Resilient, sustainable, and nutritious: pigeon pea protein fractions as high-potential food ingredients
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Data
2024-03-25
Autores
Orientador
Nicoletti, Vânia Regina 
Berton-Carabin, Claire
Coorientador
Boire, Adeline
Pós-graduação
Alimentos, Nutrição e Engenharia de Alimentos - IBILCE 33004153070P3
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
O feijão guandu (Cajanus cajan) é uma leguminosa nativa de países emergentes da África e da Ásia, apresentando alta resistência a ambientes secos. Seu alto teor de proteínas, que varia de 18 a 28%, a torna uma leguminosa potencial para o desenvolvimento de novos produtos vegetais a partir de fontes alternativas ainda pouco exploradas. Contudo, a produção de feijão guandu está limitada aos pequenos produtores. Uma forma de expandir a produção de feijão guandu em larga escala é compreender melhor a sua composição proteica e a sua funcionalidade nos sistemas alimentares. Neste trabalho frações proteicas do feijão guandu foram obtidas, caracterizadas e avaliadas quanto às suas propriedades funcionais. A globulina 7S foi a proteína presente em maior abundância nas frações proteicas do feijão guandu. Esta tese propôs um protocolo para a purificação da globulina 7S do feijão guandu em escala preparativa, visando a recuperação de rendimento suficiente para a caracterização das propriedades físico-químicas e funcionais das frações proteicas. Dados experimentais obtidos em laboratório para diferentes parâmetros físico-químicos mostraram boa concordância com valores calculados a partir de estudos preditivos utilizando a sequência e composição de aminoácidos do feijão guandu. Além do foco em proteínas, esta tese também apresenta uma extensa caracterização da fração lipídica e de carboidratos de ingredientes à base de feijão guandu, além da investigação de compostos minoritários, como os inibidores de tripsina. Para avaliar a funcionalidade, foram avaliadas as propriedades espumantes das frações proteicas. As frações proteicas do feijão guandu apresentaram propriedades espumantes semelhantes aos agentes espumantes de origem animal, como isolado proteico de soro de leite e albumina sérica bovina. Os resultados obtidos nesta tese mostram que as frações proteicas do feijão guandu apresentam alto potencial para aplicação como ingredientes alimentícios na indústria.
Resumo (inglês)
Pigeon pea (Cajanus cajan) is a pulse native to emerging countries in Africa and Asia, presenting high resistance to dry environments. Its high protein content, which varies from 18 to 28%, makes it a potential pulse crop for the development of new plant-based products from alternative sources that are still little explored. However, pigeon pea production is limited to small producers. One way to expand pigeon pea production to a large scale is to better understand its proteins composition and, its functionality in food systems. In this work, pigeon pea protein fractions were obtained, characterized and evaluated for their functional properties. The 7S globulin was the protein present in greatest abundance in pigeon pea protein fractions. This thesis proposed a protocol for the purification of pigeon pea 7S globulin on a preparative scale, aiming the recovery of a sufficient yield for the characterization of physico-chemical and functional properties of the protein fractions. Experimental data obtained in the laboratory for different physicochemical parameters showed good agreement with values calculated from predictive studies using the sequence and amino acids composition of pigeon pea. In addition to the focus on proteins, this thesis also presents an extensive characterization of the lipid and carbohydrate fraction of pigeon pea-based ingredients, in addition to the investigation of minor compounds such as trypsin inhibitors. To evaluate functionality, the foaming properties of the protein fractions was evaluated. Pigeon pea protein fractions showed foaming properties similar to foaming agents of animal origin, such as whey protein isolate and bovine serum albumin. The results obtained in this thesis show that pigeon pea protein fractions have high-potential for application as food ingredients in the industry.
Resumo (francês)
Le pois d'Angole (Cajanus cajan) est une légumineuse originaire des pays émergents d'Afrique et d'Asie, présentant une grande résistance aux environnements secs. Sa teneur élevée en protéines, variant de 18 à 28 %, en fait une légumineuse prometteuse pour le développement de nouveaux produits d'origine végétale à partir de sources alternatives encore peu explorées. Cependant, la production de pois d'Angole est limitée à de petits producteurs. Une manière d'augmenter la production de pois d'Angole est de mieux comprendre sa composition protéique et, ses propriétés techno-fonctionnelles dans les matrices alimentaires. Dans ce travail, des fractions protéiques variées de pois d'Angole ont été obtenues, caractérisées et évaluées pour leurs propriétés fonctionnelles. La globuline 7S est la protéine la plus abondante dans les fractions protéiques du pois d'Angole. Cette thèse a développé un protocole pour la purification de la globuline 7S du pois d'Angole à une échelle préparative, visant à obtenir un rendement suffisant pour la caractérisation des propriétés physico-chimiques et fonctionnelles des fractions protéiques. Les données expérimentales obtenues en laboratoire pour différents paramètres physico-chimiques ont montré une bonne concordance avec les valeurs calculées à partir d'études prédictives utilisant la séquence et la composition en acides aminés du pois d'Angole. En plus de se concentrer sur les protéines, cette thèse présente également une caractérisation approfondie de la fraction lipidique et glucidique des ingrédients à base de pois d'Angole, en plus de l'étude de composés minoritaires tels que les inhibiteurs de trypsine. Enfin, les propriétés moussantes des fractions protéiques ont été évaluées. Les fractions protéiques du pois d'Angole ont montré des propriétés moussantes similaires à celles de protéines d'origine animale, tels que l'isolat de protéines de lactosérum et l'albumine de sérum bovin. Les résultats obtenus dans cette thèse montrent que les fractions protéiques du pois d'Angole ont un fort potentiel d'application en tant qu'ingrédients alimentaires dans l'industrie.
Descrição
Idioma
Inglês
Como citar
PEREIRA, Adilson Roberto Locali. Resilient, sustainable, and nutritious: pigeon pea protein fractions as high-potential food ingredients. (Doutorado em Alimentos, Nutrição e Engenharia de Alimentos). 2024. 251 f. - Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas (Ibilce), São José do Rio Preto, 2024.