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Enzimas
Bromatologia
Profa. Tatiana
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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
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• 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.
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• 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
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• 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
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Fatores que influenciam a atividade enzimática
• pH
• Temperatura
• Concentração de enzimas
• Concentração dos substratos
• Presença de inibidores
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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.
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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.
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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].
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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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
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Proteases
Enzimas proteolíticas – hidrolisam ligações peptidicas
PepsinaTripsinaQuimiotripsinaCarboxipeptidasesAminopeptidases
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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
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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.
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Lipases
• Modificação de lipídeos
• Produção de monoglicerídeos, diglicerídeos, triglicerídeos e ésteres de ácidos graxos
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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)
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Peroxidase
Aplicações Vegetais e Frutas
Monitoramento do progresso de branqueamento
DeterioraçãoFrutas
Contribui na reação de escurecimento
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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
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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