and its determinants. International Journal of Gastronomy and Food Science, v. 21, p. 100211, out. 2020. DOI 10.1016/j.ijgfs.2020.100211.
COSTA, S. M. Extração, caracterização e aplicação num produto alimentar. Dissertação (Mestrado em Segurança Alimentar) - Faculdade de Medicina Veterinária, Universidade de Lisboa, Lisboa, 2017.
DAMODARAN, SRINIVASAN. Química de alimentos de Fennema. [s.l.] Artmed, 2010.
DINIZ, F. M.; MARTIN, A. M. Effects of the Extent of Enzymatic Hydrolysis on Functional Properties of Shark Protein Hydrolysate. Food Science and Technology. v. 30.1997.
DOURADO NUNES, N. et al. Avaliação centesimal da farinha de Tenebrio molitor seca em diferentes tempos em micro-ondas. Disponível em: <https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/47636/2/Avalia%C3%A7%C3%A3o%20centesimal%20da%20farinha%20de%20Tenebrio%20molitor%20seca%20em%20diferentes%20tempos%20em%20microondas.pdf>. Acesso em: 17 nov. 2023.
FAO. Faostat: FAO Statistical Databases. Rome, Italy: Food & Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 2013.
FAO. Looking at edible insects from a food safety perspective. Challenges and opportunities for the sector, Rome, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.4060/cb4094en.
FERREYRA, J. C. Avaliação da Funcionalidade e do Efeito da Lipofilização em Proteínas de Farinha Totalmente Desengordurada de Amendoim (Arachis hypogaea Lineau). 2003.
FURTADO, M.A.M.; FERRAZ, F.O. Determinação de umidade em alimentos por intermédio de secagem em estufa convencional e radiação infravermelha – estudo comparativo em alimentos com diferentes teores de umidade. Ufjf.br. 2007. Recuperado 17 de novembro de 2023, de https://www2.ufjf.br/laaa//files/2008/08/04-7%c2%ba-SLACA-2007.pdf
GOMES, J. C. et al. Desenvolvimento e caracterização de farinhas de feijão. Revista ceres, v. 53, n. 309, p. 548–558, 2006.
GONÇALVES, L. D. DOS A.; MAGALHÃES, G. L. Hambúrguer bovino com substituição da gordura por farinha da casca de maracujá. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 13, n. 4, p. 489, 2018.
HAQUE, Z.; MATOBA, T.; KITO, M Lipofilization of αs1-casein. 2. Conformational and functional effects. J Agric Food Chem, v. 31, n. 6, p. 1231–1237, 1983.
HIRATA, C. C. M. W. Escola de Engenharia Mauá Engenharia de Alimentos. Disponível em: <https://repositorio.maua.br/bitstream/handle/MAUA/266/CARIME%20CARVALHO%20MOYSES.pdf?sequence=1&isAllowed=y>. Acesso em: 17 nov. 2023.
KIM, H.-W.; SETYABRATA D.; LEE Y. J.; JONES O. G.; KIM B. Pre-treated mealworm larvae and silkworm pupae as a novel protein ingredient in emulsion sausages. Innovative food science & emerging technologies: IFSET: the official scientific journal of the European Federation of Food Science and Technology, v. 38, p. 116–123, 2016.
KINSELLA, J. E. Functional Properties of Proteins in Foods: a Suvey. CRC-Critical Reviews in Food. Sci Nutrition, v. 7, p. 219–280, 1976.
LANNES, S. C. DA S.; MEDEIROS, M. L. Processamento de achocolatado de cupuaçu por spray-dryer. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, v. 39, n. 1, p. 115–123, 2003.
LEE, S. Y.; HUR, S. J. Neuroprotective effects of different molecular weight peptide fractions obtained from beef by hydrolysis with commercial enzymes in SH-SY5Y cells. Food research international (Ottawa, Ont.), v. 121, p. 176–184, 2019.
LINK, J. V. Ciência dos alimentos. Disponível em: <https://www.uniasselvi.com.br/extranet/layout/request/trilha/materiais/livro/livro.php?codigo=37191>. Acesso em: 19 nov. 2023.
M., F. M. A.; FERRAZ, F. O. DETERMINAÇÃO DE UMIDADE EM ALIMENTOS POR INTERMÉDIO DE SECAGEM EM ESTUFA CONVENCIONAL E RADIAÇÃO INFRAVERMELHA – ESTUDO COMPARATIVO EM ALIMENTOS COM DIFERENTES TEORES DE UMIDADE. Disponível em: <https://www2.ufjf.br/laaa//files/2008/08/04-7%c2%ba-SLACA-2007.pdf>. Acesso em: 17 nov. 2023.
MARQUEZI, Milene. Características Físico-Químicas e Avaliação das Propriedades Tecnológicas do Feijão Comum (Phaseolus vulgaris L.). 2013. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Alimentos) - Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis - SC.
MIZUBUTI, Ivone Yurika et al. Propriedades funcionais da farinha e concentrado protéico de feijão guandu (Cajanus cajan (I.) Millsp). ALAN [online]. 2000, vol.50, n.3, pp.274-280. Disponível em:
http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S000406222000000300010&lng=es&nrm=iso>. ISSN 0004-0622.
MOYSES, C. Estudo das propriedades físico-químicas e funcionais da farinha da larva de inseto Tenebrio molitor e sua aplicação em produtos cárneos. / Carime Carvalho Moyses, William Takeo Hirata. São Caetano do Sul: CEUN-IMT, 2021.
Nunes, B. M., & Galeriani, T. M. ([s.d.]). DETERMINAÇÃO DE CINZAS EM AMOSTRAS DE BETERRABA, CAPIM ELEFANTE E FARINHA DE PEIXE. Org.br. Recuperado 19 de novembro de 2023. Disponível em: https://semanaacademica.org.br/system/files/artigos/determinacao_de_cinzas_em_amostras_de_beterraba_capim_elefante_e_farinha_de_peixe.pdf
OLMOS, B. D. F.; PENHA, C. B.; KUROZAWA., L. E. SECAGEM DO EXTRATO DE SOJA POR SPRAY DRYER. Disponível em: <https://www.prp.unicamp.br/inscricao-congresso/resumos/2017P12506A27897O5251.pdf>. Acesso em: 22 nov. 2023.
SANTOS, A. P., Gomes, P. T. T., Antunes, L. B. B., Ramilo, V. M. P., de Almeida, J. M., Rigo, M., & Santa, O. R. D. (2009). Farinha de feijão: caracterização química e aplicação em torta de legumes. Revista Ciencias Exatas e Naturais, 11(2), 227–236. https://revistas.unicentro.br/index.php/RECEN/article/view/652
SANTOS, A. P. et al. Farinha de feijão: caracterização química e aplicação em torta de legumes. Revista Ciencias Exatas e Naturais, v. 11, n. 2, p. 227–236, 2009.
SATHE, S. K., SALUNKHE, D. K. Functional Properties of the Great Northern Bean (Phaseolus vulgaris L.) Proteins: Emulsion, Foaming, Viscosity, and Gelation Properties. Journal of Food Science, v. 46, p. 71-75, 1982.
Sosulski FW, McCurdy AR. Functionality of flours, protein fractions and isolates from Field peas and Faba beans. J Food Sci 52(4):1010-1014,1987.
ROUSSEL-PHILLIPPE C, PINA M, GRAILLE J. Chemical lipophilization of soy proteins isolates and wheat gluten. Eu J Lipid Sci Tec, 2000; 102(2):97-101.
ZAYAS, J. Functionality of Proteins in Food. USA. Kansas, 1997.