Enzimas questoes

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Aula 2 - Transformações Bioquímicas em Frutas e Vegetais.
1. Qual a relação entre as vias metabólicas e as transformações bioquímicas que ocorrem
em frutos e vegetais? Relacionar com síntese e degradação de compostos.
As rotas metabólicas estão diretamente ligadas com as transformações que ocorrem nos frutos e
vegetais. A maturação leva a diferentes mudanças na frutas, como na textura e sabor, e tais mudanças são
induzidas pelo metabolismo. Ao serem colhidos, os frutos climatéricos produzem o hormônio etileno, que induz a
respiração, para produção de ATP; destaca-se a via glicolítica, o ciclo de Krebs e a via das Pentoses Fosfato. Estas
vias levam a conversão do amido em açúcar, sabor ácido (ciclo de Krebs) para frutas que acumulam ácido cítrico,
produção de compostos aromáticos e de cor, alteração na textura (degradação das substâncias estruturais, como a
pectina e a celulose), etc.
2. Como as frutas são classificadas em relação ao padrão de respiração e como esse perfil
afeta as reações bioquímicas?
As frutas podem ser classi�cadas como climatéricas e não climatéricas. As frutas climatéricas são
aquelas que, após a colheita, ainda realizam processo de respiração promovido pelo hormônio etileno. Essas frutas
podem ser colhidas verdes e ainda sim atingem o estádio de maturação ideal com o tempo. Durante o processo de
maturação ocorrem mudanças de cor, sabor, aroma e textura até atingirem a senescência, fase onde processos
catabólicos são predominantes e a fruta é degradada.
Os frutos não climatéricos são aqueles que têm taxa de respiração muito baixa após a colheita (não há
aumento na produção de etileno) e, por isso, devem ser colhidos no estádio de maturação ideal para consumo.
Alguns frutos classi�cados como não climatéricos possuem atividade respiratória elevada, como o morango, mas
não possuem os substratos necessários para o amadurecimento (?????).
3. Quais os principais fatores relacionados às transformações bioquímicas em frutos e
vegetais? Enzimas, hormônios, …
Em relação aos hormônios, cita-se principalmente o etileno: hormônio responsável por induzir a
respiração em frutos climatéricos levando a diversas alterações (cor, sabor, aroma, …) e a maturação do mesmo.
Quanto às enzimas, destacam-se aquelas que atuam nas vias metabólicas que ocorrem nas frutas e
vegetais, como a via glicolítica, ciclo de Krebs e via das Pentoses Fosfato. Certas enzimas só atuam na presença
de certos substratos e/ou O2, por exemplo. Compreender essas especi�cidades é importante para controlar o
processo de maturação das frutas e vegetais.
4. Quais as principais formas de controle das alterações bioquímicas em frutos e vegetais e
qual o princípio de cada uma.
Armazenamento a baixas temperaturas (reduz atividade enzimática, aumentando o tempo necessário
para que as reações ocorram e postergando o amadurecimento), atmosfera modi�cada (presença ou ausência de
O2/CO2; certas reações só acontecem com ou sem eles), exaustão ou adição do etileno (o hormônio é gasoso e pode
ser retirado ou adicionado ao ambiente de estocagem para impedir ou promover o amadurecimento), adição de
permanganato de potássio (se liga ao etileno diminuindo seu efeito).
Aula 3 - Polifenoloxidases.
Polifenoloxidase (PFO): enzimas oxirredutoras que atuam no escurecimento enzimático de frutas e vegetais.
Estão presentes nos tecidos vegetais e entram em contato com seus substratos por meio de injúria mecânica. Na
presença de O2 (aceptor de elétrons), a creolase hidroxila o monofenol em ortodifenol que, por sua vez, é oxidado
pela catecolase em ortoquinona. Reações não enzimáticas transformam a ortoquinona em melanina, composto de
cor escura. A catecolase se encontra em concentrações de 10 a 40 vezes maiores que a creolase nos frutos e
vegetais, sendo a enzima mais relevante para controle do escurecimento. Certas frutas e vegetais possuem
grande quantidade de de PFO, porém não seu substrato, o que impede que ocorra o escurecimento. Dentre os
métodos de controle do escurecimento causado pela PFO temos: pH < 3 (enzima não tem atividade), mudança da
valência do cobre do sítio ativo das enzimas ou ligá-lo a outra substância (ácido ascórbico e bissul�to de sódio),
remoção do O2 do meio, tratamento térmico para inativação das enzimas, uso de sul�tos (reduz a ortoquinona de
volta a ortodifenol).
Aula 4 - Peroxidases.
Peroxidases (POD): enzimas amplamente espalhadas na natureza que catalisam reações de oxidação na presença
de H2O2. A enzima necessita de dois substratos, sendo um aceptor (ROOH) e um doador (AH2) de elétrons e, assim
como a PFO, só leva ao escurecimento na presença de ambos os substratos. O guaiacol é um aceptor de elétrons e
o peróxido de hidrogênio um doador, a peroxidase age nesses substratos levando a formação do tetraguaiacol
(composto de cor). A peroxidase ainda sintetiza a lignina, aumentando a rigidez dos tecidos vegetais. A POD é
termorresistente e precisa de tratamento térmico a alta temperatura para sua inativação e, por esse motivo, é
considerada uma indicadora da e�ciência do tratamento térmico. Os métodos de controle incluem: inativação a pH
< 4; compostos inibidores do sítio ativo (ácido ascórbico e bissul�to de sódio).
Lipoxigenases: oxida ácidos graxos poli-insaturados na presença de O2.
Catalase: decompõe o excesso tóxico de H2O2 dos tecidos vegetais em H2O e O2.
2 H2O2→ 2 H2O + O2
Enzima sensível e perde atividade rapidamente a 35ºC. Instável a pH > 9.
Oxidases: catalisa oxidação na presença de O2 molecular. Usada para remover glicose dos alimentos. Leva a
formação de compostos escuros.
1. Mecanismos de ação e particularidades de cada grupo das oxidoredutases.
2. Funções biológicas, alterações positivas e negativas das enzimas estudadas.
Tabela.
3. Formas de controle associadas às características bioquímicas das oxirredutases.
Tabela.
Peroxidase Lipoxigenase Catalase Oxidase
Funções biológicas Aumentar rigidez
da parede celular
(ligninas).
Decompor excesso
tóxico de H2O2.
Oxidação da glicose
na presença de O2.
Outras funções Determinação de
glicose; remoção de
glicose; remoção de
oxigênio em
bebidas.
Alterações
positivas
Remoção de H2O2
residual;
↓contagem de
microrganismos.
Remoção da glicose
para evitar reação
de Mai�ard;
Alterações
negativas
Aroma e gosto
estranho (aldeídos e
cetonas), alteração
de cor e textura.
Formação de
sabores estranhos
em soja e ervilha.
Escurecimento
enzimático e perda
de vit. C.
Controle Trat. térmico↑T.;
pH<4; bissul�to de
sódio e a. ascórbico.
Tratamento
térmico.
pH>9; T>35ºC; Tratamento
térmico.
Aula 5 - Enzimas Pectinolíticas.
Pectinases: enzimas capazes de hidrolisar as substâncias pécticas (pectina, protopectina, ácido pectinico e ácido
péctico). Essas substâncias são capazes de reter água pelas ligações de hidrogênio e formar géis. Com proteínas,
as substâncias pécticas formam suspensões coloidais que são �oculadas e precipitadas quando ocorre a
neutralização eletrostática pelas pectinases. As pectinases são divididas em protopectinas, enzimas
despolimerizantes e esterases. As protopectinases transformam a pectina insolúvel de frutos verdes em pectina
solúvel (↓ �rmeza). As enzimas despolimerizantes atuam principalmente sobre a pectina e ácido péctico e
podem agir no meio (endo, diminuem viscosidade) ou nas extremidades (exo) das cadeias. As poligalacturonases
estão relacionadas ao amolecimento de frutos, porque hidrolisam a parede celular e lamela média.
Aula 5 - Enzimas Celulolíticas.
Celulases: enzimas que hidrolisam a celulose e estão relacionadas com o amolecimento de frutos, uma vez que a
celulose sem função estrutural na parede celular. São produzidos por bactéria e fungos e estão presentes no
rúmen de animais ruminantes. A degradação da celulose leva a produção de glicose. Essas enzimas são usadas na
indústria em conjunto com as pectinases na extração de suco de frutas e vegetais, e na extração de azeite e óleos
essenciais pela hidrólise da parede celular. Também aumentam a extração de compostos bioativos, removem
bio�lmes, produção deglicose a partir de bagaço de cana. Produção de etanol de segunda geração.