Aula 7

BiotecnologiaIndustrial e Alimentar

2008/2009

Transformações por

Catálise Enzimática

Teóricas:

Clélia Neves Afonso [[email protected])

Biotecnologia Industrial e Alimentar As transformações biotecnológicas dos alimentos podem

dividir-se em 3 grupos:

� Transformações por catálise microbiana (requer

microrganismos viáveis)

� Transformações por catálise enzimática (a qual requer a

intervenção de enzimas produzidas por organismos vivos)

� Transformação genética (implica alterações deliberadas

dos ácidos nucleicos das células do próprio alimento ou de

microrganismos a adicionar ao alimento)

Biotecnologia dos Alimentos

Biotecnologia Industrial e Alimentar

Outras utilizações de microrganismos na industria alimentar

Para além de intervirem nas fermentações vários microrganismos

podem ser utilizados como fonte de enzimas ou outros compostos que

servem como ADITIVOS ALIMENTARES.

Estes aditivos são substâncias químicas estranhas a um alimento (não

fazem parte dos ingredientes base) e cuja adição tem como finalidade

melhorar as qualidades organolépticas, o aspecto ou o período de

conservação.



Outras utilizações de microrganismos na industria alimentar

Até há alguns anos a maioria dos aditivos era derivada de síntese

química a partir de subprodutos petrolíferos – os receios dos

consumidores forçaram os industriais a procurar alternativas de

aditivos naturais produzidos por organismos vivos (nomeadamente

microrganismos).







As ENZIMAS são proteínas que catalisam reacções químicas sem

alterar o eventual estado de equilíbrio da reacção e sem sofrer

modificações químicas permanentes na escala de tempo

característica dessa reacção.

As enzimas podem ser classificadas de acordo com o tipo de

reacção que catalisam, havendo seis classes oficialmente aceites:

Oxidoredutases (oxigenações e hidrogenações)

Transferases (transferência de grupos químicos)

Hidrolases (hidrólises C-C, C-O, C-N, constituem 75% das 75% das

enzimas utilizadas pela industria alimentarenzimas utilizadas pela industria alimentar)

Ligases (ligações com quebra de ATP)

Isomerases (isomerizações)

Liases (formação de ligações duplas)



A média europeia de consumo semanal de alimentos ronda

os 11 kg.

As enzimas ou seja as proteínas que permitem que os processos

bioquímicos que ocorrem nos seres vivos se desenvolvam, estão

presentes em todas as matérias primas alimentares. A utilização

de enzimas puras na preparação de alimentos pode trazer

incrementos a nível de sabor, textura ou digestibilidade.

Hoje em dia, as enzimas são amplamente utilizadas na industria

alimentar de panificação, fabrico de queijos, processamento de

amido e produção de sumos de fruta e outras bebidas. Os

objectivos da sua utilização relacionam-se com melhoria de

textura, aparência e valor nutricional, mas também podem

originar sabores e aromas desejáveis.


Biotecnologia Industrial e Alimentar As enzimas utilizadas para o processamento de alimentos podem

ser derivadas de plantas ou animais (ex. a amilase, enzima que

degrada amido pode ser obtida de sementes de cevada em

germinação), no entanto a maioria deriva de microrganismos.

A escolha da fonte enzimática está relacionada com a sua

disponibilidade (por exemplo muitas enzimas só se encontram em

células animais), a sua aplicabilidade (por exemplo, enzimas

resistentes a temperaturas elevadas), o seu custo (derivado, por

exemplo, da morosidade do processo ou fraco rendimento da

extracção) e as leis de mercado (procura de determinados

produtos).


Biotecnologia Industrial e Alimentar Os microrganismos mais utilizados como fontes de enzimas são dos

géneros Bacillus, Aspergillus, Streptomyces e Kluyveromyces.

No entanto, com o desenvolvimento da engenharia genética,

muitas enzimas são produzidas por via recombinante, usando

como hospedeiros microrganismos.

A vantagens da utilização de microrganismos relacionam-se com:

Facilidade de scale-up do processo produtivo

Tempo de duplicação celular reduzido



Estes organismos crescem em larga escala em fermentadores que

podem ir até aos 150 000 litros de capacidade.

Tal como noutros componentes da cadeia de produção alimentar,

também aqui se devem observar regras estritas de higiene.

No final da fermentação obtém-se uma mistura que inclui não só

as enzimas, mas também nutrientes e os microrganismos.

A enzima é regra geral extraída e purificada por filtração

sequencial.

Em processos alimentares apenas são legalmente permitidos

microrganismos certificados como inocúos para a saúde humana.



A utilização de enzimas durante a produção de alimentos tem uma

série de VANTAGENS:

• Fornecem uma alternativa aos processos tradicionais de

tecnologia química e podem em muitos processos substituir os

compostos químicos de síntese; este facto permite melhorar a

performance ambiental de muitos processos produtivos através da

redução do consumo energético e bio-degradação dos resíduos

(não recorrem a temperaturas elevadas, pH extremo ou pressão

elevada)

• Permitem a uniformização das matérias primas de fontes

diversas, as quais são obtidas em localizações diferentes e sob

condições climatéricas não uniformes



• Possuem um modo de acção mais específico que os compostos de

síntese; consequentemente ocorrem menos reacções secundárias

e menor formação de subprodutos, o que origina um produto final

de qualidade superior e menor impacto ambiental.

• Realizam alguns processos para os quais não existem alternativas

tecnológicas, um exemplo é a clarificação de sumo de maça

concentrado utilizando pectinase.

• Podem ser produzidas em larga escala e sem variação na

qualidade final ou seja de forma uniforme

• Aceleram o processo produtivo sem alterar significativamente a

qualidade final do produto



Desde o inicio da década de 80 que as companhias que produzem

enzimas de aplicação industrial recorrem a técnicas de engenharia

genética com o objectivo de:

aumentar a eficiência do processo produtivo

aumentar a qualidade dos produtos já existentes

desenvolver novos produtos

Os benefícios parecem ser evidentes quer para o produtor quer

para o consumidor.

No entanto, o progresso nesta área tem vindo a ser travado devido

ao debate sobre outras aplicação da biotecnologia em áreas

controversas como seja a modificação genética de animais.



A biotecnologia permitiu e permite uma série de avanços na

tecnologia de produção enzimática:

Aumentos na produtividade e eficiência dos processos

produtivos já existentes. Ao utilizar enzimas derivadas de

organismos geneticamente modificados reduz-se a quantidade de

matéria prima consumida, assim como a água e energia até 50%,

quando comparado com a utilização de estirpes tradicionais.

As companhias fabricantes conseguem modelar as enzimas de

forma a ir ao encontro das exigências do consumidor.



A biotecnologia permitiu e permite uma série de avanços na

tecnologia de produção enzimática:

Os fabricantes podem fornecer enzimas em quantidades

suficientemente grandes, fornecendo ao consumidor o acesso a

uma larga gama de produtos, como por exemplo os produtos

baseados na amilase que permitem que o pão se mantenha fresco

durante mais tempo


Biotecnologia Industrial e Alimentar Breve História das Enzimas

800 BC

Estômagos de vitelo e consequentemente a sua enzima quimosina

(chymosin) foram utilizados no fabrico de queijos.

1878

Os componentes de levedura causadores do processos fermentativo

foram identificados e o termo “enzima” utilizado pela primeira vez.

1926

Demonstrado que as enzimas são proteínas.

1980s

As preparações enzimáticas foram desenvolvidas com o objectivo de

aumentar a digestibilidade e disponibilidade de nutrientes em

alimentos para animais.


Biotecnologia Industrial e Alimentar Breve História das Enzimas

1982

Um produto da engenharia genética, uma alfa-amilase, foi utilizada

pela primeira vez num produto .

1988

A quimosina recombinante foi autorizada e introduzida no processo

produtivo de queijos na Suiça, marcando o inicio da autorização para

a utilização de ferramentas genéticas nos processos enzimáticos da

industria alimentar.

1990

A tecnologia de engenharia genética foi utilizada na melhoria de

processos de produção alimentar: uma enzima utilizada no fabrico de

queijo (USA) e uma enzima utilizada na industria de panificação (UK).


Biotecnologia Industrial e Alimentar Enzimas e reacções alérgicas

Até à data não se registaram quaisquer tipos de alergias alimentares

devidas à presença de resíduos enzimáticos nos alimentos.

Aparentemente os reduzidos níveis enzimáticos presentes nos

alimentos tornam altamente improvável a ocorrência de reacções

alérgicas.

No entanto, como acontece com outras proteínas a reacção alérgica

pode surgir se o individuo for exposto a níveis elevados do composto.

Por esta razão, as companhias que fazem a produção destas enzimas

têm adoptado métodos de produção em líquido, grânulos, cápsulas

ou na forma imobilizada de modo e reduzir a exposição dos

trabalhadores.



Controlo das Reacções Enzimáticas

Os parâmetros processuais mais comuns que influenciam a

actividade enzimática são:

Inibidores

pH

Temperatura


Biotecnologia Industrial e Alimentar Inibidores

Qualquer agente químico cuja presença reduza a actividade de

uma enzima é denominado INIBIDOR

Esta redução de actividade pode ocorrer:

Por alteração da permeabilidade da célula facilitando o

mecanismo de transporte

Por interferência na formação de compostos altamente

energéticos (ex. ATP)

Por interacção com as reacções de síntese que envolvem a

formação de constituintes celulares

Por intervenção ao nível do DNA, RNA ou ribossomas, afectando

a biossíntese da enzima

Por inibição competitiva ou não-competitiva


Biotecnologia Industrial e Alimentar pH

As enzimas, como proteínas que são, possuem no seus

aminoácidos grupos laterais básicos ou acídicos os quais para um

dado pH estão negativa ou positivamente carregados.

Alguns destes grupos ionizáveis afectam a capacidade catalítica da

enzima, ou porque fazem parte do sítio activo, ou porque

interferem com a arquitectura tridimensional deste, pelo que cada

enzima apresenta um pH óptimo de funcionamento.

À medida que o pH se afasta deste valor, a actividade da enzima

diminui, podendo no extremo ocorrer desnaturação ou seja

destruição da estrutura.


Biotecnologia Industrial e Alimentar Temperatura

A actividade enzimática é máxima para uma temperatura

específica, ficando reduzida quando a temperatura se afasta desse

óptimo, ocorrendo em casos extremos a desnaturação da proteína.

As mudanças de temperatura afectam as reacções enzimáticas

alterando:

• a estabilidade da enzima• o pH da solução tampão• a afinidade entre a enzima e os inibidores• a taxa de ocorrência de reacções competitivas• a ionização de grupos do sistema• a afinidade entre enzima e substrato• a velocidade de quebra do complexo enzima-substrato• o grau de associação entre domínios, no caso de proteínas oligoméricas






Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de lacticínios

Enzimas de origem Animal

Enzimas de origem Vegetal

Utilização de Enzimas na Produção de Alimentos

AplicaAplicaAplicaAplicaççççãoãoãoãoEnzimaEnzimaEnzimaEnzimaFonteFonteFonteFonte

Estômagos deEstômagos deEstômagos deEstômagos deruminantesruminantesruminantesruminantes

PâncreasPâncreasPâncreasPâncreas Desenvolvimento de sabor em produtos Desenvolvimento de sabor em produtos Desenvolvimento de sabor em produtos Desenvolvimento de sabor em produtos lllláááácteoscteoscteoscteos

LipaseLipaseLipaseLipase

Fabrico de queijoFabrico de queijoFabrico de queijoFabrico de queijoProteaseProteaseProteaseProtease


CynaraCynaraCynaraCynaracardunculuscardunculuscardunculuscardunculus


Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de lacticínios

Enzimas de origem Microbiana



CandidaCandidaCandidaCandida spspspsp....AspergillusAspergillusAspergillusAspergillus nigernigernigerniger

MucorMucorMucorMucor spspspsp....AspergillusAspergillusAspergillusAspergillus nigernigernigerniger

AspergillusAspergillusAspergillusAspergillus nigernigernigernigerAspergillusAspergillusAspergillusAspergillus oryzaeoryzaeoryzaeoryzae

Leite com lactose hidrolisadaLeite com lactose hidrolisadaLeite com lactose hidrolisadaLeite com lactose hidrolisadaPastilhas para intolerantes Pastilhas para intolerantes Pastilhas para intolerantes Pastilhas para intolerantes àààà lactoselactoselactoselactoseXaropes adoXaropes adoXaropes adoXaropes adoççççantesantesantesantes

LactaseLactaseLactaseLactase

RemoRemoRemoRemoçççção de perão de perão de perão de peróóóóxido de hidrogxido de hidrogxido de hidrogxido de hidrogéééénio nio nio nio usado na esterilizausado na esterilizausado na esterilizausado na esterilizaçççção de leiteão de leiteão de leiteão de leite

CatalaseCatalaseCatalaseCatalase


Biotecnologia Industrial e Alimentar Lactase

A lactose, um dissacárido constituinte do leite, é um produto pouco

doce e cerca de quatro vezes menos solúvel do que os

monossacáridos que a constituem, a glucose e a galactose.

Transformação Enzimática de Leite - Hidrolases


A lactase (nome comum desta ββββ-galactosidase) cataliza o

desdobramento ou hidrólise da lactose em glucose e galactose. Esta

enzima encontra-se no intestino dos mamíferos jovens e em alguns

microrganismos, como os Lactococcus.

A lactase utilizada a nível industrial tem normalmente origem

microbiana, por exemplo, Aspergillus oryzae:



Inicialmente a lactase era utilizada na formulação de rações animais;

no entanto a partir da década de 60 virou-se sobretudo para a

obtenção de preparados enzimáticos destinados a serem adicionados

ao leite para consumo humano.



Estes preparados são adicionados ao leite, após o que se promove

uma incubação durante a noite, tornando assim o leite susceptível de

ser digerido por indivíduos intolerantes à lactose.

Habitualmente o leite já se encontra na forma hidrolisada quando é

colocado no mercado.



O custo elevado da enzima pura tem conduzido à sua utilização na

forma imobilizada (ex. em Itália a industria utiliza ββββ-galactosidase de

Saccharomyces lactis imobilizada em fibras de triacetato de

celulose).

Também se pode encontrar no mercado americano pastilhas de

lactase liofilizada que podem ser ingeridas pelos indivíduos

intolerantes à lactose antes do consumo de produtos lácteos.



A lactase é também utilizada na produção, a partir de soro de leite,

de um xarope de lactose hidrolisada (rico em glucose e galactose)

utilizado como alternativa ao adoçante tradicional (sacarose). Na

Holanda e Finlândia são comercializados estes tipos de xaropes para

o fabrico de gelados, doces, molhos e bebidas. Estes xaropes podem

ainda ser utilizados na produção de etanol.


Biotecnologia Industrial e Alimentar Proteases

As proteases têm ampla aplicação no fabrico de Queijos, o qual

consiste de uma forma simplista, no aumento da concentração global

das proteínas do leite (principalmente as caseínas).

Por exemplo, as proteases hidrolisam a ligação peptídica Phe105-

Met106 da κκκκ-caseína formando dois polipéptidos.

Um dos polipéptidos (1-105) é insolúvel e na presença de iões Ca2+

forma uma rede

proteica designada por coágulo.

O segundo fragmento é um

glico-macropéptido (106-169) que

é solúvel e eliminado aquando da

dessora e prensagem do coágulo.



As proteases adequadas ao fabrico de queijo foram inicialmente de

origem animal (provenientes do estômago de vitelos) ou vegetal (por

exemplo, as flores do cardo, Cynara cardunculus). Actualmente

recorre-se também a fontes microbianas como por exemplo, o

Aspergillus niger.



O coagulante animal é ainda o mais utilizado, porém a sua escassez

tem conduzido a elevado preço, e os problemas éticos (abate de

animais) ou dietéticos (dietas vegetarianas) tem conduzido à sua

crescente substituição por coagulantes microbianos.

O coagulante vegetal

é muito pouco usado,

estando restrito a

alguns queijos ibéricos

de fabrico tradicional.


Biotecnologia Industrial e Alimentar Lipases

A hidrólise da gordura do leite catalisada por lipases (hidrolisam

ligações éster em substratos insolúveis em água) tem aplicação em:

Produtos à base de chocolate (chocolates de leite, bebidas

achocolatadas, coberturas de chocolate para bolos)

Produtos com sabor amanteigado (margarinas, cremes

amanteigados)

Sabores de leite e nata (sucedâneos de leite e nata ácidos,

clarificadores de café)

Aditivos para queijos (por ex. queijos azuis)


Biotecnologia Industrial e Alimentar Lipases

As lipases podem ser extraídas de animais (vitelo, cordeiro, cabrito)

ou de microrganismos (Aspergillus niger, Rhizomucor miehei).

Existem basicamente dois processos de hidrólise da gordura do leite:

Adição da lipase ao substrato, seguida de desnaturação da enzima

por tratamento térmico, após a reacção ter tido lugar;

Imobilização da enzima em reactor de fibras ocas, em que o

substrato é hidrolisado durante a sua passagem pelo reactor. A

possibilidade de reutilização da enzima torna este método mais

económico.


Biotecnologia Industrial e Alimentar Catalases

As catalases catalizam e decomposição de peróxido de hidrogénio,

produzindo água e oxigénio gasoso.

Estas enzimas estão disponíveis comercialmente na forma líquida e

são obtidas a partir de Aspergillus niger. A fonte primordial de

catalase era o fígado bovino, mas devido ao problema da BSA, tal

fonte foi abandonada.

Transformação Enzimática de Leite - Oxidoredutases

O peróxido de hidrogénio é utilizado como

agente químico eficaz na conservação de

leite, num processo designado por

pasteurização fria. As catalases servem para

eliminar o excesso de peróxido de hidrogénio

presente no leite tratado desta forma.

Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de Produção de Sumos e Vinhos




AspergillusAspergillusAspergillusAspergillus nigernigernigernigerAspergillusAspergillusAspergillusAspergillus flavusflavusflavusflavusAspergillusAspergillusAspergillusAspergillus oryzaeoryzaeoryzaeoryzaeSclerotinaSclerotinaSclerotinaSclerotina libertinalibertinalibertinalibertinaConiothyriumConiothyriumConiothyriumConiothyrium diplodielladiplodielladiplodielladiplodiella

Aumento do rendimento e Aumento do rendimento e Aumento do rendimento e Aumento do rendimento e clarificaclarificaclarificaclarificaçççção do produto, ão do produto, ão do produto, ão do produto, remoremoremoremoçççção de pectinasão de pectinasão de pectinasão de pectinas

PectinasesPectinasesPectinasesPectinases

Biotecnologia Industrial e Alimentar Pectinases

As pectinases são enzimas hidrolíticas que degradam moléculas de

pectina. As pectinas são polissacáridos constituintes da parede

celular dos frutos. Quimicamente são compostas por cadeias lineares

de ácido galacturónico, cujos resíduos se encontram esterificados

com metanol, sendo as cadeias laterais compostas por arabinose e

galactose.

Transformação Enzimática de Frutos - Hidrolases


As pectinases são produzidas e vendidas por diversas empresas

industriais sendo, quase sempre obtidas por via microbiana.

São utilizadas no fabrico de sumos (ex. tomate ou citrinos) em que é

necessário proceder à hidrólise parcial da pectina, de forma a obter-

se um produto fluido, mas com a viscosidade suficiente para que não

haja deposição das partículas em suspensão.



No caso do sumo de maça, a hidrólise é mais

extensa para que haja uma precipitação da maior

parte das partículas o que facilita a filtração do

produto.

Outra aplicação importante destas enzimas é na

produção de vinho, permitindo aumentar o

rendimento da extracção do sumo e dos

corantes da casca da uva.

Após a fermentação também

são utilizadas para clarificar o

mosto antes de ser filtrado.


Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de Produção Xaropes Edulcorantes e

Glucose





Malte de cevadaMalte de cevadaMalte de cevadaMalte de cevada Fabrico de Xarope Fabrico de Xarope Fabrico de Xarope Fabrico de Xarope edulcoranteedulcoranteedulcoranteedulcoranteAmilaseAmilaseAmilaseAmilase

Fabrico de Xarope Fabrico de Xarope Fabrico de Xarope Fabrico de Xarope edulcoranteedulcoranteedulcoranteedulcoranteFabrico de glucoseFabrico de glucoseFabrico de glucoseFabrico de glucose

AmilaseAmilaseAmilaseAmilaseAspergillusAspergillusAspergillusAspergillus oryzaeoryzaeoryzaeoryzaeBacillusBacillusBacillusBacillus subtilissubtilissubtilissubtilis


Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de Produção Xaropes Edulcorantes e

Glucose



Fabrico de glucoseFabrico de glucoseFabrico de glucoseFabrico de glucoseAmiloglucosidaseAmiloglucosidaseAmiloglucosidaseAmiloglucosidaseRhizopusRhizopusRhizopusRhizopus niveusniveusniveusniveusAspergillusAspergillusAspergillusAspergillus nigernigernigernigerEndomycopisEndomycopisEndomycopisEndomycopis fibuligerfibuligerfibuligerfibuliger


LactobacillusLactobacillusLactobacillusLactobacillus brevisbrevisbrevisbrevisBacillusBacillusBacillusBacillus coagulanscoagulanscoagulanscoagulansArthrobacterArthrobacterArthrobacterArthrobacter simplexsimplexsimplexsimplexActinoplanesActinoplanesActinoplanesActinoplanes missourensismissourensismissourensismissourensis

Conversão de glucose a Conversão de glucose a Conversão de glucose a Conversão de glucose a frutosefrutosefrutosefrutose

Glucose Glucose Glucose Glucose isomeraseisomeraseisomeraseisomerase

Biotecnologia Industrial e Alimentar Amilases

O amido é um polissacárido natural com duas componentes: a αααα-

amilose, um polímero linear de D-glucose não ramificado, e a

amilopectina, um polímero muito ramificado com cerca de um milhão

de unidades de D-glucose unidas por ligações αααα-1,4 e por ligações αααα-

1,6 no pontos de ramificação.

A amilopectina é mais solúvel, sendo responsável pela viscosidade

aquando da dissolução do amido.

Transformação Enzimática de Cereais - Hidrolases






As amilases hidrolisam as ligações do amido e de compostos

relacionados que contenham glucose.

Existem diversas fontes naturais de amilases, o que se deve ao facto

de o amido ser um hidrato de carbono de reserva sendo armazenado

pelas plantas como fonte de energia.


Biotecnologia Industrial e Alimentar Gelatinização do amido

As amilases industriais não possuem a capacidade de hidrolisar

rapidamente o amido, tal como se encontra nas plantas; de facto para

que o amido fique disponível ao ataque enzimático tem de sofrer uma

gelatinização prévia, conseguida através de um aumento da

temperatura (superior a 60ºC) de uma pasta aquosa de amido com pelo

menos 70% (m/m) de água.

A gelatinização conduz ao rebentamento dos grãos de amido, expondo

deste modo o composto à acção da enzima. Este processo conduz a um

aumento significativo da viscosidade, o que acarreta dificuldades

processuais, tornando necessário proceder paralelamente à

liquefacção da pasta.


Biotecnologia Industrial e Alimentar Gelatinização do amido de milho


Biotecnologia Industrial e Alimentar Sacarificação do amido

A αααα-amilase ataca ao acaso as ligações glicosídicas αααα-1,4, produzindo

oligossacáridos (dextrinas).

Consequentemente a solução inicial de amido reduz a viscosidade,

razão pela qual esta enzima também se designa como enzima

liquidificadora.

Finalmente a αααα-amilase assim como a amiloglucosidase são

responsáveis pelo processo de sacarificação do amido ou seja a

hidrólise sucessiva dos oligossacáridos até ao monossacárido glucose.

A ββββ-amilase consegue hidrolisar ligações ββββ-1,4 no entanto só o

consegue fazer nas extremidades não redutoras do polissacárido,

produzindo sempre maltose em vez de glucose.





Estas enzimas são, em termos de volume, um dos grupos mais

importantes na indústria alimentar. As aplicações mais comuns são:

Hidrólise total ou parcial de amido de milho para produção de

glucose, utilizada no fabrico de edulcorantes e bebidas alcóolicas.

Conversão de amido a maltose, que é o substrato para a

fermentação alcoólica no fabrico da cerveja

Conversão de amido a glucose durante a fermentação do pão

Eliminação do amido nos sumos e extractos de frutas, o que os

clareia e facilita a sua filtração


Biotecnologia Industrial e Alimentar Glucose Isomerase

A glucose pode ser obtida a partir de amidos vegetais, como o do

milho, no entanto em diversas aplicações não substitui a sacarose. A

glucose é menos doce e quando em soluções concentradas tem

tendência para cristalizar, o que dificulta o processamento.

Estes problemas podem ser ultrapassados se se proceder à

isomerização parcial da glucose a frutose através da glucose

isomerase. No equilíbrio obtém-se uma mistura equimolar de glucose e

frutose, a qual exibe doçura superior e substitui a sacarose no fabrico

de bebidas, pastelaria, chocolates e outros.

Transformação Enzimática de Cereais - Isomerases

Biotecnologia Industrial e Alimentar Xarope de frutose


Biotecnologia Industrial e Alimentar Glucose Isomerase

Normalmente, o processo comercial utiliza a enzima produzida por

Bacillus coagulans imobilizada em suporte, permitindo a sua

reutilização durante um período relativamente longo.


A glucose isomerase é ainda produzida

industrialmente por bactérias do género

Streptomyces, Arthrobacter,

Microbacterium e Actinoplanes.

Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de Carnes





Estômagos deEstômagos deEstômagos deEstômagos deruminantesruminantesruminantesruminantes

TenderizaTenderizaTenderizaTenderizaççççãoãoãoão da carneda carneda carneda carneProteaseProteaseProteaseProtease


PapaiaPapaiaPapaiaPapaiaananananananananáááássssfigofigofigofigo

TenderizaTenderizaTenderizaTenderizaççççãoãoãoão da carneda carneda carneda carnePapaPapaPapaPapaíííínananana, , , , BromelaBromelaBromelaBromelaíííínananana, , , , FicinaFicinaFicinaFicina

Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de Carnes




BacillusBacillusBacillusBacillus subtilissubtilissubtilissubtilisStreptomycesStreptomycesStreptomycesStreptomyces griseusgriseusgriseusgriseusAspergillusAspergillusAspergillusAspergillus nigernigernigerniger

TenderizaTenderizaTenderizaTenderizaççççãoãoãoão da carneda carneda carneda carneProteaseProteaseProteaseProtease


Após o abate a carne deve repousar algum tempo (condicionamento)

para que as proteases endógenas do músculo possam actuar sobre

proteínas e tornar a carne mais tenra; contudo o processo pode ser

acelerado pela adição deliberada de proteases.

A acção das proteases baseia-se no desdobramento das proteínas da

carne (colagénio e miofibrilas).

A fonte mais comum destas enzimas é vegetal; embora existam

algumas enzimas produzidas por microrganismos e de uso autorizado a

sua comercialização é quase nula.

Transformação Enzimática de Carne - Proteases


Um dos processos de tornar a carne mais tenra consiste em injectar o

animal vivo com uma dose de papaína oxidada (forma inactiva) poucas

horas antes do abate (na sua forma activa a enzima seria fatal). Só

após o abate a enzima é reactivada, estando vantajosamente

distribuída de forma uniforme pela carne.

Como alternativa pode-se pulverizar com uma solução de enzima as

peças de carne que têm de ser pequenas pois caso contrário uma

fracção importante da carne não fica acessível à enzima.

Transformação Enzimática de Carne - Proteases

Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de Ovos




AspergillusAspergillusAspergillusAspergillus nigernigernigerniger Fabrico de ovos desidratadosFabrico de ovos desidratadosFabrico de ovos desidratadosFabrico de ovos desidratadosGlucose Glucose Glucose Glucose oxidaseoxidaseoxidaseoxidase

Biotecnologia Industrial e Alimentar Glucose Oxidase

O grupo aldeído da glucose e o grupo amina da albumina, ambos

presentes no ovo, tendem a reagir entre si formando compostos de cor

escura (reacção de Maillard).

Esta coloração é indesejável na obtenção de ovos desidratados em pó,

para uso posterior no fabrico de doces, maionese e molhos.

A glucose oxidase pode ser adicionada aos ovos para evitar esta

reacção, catalizando a oxidação da glucose a ácido glucónico.

A fonte comercial predominante é o Aspergillus niger, mas pode

também ser obtida a partir de Penicillium purpurogenum.

Transformação Enzimática de Ovos - Oxidoredutases

Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de Produção de Cerveja





PâncreasPâncreasPâncreasPâncreas ClarificaClarificaClarificaClarificaçççção da cervejaão da cervejaão da cervejaão da cervejaTripsinaTripsinaTripsinaTripsina


PapaiaPapaiaPapaiaPapaiaananananananananáááássssfigofigofigofigo

ClarificaClarificaClarificaClarificaçççção da cervejaão da cervejaão da cervejaão da cervejaPapaPapaPapaPapaíííínananana, , , , BromelaBromelaBromelaBromelaíííínananana, , , , FicinaFicinaFicinaFicina

Biotecnologia Industrial e Alimentar Industria de Panificação





Malte da cevadaMalte da cevadaMalte da cevadaMalte da cevada Suplemento para pão (adia o Suplemento para pão (adia o Suplemento para pão (adia o Suplemento para pão (adia o endurecimento)endurecimento)endurecimento)endurecimento)

AmilaseAmilaseAmilaseAmilasemaltogmaltogmaltogmaltogéééénicanicanicanica


AspergillusAspergillusAspergillusAspergillus oryzaeoryzaeoryzaeoryzae Suplemento para pão (adia o Suplemento para pão (adia o Suplemento para pão (adia o Suplemento para pão (adia o endurecimento)endurecimento)endurecimento)endurecimento)

AmilaseAmilaseAmilaseAmilase

Documents

Aula 7