Bioquimica de alimentos - escurecimento enzimático

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA
Departamento de Ciências da Vida – (DCV)
Disciplina: NU0004 – BIOQUÍMICA DE ALIMENTOS
Curso: Nutrição
Docente: Kátia Elizabeth de Souza Miranda
Turma prática: P01
Discentes: Letícia Aragão e Natália Brito.
Inibição do escurecimento enzimático.
Salvador - BA
Setembro 2018
Introdução
Grande parcela da produção de alimentos como frutas e hortaliças são descartadas principalmente quando seus aspectos se tornam menos atrativos, como à cor, tamanho e formato. Ao se pensar em um alimento existe a necessidade de que ele se torne mais atrativo para o consumo, consequentemente seu manuseio e processamento devem ser mínimos, com a finalidade de não interferir principalmente em características visuais que são responsáveis na hora da escolha pelo consumidor (SILVA et. al., 2009).
Ao cortar ou descascar uma hortaliça como a batata, o seu tecido vegetal é lesado, ou seja, o estresse mecânico e o oxigênio conseguem realizar reações bioquímicas capazes de mudar propriedades sensoriais do alimento, como o escurecimento, resultante das reações catalisadas por enzimas como a polifenoloxidase (PPO) e a peroxidase (POD). Compostos fenólicos são oxidados pela PPO, formando quinona que é gerada pela oxidação produz pigmentos escuros que não podem ser dissolvidos, as chamadas melaninas (PINELI et. al., 2005). 
Existem métodos que podem ser aplicados na indústria alimentícia com a intenção de se evitar o escurecimento.  Por exemplo, emprega-se alguns agentes sulfitantes que possuem eficácia e ampla aplicação, são versáteis, pois além da função anteriormente citada conseguem conter o aumento de microrganismos e funciona como branqueador. Todavia é capaz de prejudicar o consumidor pois pode mudar a textura, causar sabor desagradável além de ser corrosivo a equipamentos (JUNQUEIRA et. al., 2009).
 Em batatas a faixa de pH da isoenzima varia entre 6,6 a 7,2, entretanto sua atividade relativa pode ser reduzida em torno dos 40% quando o pH encontra-se abaixo de 6,0, ou seja, existem outras opções a serem consideradas, são os  compostos antioxidantes naturais, como ácidos cítrico e o ascórbico, que conseguem inibir as quinonas formadas pela ação das oxidases, devido a diminuição do pH(JUNQUEIRA et. al., 2009).
A aplicação de calor sobre o alimento conduz a desnaturação das enzimas, então o branqueamento é outra técnica que pode ser aplicada de forma eficiente na inibição enzimática, com exceção da peroxidase que é uma enzima termo resistente, para sua destruição é necessário que a temperatura esteja entre 90ºC a 100ºC durante 3 minutos (BEZERRA et al., 2002).
A refrigeração é considerada um aliado no combate ao escurecimento, consequência da baixa temperatura que fica distante do ponto ótimo da atividade enzimática, dificultando o acoplamento enzima-substrato, porém, o manejo da temperatura deve ser feito de forma cautelosa. O congelamento lento não é indicado por propiciar a formação de cristais de gelo capazes de romper as células vegetais, que deixarão o alimento com a textura e aparência indesejáveis. (SILVA et. al., 2009).
Objetivo Geral 
Observar qual o processo é mais eficiente na inibição do escurecimento enzimático em alimentos, utilizando a batata para acompanhar as reações e a quais aspectos podem ser vistos com o uso de inibidores enzimáticos.
Metodologia
Matérias primas: 
Batatas
Solução de ácido ascórbico 5%
Solução de Sulfito de sódio 1%
Utensílios:
Sacos para armazenar
Panela para o branqueamento
Faca para o corte 
Recipientes para colocar as soluções
Ensacar o primeiro lote (controle) das batatas apenas cortadas e em seguida resfriar.
Submeter o 2º lote a um branqueamento, ensacar e resfriar.
Submeter o 3º lote ao contato com solução de ácido ascórbico por 15 minutos, ensacar e resfriar.
Submeter o 4º lote a solução de sulfito por 15 minutos. Lavar com água para retirar o excesso da solução, ensacar e resfriar.
Manter os lotes sob refrigeração no período de uma semana e observar os resultados.
 
Resultados e Discussões 
Qual a diferença (aspecto/coloração) entre os vegetais do controle e os submetidos ao processamento?
Na amostra de controle a qual não foi submetida a nenhum processo, ficou com sua coloração escura, aproximadamente marrom, ou seja, oxidada, enquanto a segunda amostra apresentou um tom amarelo quase transparente, já a terceira amostra permaneceu com sua coloração normal in natura, enquanto a quarta e última amostra apresentou um tom esbranquiçado.
 
Explique o mecanismo de formação dos pigmentos marrons 
   No centro ativo da enzima existem dois íons Cu+ , com seus campos de ligação contendo dois resíduos de histidina cada um. A enzima liga primeiro o oxigênio e em seguida o monofenol. A mudança de valência dos íons cobre provocam a formação do complexo enzima-substrato, onde a ligação O – O fica polarizada de tal forma que ocorre a hidroxilação, formando em seguida um o-difenol. A oxidação do o-difenol a o-quinona termina o ciclo. As quinonas são compostos reativos, instáveis e amarelados, que quando reagem entre si formam polímeros com alta massa molecular de cor escura, conhecidos como melaninas. (SILVA et. al., 2009)
Explique os mecanismos de inibição de formação dos pigmentos pela Vitamina C, pelo sulfito e pelo branqueamento
   Os sulfitos agem diretamente nas enzimas diminuindo o número de pontes dissulfeto no centro catalítico ou nos compostos de reação, formando sulfonatos sem coloração, ou reduzindo-os aos fenóis precursores. Em alguns casos como nos últimos citados a prevenção perante ao escurecimento é apenas temporária.(SILVA et. al., 2009)
   A vitamina C age de duas formas, diretamente na enzima, complexando o cobre do grupo prostético da PPO, causando a inibição, ou reduzindo as quinonas a sua forma anterior de fenóis, impedindo a formação dos pigmentos escuros.(SILVA et. al., 2009)
   O branqueamento inativa a enzima impossibilitando sua ligação ao substrato.  
Dos três processos empregados qual o mais indicado? Porque?  
 
            O ácido ascórbico conhecido popularmente como vitamina C, além dos benefícios estéticos ao alimento também atribui valor nutricional, considerado assim o mais indicado. (SILVA et. al., 2009) Nos Estados Unidos relacionou-se o uso indiscriminado de sulfito em vegetais com reações alérgicas e asma (SAPERS, 1993).
 
Conclusão
   Com os avanços das doenças crônicas, o aumento da preocupação com a saúde e a busca por uma alimentação mais saudável, não só a indústria mundial mais a população em geral tem buscado maneiras de armazenar os alimentos preservando suas propriedades nutricionais e físicas. O trabalho laboratorial evidenciou a melhor forma de preservação da batata, onde a vitamina C mostrou-se eficiente e sem registros de contraindicações na literatura, ainda adiciona valor nutricional.
Referências Bibliográficas 
BEZERRA, Valéria Saldana et al. Raízes de mandioca minimamente processadas: efeito do branqueamento na qualidade e na conservação. Ciênc. agrotec., Lavras, v.26, n.3, p.564-575, maiJjul., 2002.
JUNQUEIRA, Mateus da Silva et al. Efeito de embalagens ativas no escurecimento enzimático de batatas (solanum tuberosum) fatiadas e minimamente processadas. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 30, n. 3, p. 613-618, jul./set. 2009.
 LUZ, José Magno Queiroz et al. Produtividade e Qualidade de Tubérculos de Batata, cultivar Ágata, em função do uso dos produtos Fulland e Stayflex. Revista Batata Show Ano XVII nº 47 Abril/2017. Pag 44-45.
PINELI, Lívia Lacerda Oliveira et al . Caracterização química e física de batatas 'Ágata' minimamente processadas, embaladas sob diferentes atmosferas modificadas ativas. Pesq. agropec. bras.,  Brasília , v. 40, n. 10, p. 1035-1041,  Out. 2005.
SAPERS, G. M. Browning of foods: control by sulfites, antioxidants and other means. Food Tech., v. 47, p. 75-84, 1993. 
SILVA, Marcos Vieira et al. Conceitos e Métodosde Controle de Controle do Escurecimento Enzimática no Processamento Mínimo de Frutas e Hortaliças. B.CEPPA, Curitiba v. 27, n. 1, p. 83-96 jan./jun. 2009.