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ESCURECIMENTO ENZIMATICO

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See	discussions,	stats,	and	author	profiles	for	this	publication	at:	https://www.researchgate.net/publication/49599839
ESCURECIMENTO	ENZIMÁTICO	EM
ALIMENTOS:	CICLODEXTRINAS	COMO	AGENTE
ANTIESCURECI....
Article	·	January	2009
Source:	DOAJ
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Some	of	the	authors	of	this	publication	are	also	working	on	these	related	projects:
Production	and	applications	of	beta-glucans	and	related	hydrolases	View	project
Application	of	enzymes	in	food	science	View	project
Roberto	Da	Silva
São	Paulo	State	University
206	PUBLICATIONS			2,925	CITATIONS			
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345
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO EM ALIMENTOS:
CICLODEXTRINAS COMO AGENTE ANTIESCURECIMENTO *
 Andréia Aparecida Jacomassi CARNEIRO**
Heloiza Ferreira ALVES-PRADO***
Eleni GOMES****
Roberto DA SILVA***
*Parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor no curso de Engenharia e Ciência de Alimentos - UNESP - São José do Rio Preto - SP-
Brasil. Trabalho elaborado com apoio financeiro da CAPES (Programa nº 33004153070M-3).
** Departamento de Engenharia e Tecnologia de Alimentos - Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas - UNESP - 15054-000 - São
José do Rio Preto-SP- Brasil.
*** Departamento de Química - Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas - UNESP - 15054-000 - São José do Rio Preto-SP-Brasil.
**** Departamento de Biologia - Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas - UNESP - 15054-000 - São José do Rio Preto-SP - Brasil.
RESUMO: As reações de escurecimento enzimático e não
enzimático são uns dos mais importantes fenômenos que
ocorrem durante o processamento e armazenamento dos
alimentos. Devido às restrições ao uso de sulfito em
alimentos, ciclodextrinas estão sendo estudadas como uma
alternativa para inibir o escurecimento de alimentos. Elas
são moléculas cíclicas compostas por monômeros de D-
glicoses produzidas pela ação da enzima ciclodextrina
glicosiltransferase (CGTase) sobre o amido, e são capazes
de formar complexos de inclusão com outras substâncias
em solução aquosa. A inclusão de compostos precursores de
reações de escurecimento podem evitar a complementação
destes processos. Esta revisão descreve algumas propriedades
das CDs, tendo como principal característica a sua
complexação com compostos fenólicos presentes em
vegetais, frutas e bebidas, proporcionando a redução do
escurecimento enzimático desses alimentos, os quais poderão
ter uma maior vida de prateleira, visto que o escurecimento
poderá alterar as propriedades organolépticas e a aparência
dos produtos alimentícios.
PALAVRAS-CHAVE: Escurecimento enzimático;
ciclodextrina; alimentos; inibidores.
INTRODUÇÃO
As reações de escurecimento de alimentos estão entre
as mais importantes alterações que sofrem os alimentos, seja
na forma in natura ou durante a cadeia de processamento e
armazenamento. Por causa das alterações que provocam, têm
implicações tanto nutricionais, tecnológicas e econômicas.
Por isto são motivos de intensa atividade de pesquisa. Os
principais grupos de reações de escurecimento são
conhecidos como escurecimento enzimático (REE) da
polifenoloxidase (PPO) e escurecimento não enzimático
(RENE), causado pela reação de Maillard (RM). Outros
mecanismos de escurecimento de alimentos, tais como
oxidação de vitamina C, ação das peroxidases e
caramelização também existem.9
O método mais comum para controlar o
escurecimento enzimático e não enzimático é o uso de sulfito
em alguma de suas formas (dióxido de enxofre,
metabissulfito de sódio ou potássio e bissulfito de sódio ou
potássio).35 Entretanto, devido aos efeitos adversos aos seres
humanos a Agência Food and Drugs Administration (FDA),
proibiu em 1986 o uso do sulfito e derivados nos E.U.A.16 É
evidente que isto terá efeito mesmo no Brasil onde ainda se
utiliza o bissulfito, considerando as restrições impostas a
produtos importados pelos E.U.A., que tenham na sua
composição a presença desta substância química. Portanto,
o sucesso para prevenir o escurecimento de frutas e vegetais
por métodos alternativos é ainda um desafio.
As ciclodextrinas têm se mostrado eficiente para inibir
o escurecimento enzimático de alimentos40. Esta alternativa
será discutida nesta revisão.
Fundamentação teórica
As ciclodextrinas (CDs) são maltooligossacarídeos
cíclicos não-redutores contendo de 6 a 13 unidades de glicose7, 25
ligadas entre si, por ligações glicosídicas -1,4. Elas são
produzidas pela ação da CGTase, uma enzima microbiana
que atua sobre o amido formando as CDs.7, 47 As CDs mais
comuns são do tipo - , - e -, constituídas de seis, sete e
oito unidades de glicose, respectivamente. Suas cavidades
internas são hidrofóbicas, mas externamente são hidrofílicas.
Formam complexos de inclusão com uma variedade de
substâncias, mudando as suas características físicas e
químicas. Essa propriedade das CDs tem levado a um
aumento na sua aplicação nas indústrias de alimentos,
farmacêuticas, cosméticos, produtos agroquímicos, plásticos
e outras.2, 3, 4, 7, 32, 39, 41, 42, 45
A principal via de escurecimento enzimático inicia-
se com a oxidação de fenóis endógenos por ação da enzima
PPO na presença de oxigênio formando o-quinona e a
subseqüente polimerização destas, num mecanismo
complexo envolvendo proteínas, aminoácidos e fenóis,
Alim. Nutr., Araraquara
v.17, n.3, p.345-352, jul./set. 2006
 ISSN 0103-4235
346
culminando com a formação de pigmentos escuros
denominados melaninas.30
Recente mudança no estilo de vida do consumidor tem
levado a uma demanda maior pelos alimentos naturais e
seguros, e a uma menor adição química nos alimentos
processados. Devido a esta tendência tem sido renovado o
interesse pela pesquisa por agentes naturais antiescurecimento.
Com isso as ciclodextrinas se mostraram como uma
alternativa. A sua cavidade hidrofóbica é capaz de formar
complexos de inclusão com uma ampla classe de moléculas
orgânicas, incluindo os precursores do escurecimento, uma
vez encapsulados, estes compostos se tornam indisponíveis
e conseqüentemente há inibição da reação de escurecimento
enzimático.12
Formação da CD
O amido é o substrato da CGTase para a formação de
CD. Ele é um polímero relativamente simples, composto de
moléculas de glicose, de alta massa molecular. Encontra-se
na forma de substância de reserva em plantas, incluindo
sementes, frutas, tubérculos e raízes. Ele é formado
basicamente por amilose e amilopectina.24 É um dos
polissacarídeos de grande importância para a indústria
alimentícia, devido às suas características funcionais e
qualidade nutricional. Assim tem uma grande aplicação
industrial seja diretamente como alimento, agente texturizante
e estabilizante ou como substrato para produção de uma série
de derivados pela ação de enzimas. 51
A degradação parcial ou total do amido ocorre pela
ação combinada de enzimas amilolíticas, as quais atuam na
hidrólise das ligações -1,4 e -1,6. Exemplos dessas
enzimas estão ilustrados na Figura 1. 
Glucoamilase
+ Oligossacarídeos
ramificados
Oligossacarídeos
lineares
Isoamilase/
Pululanase
Oligossacarídeos
lineares
Beta-dextrina
+ 
Glicose
Beta-amilase 
Ciclodextrina 
Glicosiltransferase
CGTase dextrina limite +
Alfa-amilase
CD
=
=
Não redutor
Redutor
+ Maltose
FIGURA 1 - A ação das enzimas envolvidas na degradação do amido. (•) Molécula de
glicose com extremidade redutora; (o) Molécula de glicose sem a extremidade redutora.
As setas indicam a preferência pela quebra na molécula de amido.
A utilização de enzimas amilolíticas tem aumentado
abundantemente. Entre elas a CGTase vem ganhando grande
importância industrial. Elas têm a capacidade de degradar o
amido, catalisando a hidrólise das ligaçõesglicosídicas e a
subseqüente reação de transglicosilação intramolecular ou
ciclização dos oligossacarídeos (Figura 2A), formando as CDs.50
A CGTase também catalisa outros dois tipos de
reações. A reação de acoplamento (Figura 2B) é reversa a
ciclização, onde o anel de CD é clivado e transferido para
um substrato receptor linear. A reação de desproporcionação
(Figura 2C) é uma reação de transferase propriamente dita,
onde um maltooligossacarídeo é clivado e transferido para
um substrato receptor linear. A enzima apresenta ainda, uma
fraca atividade hidrolítica em presença de amido (Figura 2D)
formando maltooligos- sacarídeos.1, 3, 7, 10, 47, 48, 50, 52
FIGURA 2 - Representação esquemática das reações de
transglicosilação catalisadas pela CGTase. A) ciclização,
B) acoplamento, C) desproporcionação e D) hidrólise. Cada
círculo representa uma unidade de glicose.
Fonte: Adaptado Van Der Veen et al. 50
Fonte: Adaptado Van Der Veen et al.50
347
 
Cavidade 
apolar 
 
Hidroxilas 
secundárias 
 
Hidroxilas 
primárias 
Caracterização das ciclodextrinas
As estruturas químicas da -, - e -CD são
apresentadas na Figura 3A . A forma circular da CD é devido
à conformação do carbono C1 da unidade de glicose e suas
ligações glicosídicas. Sua forma ovalada, semelhante a um
cone truncado, tem um lado com diâmetro maior que é
formado pelos grupos hidroxilas secundários (nos átomos
de C2 e C3) e um lado com diâmetro menor, onde estão
situadas as hidroxilas primárias (nos átomos de C6), tornando
a CD hidrofílica externamente (Figura 3B).
Formação do complexo de inclusão
Os complexos de inclusão são definidos como o
resultado da interação entre compostos nos quais uma
FIGURA 3 - A) Estrutura da -CD, -CD e -CD com seis, sete e oito
monômeros de glicose, respectivamente. B)Estrutura da ciclodextrina.
Alfa
 
Beta
 
Gama
 
CH3
CH3
CH3
CH3
+
Exterior Hidrofílico
Cavidade Hidrofóbica
molécula hóspede menor se encaixa dentro e fica envolvida
pela cavidade de uma outra molécula. A cavidade da
ciclodextrina é uma região apolar, sendo ocupada pela
molécula hóspede (ou sua parte) apolar.19 A forma e dimensão
da cavidade da -CD permite total ou parcial inclusão de
uma variedade de compostos. Os complexos podem ser
formados em qualquer solução sendo a água o principal
solvente de escolha. Em solução aquosa, a cavidade central
apolar da CD é ocupada por moléculas de água que podem
ser facilmente substituídas por "moléculas hóspedes" como,
por exemplo, o xileno e a fenolftaleína que são menos polares
que a água (Figura 4a). Outro exemplo de complexação é o
que ocorre entre o -clorofenol e a CD, conforme Figura
4b, onde os átomos de oxigênio e hidrogênio glicosídicos
localizados no interior da molécula interagem com os átomos
do -clorofenol para formar o complexo de inclusão.14
FIGURA 4 - Representação esquemática da formação do comple-
xo de inclusão da ciclodextrina. A) A molécula hospede é o -
Xileno e os círculos menores representam as moléculas de água.
Fonte: Adaptado Alves-Prado et al.4
Fonte: Adaptado Szejtli.43
Fonte: Adaptado Cyclodex15 e Purdy.33
A
B
348
As ligações envolvidas na formação dos complexos
são forças de van der Waals, interações dipolo-dipolo e pontes
de hidrogênio. Essas ligações são fortes o suficiente para
impedir a separação do complexo mesmo em estado sólido,
mas fracas o suficiente para permitir a liberação da molécula
encapsulada, quando necessário.20
O complexo de inclusão exerce um efeito intenso nas
propriedades físico-químicas da molécula hospedeira. Dentre
essas propriedades encontram-se: o aumento da solubilidade
da molécula hospedeira, a estabilização da molécula
hospedeira lábil contra os efeitos de degradação pela
oxidação, o controle da volatilidade e sublimação.38 O
complexo também impede reações como polimerização e
oxidação, necessárias para completar a reação de
escurecimento enzimático.
A encapsulação pode ser analisada por calorimetria
de varredura diferencial (DSC) a 300ºC, visto que é a
temperatura em que a CD se decompõe. Quando a molécula
hospedeira é encapsulada pela CD não ocorre absorção de
energia, no entanto observa-se um aumento na temperatura
de fusão, de aproximadamente 10ºC. 19
Reação de escurecimento enzimático
O escurecimento enzimático, com algumas
exceções (café, coco, figos pretos e chá), é considerado
um problema que diminui a qualidade das frutas e suas
características nutricionais. 27 As reações oxidativas deste
processo, independentemente de sua causa (amassamento,
corte, descascamento, ferimento e ação de microrganismo,
etc), envolve o contato entre as enzimas oxidativas e vários
compostos fenólicos. A principal enzima envolvida neste
processo é a polifenoloxidase (PPO), que utiliza o
oxigênio molecular na catálise de o-hidroxilação de
monofenol para o-difenóis (atividade da monofenolase)
e, posteriormente, a oxidação do difenol (atividade de
difenolase) em o-quinona. Essas o-quinonas se
polimerizam e/ou reagem com aminoácidos endógenos e
proteínas formando pigmentos marrons complexos
denominados melaninas (Figura 5).
A enzima localiza-se nos plastídios das células
FIGURA 5 - Esquema do escurecimento enzimático da PPO.
FIGURA 4 - B) O -clorofenol no interior da -
ciclodextrina, vista frontal e lateral.
 a-CD 
Fonte: Adaptado Mc Evily.28 
OH
R
OH
OHR
 
OH
OH
O
O
OH
OH
CH3
OH
Enzima-2 2Cu + Enzima-2 +Cu
O
OR
PPO + O2
-quinona (colorido)o
Proteínas
Aminoácidos
Difenol
(sem cor)
Polímeros
complexos
marrons
Monofenol
(sem cor)
Agente Redutor
(Melaninas)
PPO
Fonte: Adaptado Castilho & Boyd.14
vegetais e os substratos fenólicos estão armazenados nos
vacúolos. Esta separação física previne qualquer oxidação
dos fenóis sem danificar o tecido vivo. A separação pode ser
rompida como resultado de danos à célula durante a colheita
e transporte (não intencional) ou o processamento
(intencional). Com isso a oxidação dos fenóis por meio da
PPO se inicia.11
Os fatores mais importantes no aumento do
escurecimento provocado por esta enzima são a concentração
de compostos fenólicos, o pH, a temperatura e o oxigênio
disponível no tecido.26 A escolha do cultivar tem demonstrado
efeito no potencial de controle de escurecimento de batatas
minimamente processadas, uma vez que diferentes cultivares
têm diferentes composições químicas.
Em tubérculos como batatas, os compostos fenólicos
estão principalmente distribuídos nos tecidos entre o córtex
e a pele. Na verdade, cerca de 50% dos compostos fenólicos
estão localizados na pele e tecidos adjacentes, enquanto que
os outros 50% estão no centro do tubérculo.17
Os nutrientes mais importantes presentes em batatas
são os carboidratos, como o amido, ácidos orgânicos e fenóis,
como o ácido clorogênico. A concentração de ácido
clorogênico representa cerca de 90% do total de compostos
fenólicos em batatas.6, 18, 29
As pêras são particularmente propensas ao
escurecimento enzimático e seu uso é muito restrito em
produtos processados como o suco ou purê. O grau de
envolvimento das peroxidases no escurecimento enzimático
permanece duvidoso, especialmente por causa da maior
afinidade da PPO com os substratos naturais e o baixo nível
de peróxido de hidrogênio em frutas.34
Inibidores das reações de escurecimento enzimático
A prevenção ou a inibição do escurecimento
349
enzimático é uma das principais preocupações da indústria
de alimentos em todo o mundo e trabalhos têm sido realizados
para eliminar algum dos fatores essenciais da reação, como
o oxigênio, a enzima, o cobre ou fenóis.40 Os inibidores
podem operar por três diferentes modos de ação: primeiro, a
inibição direta da PPO, segundo, a redução química da o-
quinona em compostos o-difenólicos e por último a
modificação químicaou a remoção dos substratos fenólicos
da PPO.31
A enzima (PPO) é relativamente sensível ao calor
acima de 50ºC e a escolha do tempo apropriado de tratamento
permite uma diminuição na sua atividade. No entanto, ela é
completamente destruída a 80ºC. Também pode ser inibida
por ácidos, sulfitos, agentes quelantes e agentes redutores
como o ácido ascórbico.49
Embora os sulfitos sejam eficientes nas REE e RENE
existem diversos fatores negativos associados como seu uso
em alimentos e bebidas, acarretando diferentes problemas
de saúde, principalmente em certos indivíduos sensíveis
como os asmáticos dependentes de esteróides. Em casos mais
extremos poderão ocorrer reações anafiláticas e até mesmo
a morte.46
Em busca de métodos alternativos em substituição
aos agentes químicos, as ciclodextrinas tem mostrado efeitos
promissores. Essas moléculas foram propostas como agentes
no controle do escurecimento enzimático de produtos de
maçã causado pela PPO5, 8, 36 e seu uso na prevenção do
escurecimento enzimático foi patenteado. 21 A -CD mostrou
que inibe o escurecimento enzimático de suco de maçã.36
Os autores propuseram que a -CD forma complexo de
inclusão com o substrato da PPO, desse modo prevenindo a
oxidação das quinonas e a sua subseqüente polimerização
em pigmentos escuros. Isto também poderá representar um
novo conceito em tecnologia de frutas minimamente
processado.
Sojo et al.40 avaliaram o efeito da CD na oxidação
enzimática dos fenóis da polpa de banana. Esse trabalho
mostrou pela primeira vez que as CDs, ao contrário do que
geralmente se pensava que elas somente agiam como
inibidores, mostrou também que dependendo da forma de
uso, elas podem ativar o escurecimento em extratos de frutas
cruas. Assim, a CD apresentou dois efeitos, um ativador e
outro inibidor do escurecimento, conforme o produto
utilizado. Quando se usou o fenol hidrofóbico como o tert-
butilcatecol (TBC) observou-se uma acentuada inibição tanto
com o derivado -hidroxipropil-CD quanto com o maltosil-
-CD. Essa inibição foi ocasionada pela complexação do
TBC com o centro da CD, demonstrando que a PPO da polpa
de banana reagia somente como substrato livre e não com o
complexo TBC-CDs. O aumento das concentrações de CDs
na presença de dois inibidores da PPO (4-iodofenol e o ácido
cinâmico) foi capaz de reativar a enzima, antes inibida, para
o nível não inibido (ausência do inibidor). Isto ocorreu pela
complexação dos inibidores com o centro hidrofóbico da
CD, impedindo sua ação inibidora. Isto mostrou que um
efeito sinérgico inverso com CD e outro inibidor pode ocorrer
se o inibidor for capaz de inclusão com a CD.
A maior parte dos estudos de aplicação de CD como
antiescurecimento são com maçãs e seus produtos. A -CD
não foi efetiva no suco de maçã em concentrações de 0,3-
1,8 mM. Observou-se o escurecimento gradual do suco de
maçã nas concentrações testadas, indicando que não houve
a formação completa do complexo. Se a concentração fosse
aumentada, a eficiência poderia ser maior, embora isso
pudesse causar redução no "flavour", por causa da também
complexação com compostos aromáticos devido à falta da
especificidade da CD na formação de complexos.30
Sapers et al.37 verificaram que a combinação de -
CD com o ácido ascórbico 2-fosfato ou ascorbil palmitato
foi significativamente mais efetiva como inibidor do
escurecimento em suco de maçã comparado com o uso da
-CD e do ácido ascórbico isoladamente. A -CD e as
combinações dessa com o ácido ascórbico ou seus derivados
apresentaram efeitos promissores na inibição do
escurecimento em suco de maçã, entretanto, a mesma não
foi efetiva em maçãs fatiadas. A capacidade da -CD de
inibir o escurecimento enzimático em suco de maçã
provavelmente resultou da sua capacidade de formar
complexo de inclusão com o substrato da PPO prevenindo,
dessa forma, a oxidação das quinonas e a sua subseqüente
polimerização em pigmentos escuros. Irwin et al. 23 avaliaram
que a CD forma um complexo de inclusão na proporção 1:1
com o substrato da PPO (ácido clorogênico) em suco de maçã,
protegendo o substrato da oxidação enzimática.
 A -CD dissolvida em suco de maçã "Granny Smith"
inibiu o escurecimento enzimático de forma diretamente
proporcional à concentração de CD entre 5,9 e 13,6 mM,
entretanto, - e -CDs foram menos efetivas. A inibição do
escurecimento por -CD foi mais efetiva com a adição do
ácido ascórbico (1,14 mM) ou de outros derivados ascorbil.
Misturas contendo maltosil- -CD, dimaltosil- -CD e -CD
foram efetivas na concentração de 1 a 4%, com a adição de
ácido ascórbico e ácido cítrico. 22
 A CD foi empregada em sucos de uvas verdes, maçãs
"Granny Smith", pêras "Anjou" e aipo. O suco de maçã
controle escureceu significativamente em 1 hora. No entanto,
na amostra submetida ao tratamento com CD, o
escurecimento foi prevenido por 82 horas. Em suco de pêra,
o escurecimento ocorreu em aproximadamente 60 horas. 22
Estes autores também utilizaram as CDs solúveis e insolúveis,
sozinhas ou em combinação com o fosfato orgânico e
inorgânico para inibir o escurecimento em suco de maçã,
onde verificaram que a -CD inibiu o escurecimento por 2
horas na concentração de 1% (8,8 mM). Resultados similares
foram encontrados com o maltosil- -CD. Entretanto, com o
aumento na sua concentração a 4% (28 mM), o período de
inibição foi maior, aproximadamente 6 horas. A combinação
de 1% de -CD com 0,5% de ácido pirofosfato de sódio ou
ácido hexametafosfato de sódio e com 0,25% ácido difosfato
ou ácido fosfórico proporcionou a inibição do escurecimento
por mais de 25 horas à temperatura ambiente.
Billaud et al.9 estudaram o efeito da CD na atividade
da PPO de maçã, utilizando como substrato fenólico o ácido
clorogênico e a (+) catequina. A CD diminuiu a atividade da
350
PPO, por complexação com o substrato. A eficiência da -
CD como inibidor do escurecimento depende do equilíbrio
entre o substrato livre e o complexado e da proporção da
formação do complexo.
O Hidroxipropril- -CD pode ser considerado melhor
inibidor do escurecimento enzimático em suco de maçã
quando comparado com a -CD, uma vez que a sua
solubilidade em água é maior (>5 g/100 mL a 25ºC). São
mais estáveis em condições ácidas e na presença da -
amilase do que a -CD 9. A -CD tem uma solubilidade
menor em água (1,85 g/100 mL a 25ºC), comparada com a
- e -CD (14,5 e 23,3 g/ 100 mL, respectivamente). A baixa
solubilidade é devido principalmente às ligações de
hidrogênio intramolecular. Vários derivados têm sido
propostos para aumentar a solubilidade em água. 9, 44
Em trabalho recente, Carneiro13 mostrou que a
CGTase diminuiu o escurecimento enzimático de batatas.
Isso ocorreu devido à produção de CD por ação da CGTase
sobre o substrato natural (amido de batata) e sua subseqüente
polimerização com os agentes responsáveis pelo
escurecimento, evitando assim o desenvolvimento da reação.
Inconvenientes
Embora as CDs pareçam ser efetivas em retardar o
escurecimento, existem diversos inconvenientes potenciais
para o seu uso, entre esses a falta de especificidade da
formação do complexo de inclusão poderá resultar na
diminuição do "flavour" 22. Esta característica poderá ser
minimizada pelo uso de derivados de CDs. No entanto esses
têm como desvantagem o custo elevado.
CONCLUSÃO
As CDs são uma alternativa para substituir o uso de
agentes químicos em alimentos processados que tendem ao
escurecimento, uma vez que não traz prejuízos à saúde
humana. Sua aplicação aumentará se os custos forem
reduzidos. O alto custo da produção da CD é ainda o fator
limitante no seu emprego na tecnologia de alimentos. Dessa
forma, pesquisas dirigidas à produção, tanto da CGTase
quanto da CD que resultem em menor custo, são importantes
para viabilizar de maneira econômica o uso de CD em escala
comercial e conseqüentemente aumentar a sua aplicabilidade
em alimentos sujeitos ao escurecimento.
CARNEIRO,A. A. J; ALVES-PRADO, H. F.; GOMES, E.;
DA SILVA, R. Enzymatic browning in foods: cyclodextrins
as antibrowning agents. Alim. Nutr., Araraquara, v.17, n.3 ,
p.345-352, jul./set. 2006.
ABSTRACT: The enzymatic and non-enzymatic browning
reactions are one of the major phenomenon which occurs
during the processing and storage of foods. Due to the
restriction of the use of sulfite in food, cyclodextrin has been
studied as an alternative to control the browning of foods.
They are cyclic molecules, composed by monomers D-
glucose produced by action of the enzyme cyclodextrin
glucosyltransferase (CGTase) on starch. The most remarkable
property of these molecules is their ability to form inclusion
complexes with others substance in aqueous solution. The
inclusion of precursor compounds of browning reactions may
avoid the completion of these processes. This review describe
some properties of CDs, having as main characteristic a
complexation with polyphenols present in vegetables, fruits
and beverages, taking the reduction of enzymatic browning
these foods, they could have a longer shelf-life, once that
the browning can change organoleptic properties and
appearance of the food product.
KEYWORDS: CGTase; cyclodextrin; browning enzymatic;
foods; inhibitor.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. ABELYAN, V. A. et al . Cyclomaltodextrin
glucotransferases from thermophilic actinomycetes.
Biokhimiya, v. 60, p. 1223-1229, 1995.
2. ALLEGRE, M.; DERATANI, A. Cyclodextrin uses: from
concept to industrial reality. Agro. Food Ind. Hi - Tech.,
v. 6, p. 9-17, Jan./Febr. 1994.
3. ALVES-PRADO, H. F.; GOMES, E.; DA SILVA, R.
Produção de ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase)
microbiana e aplicação de ciclodextrinas em alimentos-
revisão. Bol. SBCTA, v. 36, p. 43-54, 2002.
4. ALVES-PRADO, H. F. et al. Seleção de microrganismos
produtores de ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase),
produção e caracterização da enzima. Braz. J. Food
Technol., v. 5, p. 189-196, 2002.
5. BACHEM, C. W. B. et al. Antisense expression of
polyphenol oxidase genes inhibits enzymatic browning in
potato tubers. Bio/Technologie, v. 12, p. 1101-1105, 1995.
6. BELL, A. A. The time sequence of defence. In:
HORSFALL, J. G.; COWLING, E. B. (Ed.) Plant
disease, an advanced treaties. New York: Academic,
1980. p. 53-73.
7. BENDER, H. Production, characterization, and
application of cyclodextrins. Adv. Biotechnol.
Processes, v. 6, p. 31-71, 1986.
8. BILLAUD, C. et al. Effect of cyclodextrins on polifenol
oxidation catalyzed by apple polyfenol oxidase. In: LEE,
C. Y.; WHITAKER, J. R. Enzymatic browning and its
prevention. Washington, DC: American Chemical
Society, 1995. p. 295-312.
9. BOBBIO, P. A.; BOBBIO, F. O. Química do
processamento de alimentos. 3.ed. São Paulo: Varela,
2001. 143 p.
10.BOVETTO, L. J. et al. Cyclomaltodextrin
glucanotransferase from Bacillus circulans E192.
Biotechnol. Appl. Biochem., v. 15, p. 48-58, 1992.
351
11. BUSCH, J. M. Enzymic browning in potatoes: a simple
assay for a polyphenol oxidase catalysed reaction.
Biochem. Educ., v. 27, p. 171-173, 1999.
12. CAI, Y. et al. Polyphenol interactions. Part 4. Model
studies with caffeine and cyclodextrins. J. Chem. Soc.
Perkin Trans., v. 2, p. 2197-2209, 1990.
13.CARNEIRO, A. A. J. Aplicação de ciclodextrina
glicosiltransferase (CGTase) e de ciclodextrinas como
coadjuvante na inibição do escurecimento em
alimentos. 2006. 83 f. Dissertação (Mestrado em
Ciências de Alimentos) - Instituto de Biociências, Letras
e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, São
José do Rio Preto, 2006.
14.CASTILLO, N.; BOYD, R. J. The host-guest inclusion
complex of -chlorophenol inside -cyclodextrin: an
atoms in molecules study. Chem. Phys., v. 416, p. 70-
74, 2005.
15.CYCLODEX. Disponível em: http:// www.cyclodex.com/
images/figure2.gif. Acesso em: 15 jul. 2006.
16. FOOD AND DRUG ADMINISTRATION. Chemical
preservatives. In:___. Code of federal regulations.
Washington, DC: U.S. GPO, 1986. Title 21, part 182,
part 101.
17. FRIEDMAN, M. Chemistry, biochemistry and dietary
role of potato polyphenols: a review. J. Agric. Food
Chem., v. 45, p. 1523-1540, 1997.
18. FRIEDMAN, M. Potato polyphenols: role in the plant
and in the diet. In: SHAID, F. Antinutrients and
phytochemicals in food. Washington, DC: American
Chemical Society, 1997. p. 61-93.
19. HEDGES, R. A. Industrial applications of cyclodextrins.
Chem. Rev., v. 98, p. 2035-2044, 1998.
20.HEDGES, R.A.; McBRIDE, C. Utilization of -cyclodextrin
in food. Cereal Foods World, v. 44, p. 700-704, 1999.
21. HICKS, K. B.; SAPERS, G. M.; SEIB, P. A. Process for
preserving raw fruit and vegetables juices using
cyclodextrins and compositions. U. S. Patent
4,975,293,1990.
22. HICKS, K. B. et al. Inhibition of enzymatic browning in
fresh fruit and vegetable juices by soluble and insoluble forms
of -cyclodextrin alone or in combination with phosphates.
J. Agric. Food Chem., v. 44, p. 2591-2594, 1996.
23.IRWIN, P. L. et al. Binding geometry, stoichiometry, and
thermodynamics of cyclomaltooligosaccharide
(cyclodextrin) inclusion complex formation with
chlorogenic acid, the major substrate of apple polyphenol
oxidase. Carbohydr. Res., v. 256, p. 13-27, 1994.
24. JOBLING, S. Improving starch for food and industrial
applications. Curr. Opin. Plant., v. 7, p. 210-218, 2004.
25. LARSEN, K. L. et al. Inclusion complex formation
constants of -, -, -, -, -, -, - and -cyclodextrins
determined with capillary zone electrophoresis.
Carbohydr. Res., v. 309, p. 153-159, 1998.
26. LAURITA, E.; KERVINEN, R.; AHVENAINEN, R. The
inhibition of enzymatic browning in minimally processed
vegetables and fruits. Postharvest News Inform., v. 4,
p. 53-65, 1998.
27. MARQUÉS, L.; FLEURIET, A.; MACHEIX, J. J. Fruit
polyphenol oxidase. New data on and old problem. In:
LEE, C. Y.; WHITAKER, J. R. Enzymatic browning
and its prevention. Washington, DC: American
Chemical Society, 1995. p. 90-102.
28. McEVILY, A. J.; IYENGAR, R.; OTWELL, W. S.
Inhibition of enzymatic browning in foods and beverages.
Crit. Rev. Food Sci. Nutr., v. 32, p. 253-273, 1992.
29. MONDY, N. I.; GOSSELIN, B. Effect of peeling on
total phenols, total glycoalkaloids, discoloration and
flavour of cooked potatoes. J. Food Sci., v. 53, p. 756-
759,1988.
30.ÖZOGLU, H.; BAYMDIRH, A. Inhibition of enzymatic
browning in cloudy apple juice with selected antibrowning
agents. Food Control, v. 13, p. 213-221, 2002.
31.PILIŽOTA, V.; ŠUBARIC´, D. Control of enzymatic
browning of foods. Food Technol. Biotechnol., v. 36,
p. 219-227, 1998.
32.PSZCZOLA, D. E. Production and potential food
applications of cyclodextrins. Food Technol., v. 42,
p. 96-100, 1988.
33.PURDY, W. C. Cyclodextrins and their applications in
analytical chemistry. Chem. Rev., v. 92, p. 1457-1470, 1992.
34.RICHARD-FORGET, F. C.; GAUILLARD, F. A.
Oxidation of chlorogenic acid, catechins, and 4-
methylcatechol in model solutions by combinations of
pear (Pyrus communis Cv. Williams) polyphenol oxidase
and peroxidase: a possible involvement of peroxidase in
enzymatic browning. J. Agric. Food Chem., v. 45,
p. 2472-2476, 1997.
35. SAPERS, G. M. Chitosan enhances control of enzymatic
browning in apple and pear juice by filtration. Food
Technol., v. 47, p. 75-84, 1993.
36. SAPERS, G. M.; HICKS, K. B. Inhibition of enzymatic
browning in fruits and vegetables. In: JEN, J. J. Quality
factors of fruits and vegetables: chemistry and
technology. Washington, DC: American Chemical
Society, 1989. p. 29-41.
37. SAPERS, G. M. et al. Control of enzymatic browning in
apple with ascorbic acid derivatives, polyphenoloxidase
inhibitors, and complexing agents. J. Food Sci., v. 54,
p. 997-1002, 1989.
38.SCHMID, G. Cyclodextrin glucanotransferase
production: yield enhancement by overexpression of
cloned genes. Trends Biotechnol., v. 7, p. 244-248, 1989.39.SHUKLA, T. P. Industrial research on cyclodextrins.
Cereal Foods World, v. 36, p. 387, 1991.
40.SOJO, M. M. et al. Cyclodextrins as activator and
inhibitor of latent banana pulp polyphenoloxidase.
J. Agric. Food Chem., v. 47, p. 518-523, 1999.
41.SZEJTLI, J. Cyclodextrin in food, cosmetic and toiletries.
Starch/Stärke, v. 34, p. 379-385, 1982.
42. ____. Cyclodextrins in pesticides. Starch/Stärke, v. 37,
p. 382-386, 1985.
43.____. Introduction and general overview of cyclodextrins
chemistry. Chem. Rev., v. 98, p. 1743-1753, 1998.
352
44.____. The properties and potential uses of cyclodextrin
derivatives. J. Inclusion Phenom. Molel. Recogn.
Chem., v. 14, p. 25-36, 1992.
45.____. Utilization of cyclodextrins in industrial products
and processes. J. Mater. Chem., v. 7, p. 575-587, 1997.
46.TAYLOR, S. L. Sulfites as food ingredients. Food
Technol., v. 40, p. 47-52, 1986.
47.TONKOVA, A. Bacterial cyclodextrin glucanotransferase.
Enzyme Microb. Technol., v. 22, p. 678-686, 1998.
48.UITDEHAAG, J. C. M. et al. The ciclization mechanism
of cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) as revealed
by a -cyclodextrin-CGTase complex at 1.8- A resolution.
J. Biol. Chem., v. 247, p. 34868-34876, 1999.
49.VAMOS-VIGYAZO, L. Polyphenol oxidase and
peroxidase in fruits and vegetables. Crit. Rev. Food Sci.
Nutr., v. 15, p. 49-127, 1981.
50.VAN DER VEEN, B. A. et al. The three transglycosylation
reactions catalyzed by cyclodextrin glycosyltransferase
from Bacillus 658-665, circulans (strain 521) proceed
via different Kinetic mechanisms. FEBS J., v. 267, p.658-
665, 2000.
51.WHISTER, R. L.; BEMILLER, J. N. Starch. In:____.
Carbohydrate chemistry for food scientists. St. Paul:
Eagan, 1997. p. 117-123.
52.WIND, R. D. et al. Cyclodextrin formation by the
thermostable -amylase of Termanaerobacterium
thermosulfurigenes EM1 and reclassification of the
enzyme as a cyclodextrin glycosyltransferase. Appl.
Environ. Microbiol., v. 61, p. 1257-1265, 1995.
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