Enzimas

Bromatologia

Profa. Tatiana

Introdução

São Proteínasembora existam:

Ribozimas – pequenos RNAs catalíticosApozimas – anticorpos catalíticos

Eficientes catalisadoresAceleram as reações por um fator de 108 a

1010 vezesAtuam em pequenas concentrações

• Apresentam alto grau de especificidade;

• São produtos naturais biológicos;

• Reações baratas e seguras;

• São econômicas, reduzindo a energia de ativação;

• Não são tóxicas;

• Condições favoráveis de pH, temperatura, polaridade do solvente e força iônica.

• Aceleram reações químicas e não são consumidas

• biocatalisadoras - diminuem a energia para que ocorra a reação

• alta especificidade-reagem com uma substância específica chamada substrato

H2O2 H2O O2+Catalase

E E ++ SS EE ++ PP

• modelo chave-fechadura – cada enzima um substrato, sem desgaste da enzima

chave fechadura

sítios sítios ativosativos

ENZIMAENZIMA

produtos

substrato PEPSINAPEPSINA proteínaproteína

alta especificidadealta especificidade

peptídeos - catabolismopeptídeos - catabolismo

Fatores que influenciam a atividade enzimática

• pH

• Temperatura

• Concentração de enzimas

• Concentração dos substratos

• Presença de inibidores

Influência do pH

• O efeito do pH sobre a enzima deve-se às variações no estado de ionização dos componentes do sistema à medida que o pH varia.

• Enzimas grupos ionizáveis, existem em ≠ estados de ionização.

Efeito da temperatura

temperatura dois efeitos ocorrem:(a) a taxa de reação aumenta, como se

observa na maioria das reações químicas;

(b) a estabilidade da proteína decresce devido a desativação térmica.

• O efeito da temperatura depende:- pH e a força iônica do meio;- a presença ou ausência de ligantes.

Efeito da concentração de substrato

•[E] = cte.•[S] pequenas Vo linearmente.•[S] maiores Vo por incrementos cada vez menores.•Vmax [S] Vo insignificantes.•Vmax é atingida E estiverem na forma ES e a [E] livre é insignificante, então, E saturada com o S e V não com de [S].

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 peroxidasica = indicador do processo térmico empregado

Enzimas em Alimentos:Efeito desejáveis

Modificar matérias-primas e/ou obter produtos específicosPanificaçãoModificação enzimática de materiais amiláceosFabricação de sucos de frutasModificação de proteínasFabricação de bebidas alcoólicasFabricação de latícinios

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

α-amilase

Atua sobre o amido, degradando-o aleatoriamente a partir de posições internas da cadeia poliméricaAmilose

Ataque aleatório – produção de maltose e maltrioseAtaque lento – fomãção de glicose e maltose

AmilopectinaProdutos finais: glicose, maltose e α-dextrinas limites

(oligossacarídeos contendo 4 ou mais unidades de glicose unidas por ligações osídicas do tipo α-1,6)

α-amilase - Aplicações

FermentadosConversão do amido a maltose por

fermentação. Remoção da turbidez do amido Sucos de frutas e Gelatinas

Remoção do amido para o aumento das propriedades espumantes

CereaisConversão do amido a dextrinas e maltose.

Aumento na absorção de água

Chocolate/cacauLiquefação do amido

Lactase

β-galactosidase

Catalisa a hidrólise da lactose em galactose e glicose

A galactose e glicose são mais doces do que a lactose – um dos principais interesse em alimentos

Lactase - Aplicações

SorvetePrevenção da cristalização da lactose, o qual

resulta na textura de fibra

LeiteEstabilização 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

Proteases

Enzimas proteolíticas – hidrolisam ligações peptidicas

PepsinaTripsinaQuimiotripsinaCarboxipeptidasesAminopeptidases

Proteases - Aplicações

Fermentados desenvolvimento de aroma e nutrientes durante a

fermentação

Cereais modificação de proteínas para aumentar a taxa

de secagem, aumenta as características de manuseio

Chocolate/cacau ação nos grãos durante a fermentação

Proteases - Aplicações

Leite de sojana preparação do leite de soja

Carnes e PeixesLiberação de óleos. Recuperação de proteínas do

osso ou espinha.

Vinhosclarificação

QueijoCoagulação da caseína.

Lipases

• Modificação de lipídeos

• Produção de monoglicerídeos, diglicerídeos, triglicerídeos e ésteres de ácidos graxos

Lipases - Aplicações

• Triglicerídeos – Enriquecimento de ácidos graxos poliinsaturados

• Monoglicerídeos - Emulsificadores ou surfactantes em alimentos e indústria farmacêutica

• Diglicerídeos - Retarda o efeito da cristalização da gordura (agente antiblooming na manteiga de coco)

Peroxidase

Aplicações Vegetais e Frutas

Monitoramento do progresso de branqueamento

DeterioraçãoFrutas

Contribui na reação de escurecimento

Polifenoloxidase

Conhecida também como: tirosinase, fenolase, catecol oxidase e polifenolase

Reação envolve a hidroxilação de monofenóis em orto-difenóis, seguindo da remoção dos hidrogênios do orto-difenol para dar uma orto-quinona

Polifenoloxidase

Aplicações Chá/Café

Desenvolvimento do escurecimento durante o amadurecimento, fermentação e/ou idade do processo

DeterioraçãoFrutas e Vegetais

Escurecimento, desenvolvimento de off-flavor, perda de vitaminas