produção industrial de enzimas 3

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PRODUÇÃO DE ENZIMAS INDUSTRIAIS
ORIGEM MICROBIANA
ORIGEM VEGETAL
ORIGEM ANIMAL
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OBTENÇÃO INDUSTRIAL DE ENZIMAS
ORIGEM VEGETAL: sementes, sucos, polpas, raízes (por trituração de tecidos)
ORIGEM ANIMAL: mucosa gástrica, pâncreas, fígado, sangue (por trituração de tecidos)
ORIGEM MICROBIANA: bactérias, fungos, leveduras (por cultura)
mais empregadas;
 menor custo de produção;
 menor tempo de produção;
 provêm de microrganismos selecionados;
 apresentam maior especificidade.
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PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ENZIMAS MICROBIANAS
FERMENTAÇÃO 
Todo processo no qual os microrganismos catalisam a conversão de uma substância (substrato) num determinado produto (enzimas). 
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PRODUÇÃO DE ENZIMAS MICROBIANAS
Tipos de enzimas microbianas: 
 endoenzimas (intracelulares) 
 exoenzimas (extracelulares)
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Produção de Enzimas Microbianas
Inibição por formação de produto
Inativação parcial da enzima
Diminuição da concentração do substrato
A concentração do produto aumenta com o tempo e a velocidade de sua formação diminui
Deslocamento do equilíbrio (reação reversível)
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PRODUÇÃO DE ENZIMAS MICROBIANAS
Vantagens:
Maior controle do processo
Menor risco de contaminação
Maior rendimento
Adequada para mo recombinantes
Cultura Submersa
Cultura Semi-sólida
(Mais usada em países orientais)
Desvantagens:
Necessidade de maior espaço
Maior risco de contaminação
Menor rendimento
Vantagens:
Resíduos industriais de baixo custo
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Processo Fermentativo Genérico
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PRODUÇÃO DE ENZIMAS DE ORIGEM ANIMAL
Principais enzimas animais: 
Pancreatina, tripsina, pepsina, quimotripsina e catalase
Ocorrência:
Tecidos animais
Obtenção geral de enzimas animais:
Trituração por moinhos ou homogeinizadores
Extração com água ou solução tampão
Filtração ou centrifugação para remoção do resíduo insolúvel
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PANCREATINA
 Ocorrência: pâncreas de porcos
Possui atividade amilolítica, proteolítica e lipolítica
Contém tripsina cristalina e quimotripsina
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PEPSINA
 Ocorrência: mucosa do estômago de porcos
Tratamento com ácido para ativação do pepsinogênio a pepsina
Precipitação com etanol
Secagem em baixa temperatura
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RENINA (Coalho)
É uma protease gástrica ácida
Ocorrência: suco gástrico do abomaso de bezerros
Extraída principalmente de fetos bovinos nos últimos meses de gestação
Comercializada na forma líquida, em pó ou em pastas
Aplicação: fabricação de queijos e preparação de pudins
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Catalase
Ocorrência: fígado e sangue de boi e porco; fungos e bactérias
Precipitada pela adição de até 50% de acetona
Comercializada na forma de preparação líquida padronizada, na forma de pó seco amorfo (liofilizado) ou na forma cristalizada (diálise contra água destilada)
Aplicação: na indústria de alimentos para decomposição da água oxigenada (sabor e cor do alimento); inibir o desenvolvimento microbiano em vinhos; como antioxidante em alimentos líquidos ou viscosos (maionese, manteiga, etc.)
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PRODUÇÃO DE ENZIMAS DE ORIGEM VEGETAL
Principais enzimas: papaína, bromelina, ficina e enzimas do malte
Ocorrência: tecidos vegetais (caule, folhas e frutos
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Papaína
Ocorrência: látex do fruto verde do mamão (Carica papaya), além de suas folhas e talos
 Possui alta atividade proteolítica
 É facilmente inativada por oxidação (necessidade de agentes redutores como sulfeto de hidrogênio, cianeto de hidrogênio, etc)
 Extraída principalmente como fruto prensado das folhas e talos
 Aplicações: clarificação da cerveja, amaciamento de carnes, auxiliar da digestão
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BROMELINA
Ocorrência: talo e fruto do abacaxi (Ananas comosus)
Composição: mistura de 4 proteases com ações distintas, dependentes do pH
Aplicação: amaciamento de carnes e clarificação da cerveja
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FICINA
Ocorrência: látex de certas espécies de Ficus
Agente anti-helmíntico (digere os ascarídeos)
Economicamente inviável (requer extração de grande quantidade de matéria vegetal)
Aplicação: amaciamento de carnes e clarificação da cerveja
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MALTE
Ocorrência: cevada
Composição: amilases, diastases, proteases, lipases, oxirredutases e hemicelulases
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 A partir do malte da cevada e de outros cereais é possível extrair uma variedade muito grande de enzimas tais como : proteases; lipases; oxirredutases; hemicelulases, sendo as amilases as principais enzimas contidas no malte.
Malte é produzido quando o cereal passa pelo processo de germinação, é nessa fase que ocorre a produção de enzimas. 
Produção: germinação ; secagem;
Produção das enzimas
Produção do aroma do malte
MALTE
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Preparação do Malte
Pré-germinação: umedecimento dos grãos a 10 – 15 oC por 2 a 3 dias.
Germinação: formação das enzimas que compõem o malte (amilases, proteases, lipases e hemicelulases)
Secagem: paralização da atividade biológica do grão (aumento gradual da temperatura e redução do teor de umidade).
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Aplicações industriais das enzimas
Enzimas para uso na medicina
Enzimas para uso analítico
Enzimas para uso científico
Enzimas para uso alimentício
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Enzimas em medicamentos
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Enzimas utilizadas em diagnósticos
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b) Insulina
A insulina humana e suína difere somente de um aminoácido
Insulina suína
carboxipeptidases
Insulina humana
Aplicações industriais das enzimas na tecnologia de alimentos
Uso de enzima na panificação
Alfa-amilase
Xilanase
Protease fúngica
Protease microbiana
Lipoxigenase
Aplicações industriais das enzimas
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Amido = amilopectina(70-85%) + amilose(15-30%)
2) Modificação do amido
Aplicações industriais das enzimas
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Enzimas em Alimentos
 Influem na composição, processamento e deterioração dos alimentos, portanto, ora são úteis ora são indesejáveis
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Enzimas em Alimentos
Efeito desejáveis:
 Modificar matérias-primas e/ou obter produtos específicos
Panificação
 Modificação enzimática de materiais amiláceos
Fabricação de sucos de frutas
 Modificação de proteínas
 Fabricação de bebidas alcoólicas
 Fabricação de latícinios
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Enzimas em Alimentos:
 Efeito indesejáveis
 Escurecimento de frutas e vegetais causado pelas polifenoloxidases
 Rancidez de farinhas causada pela ação de lipases e lipoxigenases
Amolecimento de tecidos vegetais provocado pelas enzimas pécticas
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 TABELA 1. Aplicações Industriais das lipases 
Fonte: GANDHI (4)
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Proteases – Aplicações
Fermentados - desenvolvimento de aroma e nutrientes durante a fermentação
Cereais - modificação de proteínas para aumentar a taxa de secagem, aumenta as características de manuseio
Chocolate/cacau - ação nos grãos durante a fermentação
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Proteases – Aplicações
 Leite - na preparação do leite de soja
Carnes e Peixes - Liberação de óleos. Recuperação de proteínas do osso ou espinha.
Vinhos - clarificação
 Queijo - Coagulação da caseína pela renina.
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Lactase
Β-galactosidase
 Catalisa a hidrólise da lactose em galactose e glicose
A galactose e glicose são mais doces do que a lactose – um dos principais interesse em alimentos
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Lactase
Sorvete - Prevenção da cristalização da lactose, o qual resulta na textura de fibra
Leite - Estabilização das proteínas do leite em leites
congelados por remoção da lactose; Hidrólise da lactose, permitindo o uso por adultos deficientes na lactase intestinal e em crianças com deficiência em lactase congênita
 Ração - Conversão da lactose em galactose e glicose
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α-amilase
Atua sobre o amido, degradando-o aleatoriamente a partir de posições internas da cadeia polimérica
Amilose
 Ataque aleatório – produção de maltose Ataque lento – fomação de glicose e maltose
 Amilopectina
Produtos finais: glicose, maltose e α-dextrinas limites (oligossacarídeos contendo 4 ou mais
unidades de glicose unidas por ligações
glicosídicas do tipo α-1,6)
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α-amilase
 Fermentados
 Conversão do amido a maltose por fermentação. Remoção
da turbidez do amido
 Sucos de frutas e Gelatinas
Remoção do amido para o aumento das propriedades espumantes
 Cereais
 Conversão do amido a dextrinas e maltose.
Aumento na absorção de água
 Chocolate/cacau
 Liquefação do amido
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Peroxidase
Aplicações
Vegetais e Frutas
Monitoramento do progresso de branqueamento
Deterioração
 Frutas
 Contribui na reação de escurecimento
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Polifenoloxidase
 Conhecida também como: tirosinase, fenolase, catecol oxidase e polifenolase
 Reação envolve a hidroxilação de monofenóis
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Polifenoloxidase
Aplicações
Chá/Café
 Desenvolvimento do escurecimento durante o
amadurecimento, fermentação e/ou idade do processo
Deterioração
Frutas e Vegetais
Escurecimento, desenvolvimento de off-flavor,
perda de vitaminas