Aula 07 enzimas

Prévia do material em texto

FABA 
ENZIMAS EM ALIMENTOS 
Enzimas 
 Enzimas - são proteínas de alta massa molecular (MM > 15000 Da) 
produzidas por células vivas e que têm a capacidade de aumentar a 
velocidade das reações biológicas por ativação específica permitindo 
que um estado de equilíbrio seja rapidamente atingido. 
 São polímeros biológicos, catalizadores de reações químicas, que 
tornam a nossa vida possível. 
 São catalizadores efetivos e altamente específicos. 
 Reações baratas e seguras; 
 São altamente eficientes, acelerando a velocidade das reações (108 a 
1011 + rápida); 
 
Enzimas 
 São econômicas, reduzindo a energia de ativação; 
 Não são tóxicas; 
 Condições favoráveis de pH, temperatura, polaridade do 
solvente e força iônica. 
 
Enzimas como catalisadores 
Enzimas 
 Energia de ativação 
 Diferença entre os níveis de energia do estado basal e 
do estado de transição 
Caminho da Reação 
Energia de ativação sem enzima 
S 
P 
Energia de ativação com enzima 
Diferença entre 
a energia livre 
de S e P 
Enzimas 
As reações enzimáticas seguem a seguinte equação: 
 
E + S ES EP E + P 
 
 
 São ptn com alto poder catalítico. 
Cofatores – íons metálicos. 
Coenzimas - moléculas orgânicas complexas. 
Haloenzima – enzima + cofatores + coenzimas = atividade 
catalítica 
Hipóteses de Formação de ES 
Chave-fechadura 
Encaixe induzido 
PRINCIPAIS FATORES QUE AFETAM A 
ATIVIDADE ENZIMÁTICA 
1. pH - existe um pH ÓTIMO, onde a distribuição de cargas 
elétricas da molécula da enzima e, em especial do sítio 
catalítico, é ideal para a catálise. Acima ou abaixo desse valor, a 
atividade enzimática é diminuída. 
2. Temperatura 
3. Concentração da enzima 
4. Concentração do substrato 
5. Cofatores 
6. Inibidores 
7. Atividade água. 
Inibição Enzimática 
inibidor competitivo I substrato S 
Inibidor não competitivo 
substrato S 
inibidor não 
competitivo I 
Tipos de Enzimas 
1. Oxirredutases 
2. Transferase 
3. Hidrolases 
4. Liase 
5. Isomerase 
6. Ligase 
Enzimas em Alimentos 
 Papel destacado - Influe na composição, processamento 
e deterioração dos alimentos 
 
 Portanto, ora são úteis ora são indesejáveis 
 
Detecção da atividade em determinado produto pode 
servir de indicador da eficiência de uma determinada 
operação; 
 
 Ex. vegetais branqueados – atividade da peroxidase = indicador do 
processo térmico empregado 
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. 
Escurecimento Enzimático 
Alterações como: 
 
 Diminuição da textura de frutas e de vegetais – atividade das 
enzimas pectinolíticas – leva a formação da massa de tomate 
por exemplo; 
 
 Supermaturação das frutas – deve ser evitada pelo 
branqueamento; 
 
 Sucos de frutas cítricas – pode provocar precipitação do 
liquido; 
 
 
 
 
 
 
Escurecimento Enzimático 
Escurecimento Enzimático 
Escurecimento Enzimático 
 Duas enzimas são relevantes na degradação oxidativa dos 
compostos fenólicos por causarem a produção de polímeros 
de coloração marrom (melaninas): a polifenoloxidase 
(PPO) e a peroxidase (POD) (TOMÁS-BARBERÁN e SPÍN, 2001). 
 
Função = oxidam os polifenóis a quinonas; 
 
 
 
 
 
 
 
Escurecimento Enzimático 
 Compostos fenólicos 
 
 São considerados como metabólitos secundários. 
 
 Estruturalmente contêm um anel aromático com um ou mais 
grupos hidroxilas, juntamente com outros substitutos. 
 
 
 
Escurecimento Enzimático 
 Compostos fenólicos 
 
 A composição fenólica de frutas e hortaliças varia de acordo 
com a: 
 
 espécie, 
 cultivo, 
 grau de amadurecimento e 
 condições ambientais de desenvolvimento e de 
armazenamento. 
 
 
 
 
Escurecimento Enzimático 
Escurecimento Enzimático 
 Compostos fenólicos 
O tipo e a concentração do substrato fenólico afetam diretamente o 
escurecimento enzimático, conforme afirmam MARTÍN-BELLOSO e 
SOLIVA-FORTUNY (2006). 
 
 
 
Escurecimento Enzimático 
Agente causador de alteração : 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENZIMA POLIFENOL OXIDASE 
 
Produzem quinonas – substancias 
que possuem carbonilas 
Polimerizadas 
Geram MELANOIDINAS = 
COLORAÇÃO ESCURA 
Oxidam compostos fenólicos do 
alimento 
(taninos e tirosina) 
Escurecimento Enzimático 
 Os sucos cítricos ricos em Vitamina C tem ação de impedir o 
desenvolvimento dessa reação; 
 
 
 O ácido ascórbico atua sequestrando o cobre, grupo 
prostético da polifenoloxidase, e reduzindo quinonas de volta a 
fenóis, antes de formarem pigmentos escuros (SAPERS, G.M.; 
MILLER, R.L, 1998). 
 
 
 
 
 
 
 
Como prevenir 
 pH 
Gotas de ácidos 
(vinagre /suco de 
limão) 
Inativa a enzima 
que desencadeia 
o escurecimento 
Como prevenir 
 
PROTEASES VEGETAIS 
 Papaína: 
 
 Cisteína-protease 
 Extraída do látex dos frutos do mamoeiro (Carica papaya) 
 Comercializada na forma de extrato bruto 
 Atividade em pH 5,0 a 9,0 
 Temperatura: 60 a 70o C 
PROTEASES VEGETAIS 
 Bromelina: 
Cisteína-protease extraída do pedúnculo e do fruto 
do abacaxizeiro (Ananas cosmosus) 
Atividade ótima: pH de 6,0 a 8,0 
 Inativa em temperaturas superiores a 70o C 
Apresenta baixa especificidade para o substrato: 
hidrolisa ligações que envolvem diversos aminoácidos 
 Ficina 
Cisteína-protease menos disponível comercialmente 
 Extraída do látex de diversas espécies do gênero Ficus 
 pH: 6,0 a 8,0 
Temperatura: 60o C 
Apresenta baixa especificidade para o substrato: 
hidrolisa ligações que envolvem diversos aminoácidos 
PROTEASES VEGETAIS 
PROTEASES ANIMAIS 
 Renina ou quimosina: 
 
Apresenta grande valor para indústria de alimentos 
 Protease aspártica extraída do 4o estômago do 
bezerro (abomaso) 
 Extraída do estômago seco ou fresco com ajuda de 
soluções salinas 
 Sintetizada na forma de pró-enzima (zimogênio 
inativo) 
Altamente específica – hidrólise da ligação peptídica 
entre uma fenilalanina (aa aromático) e uma 
metionina 
PROTEASES MICROBIANAS 
 Origem baceriana: 
 Bacillus e Geobacillus 
 Baixa especificidade – mais utilizadas na indústria de 
detergentes 
 pH – 8,0 a 11,0 
 Tpt: 50 a 60o C 
 
 Origem fúngica: 
 Aspergillus oryzae (produz proteases ácidas, alcalinas e neutras) 
 pH: 4,0 a 11,0 
 Tpt: 40o C 
 Inativas em tpt>50o C 
 
Aplicação Industrial das proteases: 
Panificação 
GLÚTEN GLIADINA 
 
GLUTENINA 
 
Enzimas: proteases 
 Proteases: 
1. Causam a cisão das ligações peptídicas na estrutura do glúten 
2. Inicia-se na mistura e continua na fermentação até o 
cozimento 
3. Benefícios: redução de tempo de mistura, aumenta a 
extensibilidade da massa, e aumento da vida útil nos 
produtos de panificação 
4. Melhoria de aroma e produtos mais macios 
5. Proteases de Aspergillus oryzae e A. niger – seguras para 
consumo e baixa especificidade 
6. Liberação de grupos NH2- e –COOH – reação de Maillard 
Aplicação Industrial das 
proteases: Coagulação do leite 
 Existem quatro tipos de 
moléculas de caseína, alfa-s1, 
alfa-s2, beta e kappa. As 
caseínas alfa e beta sãoproteínas hidrofóbicas que 
são rapidamente 
precipitadas por cálcio. A 
caseína tipo kappa não 
precipita na presença de 
cálcio. 
Aplicação Industrial das proteases: 
Clarificação da cerveja 
Fermentação Maturação 
 Baixa temperatura: 0o C 
 Depende do tipo de cerveja 
 Finalidade: destruição do diacetil 
(amargo) 
 Diacetil se converte em acetoína (sem 
sabor) 
 Turvação: interação entre compostos 
fenólicos e polipeptídeos que se 
insolubilizam a baixas temperaturas 
Aplicação Industrial das proteases: 
Amaciamento da carne 
 Maciez – “atributo da carne cozida de ter fácil 
mastigabilidade sem perder sua textura característica” 
 Maturação prolongada – catepsinas e calpaínas 
 Aplicação de proteases: hidrolisam proteínas 
(miofibrilares e colágeno) da carne, tornando-a mais 
macia 
 Papaína: mais aplicada – alta afinidade pela actina e 
boa atividade pelo colágeno desnaturado pelo calor 
 A papaína possui temperatura de atividade 60 – 70o C 
– garante o amaciamento durante o cozimento. 
 
Aspergillus Niger - pH 3,5 - 4,5. 
Kluyveromyces lactis – pH 6,6 – 6,8. 
Sorvete, leite concentrado e doce de leite: prevenção da cristalização 
da lactose. 
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. 
Lactase 
 Beta amilase é uma exoenzima hidrolisa a molécula de 
amido a partir do final não redutor. 
 Germinação – produção das enzimas. Paralisação da 
atividade biológica do grão e secagem para obtenção do 
aroma e sabor típico do malte, para a preparação de 
bebidas. 
Amilase - ENZIMAS PARA O MALTE