Enzimas comp de alimentos

Prévia do material em texto

Enzimas 
Prof. Marta Citelli
Definição 
Proteínas especializadas que catalisam as reações biológicas e não são consumidas e nem modificadas durante a reação que catalisam
Promovem alterações nos alimentos – benéficas e prejudiciais 
Catalisador – aumenta velocidade das reações
Diminui a energia de ativação
São essenciais para as reações químicas acontecerem
Para que a reação aconteça, os substratos devem alcançar um nível energético maior que seu estado habitual:
estado de transição ou complexo ativado
Características gerais
Cofator X coenzima X grupo prostético
mol orgânicas
Minerais
4
Características gerais
Proteínas globulares de diferentes tamanhos 
A atividade catalítica depende da integridade da conformação nativa – desnaturação = perda de atividade
Alta especificidade pelo substrato
Sítio ativo – responsável pela ligação da enzima ao substrato – determina a especificidade da enzima pelo substrato
Atuam em pequenas concentrações e em condições suaves de pH e temperatura
Fonte de enzimas – tecidos animais (renina (produção de queijos), lipases pancreáticas) e vegetais (bromelina-abacaxi, papaína-mamão, ficina-figo) e cultura de microrganismos (lipase – Aspergillus niger)
REAÇÃO ENZIMÁTICA
SUBSTRATO
PRODUTO 
ENZIMA
ENZIMA
Características gerais
8
Características gerais
9
Características gerais
10
Características gerais
11
Características gerais
12
A ligação do substrato altera a conformação da enzima
13
Classificação das enzimas
Local de ação:
Intracelulares – podem ser liberadas com o rompimento da célula
Extracelulares – secretadas pelas células –maior parte das enzimas preparadas em escala industrial
Ex: são usados fungos e bactérias que tem mecanismos de aumentar a produção de uma determinada enzima- que depois será usada na industrialização de alimentos
Fatores que influenciam a atividade enzimática
pH
As enzimas apresentam um pH ótimo de atividade
A ionização de aa pode provocar modificações na conformação da enzima
Ligeiras mudanças de pH podem levar a desnaturação da enzima
Temperatura 
A elevação da temperatura acelera as reações químicas
Desnaturação pelo calor – perda da atividade catalítica
As modificações nas enzimas são facilmente determinadas analiticamente – as enzimas são apropriadas como indicador de tratamentos térmicos – pasteurização – peroxidase do leite
Leite=tratamento UHT
Enzimas importantes em alimentos
Carboidrases
Proteases
Lipases
Oxidoredutases
Enzimas importantes em alimentos
Carboidrases
Isomerases
Amilases
Pectinases
Celulases e hemicelulases
Lactases
Invertases
Enzimas importantes em alimentos - carboidrases
Amilases 
Hidrolisam o amido em açúcares solúveis
α-amilase – atua sobre ligações glicosídicas α-1,4 produzindo dextrinas (+ glicose e maltose)
β-amilases – dextrina em maltose
Importante enzima na panificação (farinha de trigo)
Farinha de qualidade – contém boa combinação das amilases
Permitem a continuidade da fermentação na produção de pães
Teor de α-amilase na farinha é influenciado pelo fator sazonal – complementação da farinha com enzimas’
Ramificação
Linar
Glicose isomerase
Transforma glicose em frutose (isômeros ópticos)
Empregada para potencializar o sabor doce (2X mais doce que a glicose) poder edulcorante
Preparação de xaropes de amido ricos em frutose
Enzimas importantes em alimentos - carboidrases
cetona
Aldeido
Frutose industrializada: comer com moderação, associado com doenças como diabetes, resistência a insulina
Invertase
Hidrólise da sacarose – glicose + frutose
Açúcar invertido – reação de Maillard
Poder adoçante maior que a sacarose; diabéticos
Enzimas importantes em alimentos - carboidrases
Pectinases – enzimas capazes de reconhecer ligações glicosídicas do tipo α-1,4 entre unidades de ácido galacturônico
Degradam substâncias pécticas – hidrólise das ligações glicosídicas de um ácido galacturônico e outro
Substâncias pécticas:
Protopectina 
Ácido péctico
Pectina
Clarificação de sucos de frutas – substâncias pécticas são responsáveis pela consistência, turbidez e viscosidade dos sucos de frutas
Ex: suco de maça feita em casa fica espessa, na indústria isso é indesejável então é acrescentado pectinases, enzimas que degradam substancias pécticas que faz o suco ficar mais fluido 
Pectinases –reduz viscosidade e aumenta rendimento dos sucos – aparência cristalina e redução em até 50% o tempo de filtração
Enzimas importantes em alimentos - carboidrases
Agem como fibras pois não digerimos e funções como fibras
goiaba
Enzimas importantes em alimentos - carboidrases
Amadurecimento dos frutos – protopectina (forma insolúvel) fruta verde = firmeza do fruto 
Hidrólise da protopectina gerando pectina e ácido péctico = amadurecimento
Fruto verde
amadurecimento
maduro
Protopectina
Insolúvel
Fruto verde
Firmeza
Hidrólise progressiva de protopectina
Amolecimento do fruto
Formação de pectina e ácido péctico
Proteases
Hidrolisam as ligações peptídicas das proteínas
Ex: hidrólise parcial do glúten = massa com textura macia
Leite – coalho (quimosina e a pepsina) na fabricação de laticínios
Flor do cardo 
Proteases da carne – intervém no processo de maturação (naturalmente, após o abate tem o rigor mortis – musculo enrigessido, o glicogênio é consumido em reações anaeróbicas produzindo o acido lático que irão ativar proteases que promeve amaciamento da carne- descontraindo o músculo
Papaína (mamão), bromelina (abacaxi) e ficina (figo)
Ex: ao preparar uma carne dura de segunda, colocar um pouco do suco de mamão ou de abacaxi ou o figo esmagado por 10min dá maciez a carne
Amaciante de carne – base de papaína, mas não é bom usar devido a outros ingredientes ruins como o glutamato de sódio
Enzimas importantes em alimentos - Proteases
Proteases
De origem vegetal – papaína, bromelina e ficina
De origem animal – renina, pepsina, tripsina, quimotripsina, catepsinas e calpaínas
De origem microbiana – 40% das enzimas comerciais
Enzimas importantes em alimentos - Proteases
Lipases
Hidrolisam as ligações éster dos TAG
Produção de queijos – intensificam os aromas
AGCC – aromas característicos de alimentos (ex: queijo)
Enzimas importantes em alimentos - Lipases
Lipases
Responsáveis por deterioração de alimentos - rancidez hidrolítica (hidrólise de triglicerídeo e liberação de ácidos graxos de cadeia curta)
No leite produzem ácido butírico (4C), capróico (6C) e caprílico (8C)
Lipases fúngicas (Penicillium roquefortii, P. camembertii)
Grãos, farinhas e farelos também sofrem rancidez hidrolítica pela presença natural de lipases
Formação de mono e diglicerídeos pela ação de lipases na panificação – ação emulsificante
Enzimas importantes em alimentos - Lipases
Oxidoredutases
Polifenol-oxidases
Peroxidases 
Lipoxigenases
Catalases 
Glicose-oxidases
Xantina-oxidases
Ascorbato-oxidases
Enzimas importantes em alimentos - Oxidoredutases
Inativar essa enzima evita a produção de ranço oxidativo
As vezes a indústria adicionam mais lipoxigenase para que esse efeito de branqueamento seja ainda maior
Fenolases – polifenol oxidases
Atuam oxidando os compostos fenólicos (utilizando o oxigênio) – produzindo compostos pigmentados escurecimento enzimático
Compostos fenólicos – relação com mecanismos de defesa nos tecidos vegetais contra patógenos e injúrias
São benéficos para nós pois geram mecanismos de defesas nos individuos
Responsáveis pelo escurecimento enzimático de frutas e hortaliças – são compostos oxidantes
Ao ferir o alimento, o oxigênio interage com as enzimas que gera compostos pigmentados 
Contato substrato e enzima – fenolase oxida os compostos fenólicos – o-quinona – condensação – melanina
Pode ser desejável – folhas de chá, ameixas secas
Enzimas importantes em alimentos - Oxidoredutases
Escurecimento enzimático
Frutas e vegetais claros tornam-se escurecidos
Compostos fenólicos presentes nos tecidos vegetaisÁcido clorogênico – maçã, batata, pera, café
Tirosina – alface, cogumelo, batata
Enzima fenolase (polifenol oxidase) – citoplasma das células
Tecido das frutas e vegetais danificados (corte, retirada da casca, impacto, ataque de fungos) – contato substrato e enzima
Fenolase oxida compostos fenólicos
0-quinona – condensação – melanina
Enzimas importantes em alimentos - Oxidoredutases
Escurecimento enzimático
Perda do valor comercial – 50% da perda de frutas tropicais é devida à ação da enzima polifenol oxidase
Perda nutricional - o-quinonas interagem com grupos amina e tiol, reduzindo a disponibilidade da lisina, metionina e tiamina
Enzimas importantes em alimentos - Oxidoredutases
Controle do escurecimento enzimático
Condição para que ocorra a reação: enzima, substrato, oxigênio
Refrigeração (0-4oC) – diminui energia cinética das moléculas, dificulta o acoplamento enzim-substrato
Retarda o escurecimento
Tratamento térmico – branqueamento – inativação da enzima
Redução do contato com oxigênio – imersão em água(ex batata doce), embalagens com atmosfera modificada
Agentes químicos
Redutores: sulfitos, ácido ascórbico(vit C) – reduzem as o-quinonas a difenóis (sem coloração)
Acidulantes: ácido cítrico, málico e fosfórico – mantém o pH do meio abaixo do valor ótimo da ação da fenolase
Ex: Suco de laranja na salada de frutas evita o escurecimento enzimático – diminiu a velocidade das reações das polinol oxidases e ac ascórbico que reduz as o-quinonas fazendo que fiquem menos escuras
Enzimas importantes em alimentos - Oxidoredutases
Peroxidases 
Presente em abundância em tecidos vegetais
Catalisa a oxidação de substratos orgânicos – provocada pelo peróxido de hidrogênio
Proteção dos tecidos contra o efeito tóxico de H2O2
Responsável pelo off-flavor, mudança na cor (descoloração de carotenóides e antocianinas) e no teor de vitaminas de alimentos
Maior resistência térmica – indicador para controle da inativação total de todas as enzimas – ex: branqueamento
Controle da pasteurização do leite
Enzimas importantes em alimentos - Oxidoredutases
Lipoxigenase
Catalisam a oxidação de AG insaturados
Efeito prejudicial nos alimentos – rancificação oxidativa dos lipídios
Catalisam a oxidação de carotenóides e clorofila – formação de produto incolor – branqueamento de farinhas
Enzimas importantes em alimentos - Oxidoredutases