Bioquimica aplicada aula 3 escurecimento enzimatico

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ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
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Escurecimento oriundo de reações catalisadas por enzimas genericamente conhecidas como polifenoloxidases (PPOs).
As enzimas e os seus substratos estão em compartimentos celulares diferentes. Durante o esmagamento, estes compartimentos são destruídos e as enzimas entram em contato com os compostos fenólicos oxidando-os rapidamente.
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
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A reação de escurecimento em frutas, vegetais e bebidas é um dos problemas principais na indústria de alimentos.
50% da perda de frutas tropicais no mundo é devida à enzima polifenoloxidase.
A ação desta enzima resulta na formação de pigmentos escuros, frequentemente acompanhados de mudanças indesejáveis na aparência e nas propriedades organolépticas do produto, resultando em diminuição da vida útil e do valor de mercado.
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
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ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
DESEJÁVEL
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SUBSTRATOS
Tirosina
Ácido clorogênico
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Chá-verde: há muito tempo considerado pela medicina tradicional chinesa como uma bebida com efeitos benéficos a saúde. 
Chá-verde é um chá “não-fermentado”: é produzido através da vaporização das folhas frescas (para inativar a oxidação dos polifenóis) e secagem
Contém catequinas (anti-oxidantes), em especial a epigalocatequina-galato (EGCG), alguns minerais e vitaminas que aumentam a atividade antioxidante.
INTRODUÇÃO
Chá-verde: Obtida de folhas de Camellia sinensis 
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Graças à especificidade a vários substratos, a PPO pode ser chamada: tirosinase, polifenolase, fenolase, catecol oxidase, catecolase.
É encontrada em praticamente todos os vegetais.
É também encontrada em animais, onde o substrato é a tirosina e o pigmento formado é a melanina, responsável pela cor da pele.
SUBSTRATOS
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Estrutura das PPOs
Possuem átomo de cobre no sitio ativo
Peso molecular: 
57-62 KDa
Cogumelo:
128 KDa
Tirosinase de Streptomyces castaneoglobisporus
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Mecanismo de reação
polifenoloxidase
O2
Utilizam O2 como substrato secundário
Oxidases de função mista
Atividade monofenol-monoxigenase
o-difenol-oxirredutase
Produtos altamente reativos que combinam-se entre si para gerar produtos de cor escura
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MÉTODOS DE CONTROLE
Para que a reação ocorra, 3 componentes devem estar presentes:
ENZIMA + SUBSTRATO + OXIGÊNIO
Ação do calor
Exclusão ou remoção dos substratos
Redução do pH
Adição de substâncias redutoras
Controle
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1. Ação do calor
Exposição por curto período de tempo do tecido à temperatura de 70 a 90o C
Branqueamento: é utilizado em pré-tratamentos de frutas e vegetais para enlatamento, congelamento e desidratação
PROBLEMAS: 
COZIMENTO DE FRUTAS E VEGETAIS – MUDANÇAS DESFAVORÁVEIS NA TEXTURA E DESENVOLVIMENTO DE FLAVOR DESAGRADÁVEL
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1. Ação do calor
 O branqueamento é uma das operações do processamento de: 
Alimento infantil à base de maçã e banana 
Antepasto de Berinjela 
Batata pré-frita congelada 
Catchup 
Cogumelo em conserva 
Ervilha congelada 
Laranja cristalizada 
Milho em Conserva 
Seleta de legumes 
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FLUXOGRAMA
 
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O2: Atmosfera controlada e embalagens adequadas (à vácuo, impermeáveis, troca pelo N2)
Fenóis: adição de ciclodextrinas em sucos
O uso de complexantes (EDTA, ácido cítrico ou fosfatos): complexam com o cobre contido no sítio ativo da enzima diminuindo a atividade enzimática
2. Exclusão ou remoção substratos ou cofatores
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Reduzir o pH ótimo em 1 ou 2 unidades pela adição de ácidos
São inativadas de modo irreversível com pH inferior a 3,0
Ácidos empregados de ocorrência natural: cítrico, fosfórico, málico e ascórbico
Entretanto, nem sempre é possível abaixar tanto o pH do alimento devido ao significante sabor ácido resultante, sendo incompatível com as propriedades sensoriais e tecnológicas do produto final.
3. Redução do pH ótimo
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Aplicação de substâncias redutoras, como ácido ascórbico, sulfito e tióis, previnem o escurecimento, pela redução da o-benzoquinona de volta para a forma o-diidróxifenol, ou pela inativação da PPO.
4. Adição de substâncias redutoras
O
Agentes redutores
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NaSO3 – sulfito de sódio
NaHSO3 – bissulfito de sódio
Na2S2O3 – metabissulfito de sódio
SO2 – dióxido de enxofre
4.1 Sulfitos e dióxido de enxofre
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Inúmeras reações podem ser inibidas: polifenolxidase, lipoxigenase, ascorbato oxidase.
Não inibe irreversivelmente o escurecimento enzimático – a concentração requerida é dependente do período de tempo e da natureza do substrato:
Monofenóis: requerem menor quantidade de sulfitos (ex: batata)
Difenóis: requerem maior quantidade de sulfitos (ex: abacate)
4.1 Sulfitos e dióxido de enxofre
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Mecanismo:
Inibição direta sobre a enzima
Interação com intermediários da reação
Agente redutor
4.1 Sulfitos e dióxido de enxofre
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4.2 Ácido ascórbico e eritorbatos
ÁCIDO ASCÓRBICO
ÁCIDO ERITÓRBICO
Agem como:
 inibidores diretos da PFO – oxida os resíduos de histidina que ligam os íons cobre do sítio ativo
 Agentes redutores
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4.2 Ácido ascórbico e eritorbatos
Agentes redutores
Agentes redutores
O ácido eritórbico é um estereoisômero do ácido ascórbico. Tem atividade antioxidante semelhante, diferindo na atividade vitamínica. Possui 5 a 7% da potência antiescorbútica (baixa absorção).
O ácido eritórbico apresenta menor custo – mais utilizado em produtos que não precisem de atividade vitamina C.
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Suco clarificado de maçã: 
Polifenoloxidase em partículas suspensas: remoção por centrifugação.
Antes da centrifugação: imergir a maçã fatiada em solução 1% de ácido ascórbico.
4.2 Ácido ascórbico e eritorbatos
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L-Cisteína ou N-acetil-cisteína
Combinam-se quimicamente
 com o-quinonas formando produtos estáveis e incolores.
Atuam como agentes redutores
4.3 Compostos sulfidrilas
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