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LIPASE UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA: BIOQUÍMICA DE ALIMENTOS II JOÃO PESSOA – PB 2016.2 Danieli Cristina Schabo LIPASE São enzimas que catalisam a hidrólise total ou parcial de triglicerídios (óleos e gorduras), fornecendo diglicerídios, monoglicerídios, glicerol e ácidos graxos. LIPASE São esterases: hidrolisam ésteres (triglicerídeos) com maior atividade sobre substratos insolúveis São capazes de catalisar reações de síntese – baixa atividade de água Pertencem ao grupo das serina-hidrolases Os triglicerídeos (principais componentes de óleos e gorduras) são seus substratos naturais TRIGLICERÍDEO Triacilglicerol Diacilglicerol Monoacilglicerol Glicerol Ácidos graxos Lipase H2O Lipase H2O Lipase H2O H ID R Ó L IS E D E T R IG L IC E R ÍD E O P O R L IP A S E LIPASE HIDRÓLISE DE TRIGLICERÍDEO POR LIPASE Triglicerídeo Ácidos graxos Glicerol Lipase LIPASE LIPASE LIPASE • Reconhece a mesma ligação química em diferentes regiões do substrato e reage apenas com algumas delas Regiosseletividade • Reconhece um tipo de ácido graxo e hidrolisa as ligações nas quais ele está envolvida com exclusividade ou com maior rapidez Seletividade de substrato • Reage com um determinado isômero do substrato exclusiva ou mais rapidamente do que com outros isômeros da mesma substância Enantiosseletividade LIPASE Classificação: tipo de especificidade Regiosseletividade: Reconhece a mesma ligação química em diferentes regiões do substrato e reage apenas com algumas delas LIPASE Classificação: tipo de especificidade Lipases não-específicas Catalizam a hidrólise completa do triacilglicerol para ácidos graxos e glicerol; Hidrolisam ligações nas posições 1,3 e 2. Lipases 1,3 específicas Catalizam a liberação de ácidos graxos especificamente das posições 1,3 do triglicerídeo; A hidrólise total pode ocorrer se a reação for por tempo prolongado – ácidos ligados a posição 2 sofrem isomerização ocupando as posições 1,3. Seletividade do substrato: Reconhece um tipo de ácido graxo e hidrolisa as ligações nas quais ele está envolvida com exclusividade ou com maior rapidez LIPASE Classificação: tipo de especificidade Tamanho da cadeia carbônica Grau de instauração do ácido graxo Cadeia curta Cadeia média Cadeia longa Saturado Monoinsaturado Poliinsaturado Saturado Monoinsaturado Poliinsaturado Enantiosseletividade: Reage com um determinado isômero do substrato exclusiva ou mais rapidamente do que com outros isômeros da mesma substância LIPASE Classificação: tipo de especificidade Lipase Alto grau de enantiosseletividade LIPASE Fontes e principais características Produzidas por todos os seres vivos: células de animais, vegetais e de diferentes micro-organismos (bactérias, fungos e leveduras) Lipase pancreática Lipases microbianas Inibida por açúcares simples (glicose, frutose) ou glicerol Estimulada por ácidos graxos livres, óleos e gorduras ou polissacarídeos •Digestão de lipídios da dieta •Mobilização de tecidos adiposos Animais superiores •Sementes oleaginosas (processo de germinação) •Látex do mamoeiro Vegetais •Bactérias, leveduras e fungos •Envolvidas no processo de aquisição de energia Micro- organismos LIPASE Fontes e principais características Lipase pancreática suína Lipase de uso comercial mais estudada. Enzima 1,3 específica Ligeira preferência por ácidos graxos de cadeias curtas pH ótimo de atuação: 7,0 – 9,0 (intestino) Fortemente ativada por NaCl LIPASE LIPASES ANIMAIS Origem fúngica - levedura Lipases não-específicas Ligeira preferência pela posição 2 Altíssima estabilidade térmica entre 40 – 70°C Enantiosseletividade com uma grande variedade de substratos LIPASE LIPASES MICROBIANAS Candida antarctica Origem fúngica - levedura LIPASES MICROBIANAS Candida cylindracea Candida rugosa Geotrichum candidum LIPASE Específica para o ácido oléico Conhecida como lipase cis-9- ácido graxo específica Origem fúngica – fungos filamentosos Rizopus rhizomucor Aspergillus Lipases 1,3 específicas Preferência por ácidos graxos de até 12 carbonos Lipases 1,3 específicas Preferência por ácidos graxos de até 12 carbonos Lipase de maior aplicação industrial LIPASE LIPASES MICROBIANAS Origem bacteriana LIPASE LIPASES MICROBIANAS Pseudomonas Staphylococcus Possível produção de toxina LIPASE Penicillium roquefortii Queijo Roquefort Penicillium camembertii Queijo Camembert Maturação acelerada de queijos - Enzimas: liberam ácidos graxos – sabor e aroma; reduz tempo de maturação - Aparência típica Lipases animais: lipase pré-gástrica de cabrito + proteases Queijo Parmesão LIPASE Panificação Glicerídios parciais (mono e diglicerídios) Hidrólise de triglicerídios Capacidade de retenção de ar Produto com melhor textura Propriedade emulsificante LIPASE Panificação Glicerídios parciais (mono e diglicerídios) Hidrólise de triglicerídios Propriedade emulsidificante Pães light Lipase = lipídios da massa em agentes emulsificantes Capacidade de retenção de água Retarda a sinérese Vida de prateleira São produtos que contêm triglicerídeos sintetizados artificialmente, para alterar as concentrações relativas de ácidos graxos e/ou suas posições. LIPASE Produção de óleos e gorduras estruturados Interesterificação entre óleos ou de óleo e ácidos graxos livres RCOOR’ + R”OOR’’’ ↔ RCOOR” + R’COOR” • Síntese química LIPASE Produção de óleos e gorduras estruturados Desvantagens Obtenção de produtos inespecíficos Uso de altas temperaturas e pressão – subprodutos de cor e odor indesejáveis Etapas de purificação subsequentes • Síntese enzimática 1(3) específicas Obtenção de produtos específicos Aplicação nutricional Saturados Insaturados Uso nutricional Ácidos graxos de cadeia longa Absorção na forma de monoglicerídios Lipase pancreática 1,3 específica - equivalentes de gordura do leite humano (ácido palmítico) e óleos com fins terapêuticos (ácidos graxos essenciais e pollinsaturados) são sintetizados, de modo a conter ácidos graxos na posição 2 e grupos acil de cadeia média ou curta na posições 1 e 3 – mais facilmente absorvidos. Leites maternizados Produtos estruturados LIPASE Uso tecnológico LIPASE Manteiga de cacau Triglicerídios Palmítico Óléico Esteárico 80% composição da gordura Ponto de fusão muito específico Gordura se liquefaz ao mesmo tempo Temperatura de 35 – 37°C Uso tecnológico LIPASE Manteiga de cacau Triglicerídios: Palmítico; Óléico; Esteárico. 80% composição da gordura Processo Enzimático Óleo rico em triglicerídios (ácido oléico na posição 2) Interesterificação Ácidos palmítico e esteárico Lipase 1,3 específica LIPASE Produção de margarina Hidrogenação química parcial de um óleo vegetal,usando catalisadores metálicos Gordura sólida a temperatura ambiente Cremosidade e boa espalhabilidade em temperatura de refrigeração Ácidos graxos transinsaturados não reconhecidos pelas enzimas e resíduos de metais = problemas de saúde LIPASE Produção de margarina Óleo Interesterificação Gordura Lipase Metodologia alternativa Produto com a textura desejada, sem o uso de hidrogenação. Fração líquida Fração sólida Gordura de dendê (palma) OBRIGADA UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA: BIOQUÍMICA DE ALIMENTOS II JOÃO PESSOA – PB 2016.2 Danieli Cristina Schabo Danieli.schabo@ifro.edu.br