ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO. Escurecimento oriundo de reações catalisadas por enzimas genericamente conhecidas como polifenoloxidases (PPOs). As enzimas.

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1 ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO

2 Escurecimento oriundo de reações catalisadas por enzimas genericamente conhecidas como polifenoloxidases (PPOs). As enzimas e os seus substratos estão em compartimentos celulares diferentes. Durante o esmagamento, estes compartimentos são destruídos e as enzimas entram em contato com os compostos fenólicos oxidando-os rapidamente.

3 A reação de escurecimento em frutas, vegetais e bebidas é um dos problemas principais na indústria de alimentos. 50% da perda de frutas tropicais no mundo é devida à enzima polifenoloxidase. A ação desta enzima resulta na formação de pigmentos escuros, frequentemente acompanhados de mudanças indesejáveis na aparência e nas propriedades organolépticas do produto, resultando em diminuição da vida útil e do valor de mercado. ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO

4 ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO DESEJÁVEL

5 SUBSTRATOS Tirosina Ácido clorogênico ProdutoSubstrato BananaDopamina MaçãÁcido clorogênico CacauCatequinas CaféÁcido clorogênico, ácido caféico BerinjelaÁcido caféico, ácido cinâmico AlfaceTirosina CogumeloTirosina BatataTirosina, ácido clorogênico, ácido caféico CháFlavonóides, catequinas, taninos PêssegoTaninos PêraÁcido clorogênico

6 INTRODUÇÃO Chá-verde: há muito tempo considerado pela medicina tradicional chinesa como uma bebida com efeitos benéficos a saúde. Chá-verde é um chá “não-fermentado”: é produzido através da vaporização das folhas frescas (para inativar a oxidação dos polifenóis) e secagem Contém catequinas (anti-oxidantes), em especial a epigalocatequina-galato (EGCG), alguns minerais e vitaminas que aumentam a atividade antioxidante. Chá-verde: Obtida de folhas de Camellia sinensis

7 SUBSTRATOS Graças à especificidade a vários substratos, a PPO pode ser chamada: tirosinase, polifenolase, fenolase, catecol oxidase, catecolase. É encontrada em praticamente todos os vegetais. É também encontrada em animais, onde o substrato é a tirosina e o pigmento formado é a melanina, responsável pela cor da pele.

8 Estrutura das PPOs Possuem átomo de cobre no sitio ativo Peso molecular: 57-62 KDa Cogumelo: 128 KDa Tirosinase de Streptomyces castaneoglobisporus

9 Mecanismo de reação polifenoloxidase O2O2 OH R R Utilizam O 2 como substrato secundário Oxidases de função mista Atividade monofenol- monoxigenase o-difenol-oxirredutase Produtos altamente reativos que combinam-se entre si para gerar produtos de cor escura

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11 MÉTODOS DE CONTROLE Para que a reação ocorra, 3 componentes devem estar presentes: ENZIMA + SUBSTRATO + OXIGÊNIO 1. Ação do calor 2. Exclusão ou remoção dos substratos 3. Redução do pH 4. Adição de substâncias redutoras Controle

12 1. Ação do calor Exposição por curto período de tempo do tecido à temperatura de 70 a 90 o C Branqueamento: é utilizado em pré- tratamentos de frutas e vegetais para enlatamento, congelamento e desidratação PROBLEMAS: COZIMENTO DE FRUTAS E VEGETAIS – MUDANÇAS DESFAVORÁVEIS NA TEXTURA E DESENVOLVIMENTO DE FLAVOR DESAGRADÁVEL

13 O branqueamento é uma das operações do processamento de: Alimento infantil à base de maçã e banana Antepasto de Berinjela Batata pré-frita congelada Catchup Cogumelo em conserva Ervilha congelada Laranja cristalizada Milho em Conserva Seleta de legumes 1. Ação do calor

14 FLUXOGRAMA COLHEITA E RECEPÇÃO SELEÇÃO LAVAGEM BRANQUEAMENTO DESCASCAMENTO DESPOLPAGEM MISTURA ENVASE FECHAMENTO COM VAPOR DE ÁGUA PASTEURIZAÇÃO RESFRIAMENTO

15 O 2 : Atmosfera controlada e embalagens adequadas (à vácuo, impermeáveis, troca pelo N 2 ) Fenóis: adição de ciclodextrinas em sucos O uso de complexantes (EDTA, ácido cítrico ou fosfatos): complexam com o cobre contido no sítio ativo da enzima diminuindo a atividade enzimática 2. Exclusão ou remoção substratos ou cofatores

16 Reduzir o pH ótimo em 1 ou 2 unidades pela adição de ácidos São inativadas de modo irreversível com pH inferior a 3,0 Ácidos empregados de ocorrência natural: cítrico, fosfórico, málico e ascórbico Entretanto, nem sempre é possível abaixar tanto o pH do alimento devido ao significante sabor ácido resultante, sendo incompatível com as propriedades sensoriais e tecnológicas do produto final. 3. Redução do pH ótimo

17 Aplicação de substâncias redutoras, como ácido ascórbico, sulfito e tióis, previnem o escurecimento, pela redução da o- benzoquinona de volta para a forma o- diidróxifenol, ou pela inativação da PPO. 4. Adição de substâncias redutoras OH R O Agentes redutores R O

18 NaSO 3 – sulfito de sódio NaHSO 3 – bissulfito de sódio Na 2 S 2 O 3 – metabissulfito de sódio SO 2 – dióxido de enxofre 4.1 Sulfitos e dióxido de enxofre

19 Inúmeras reações podem ser inibidas: polifenolxidase, lipoxigenase, ascorbato oxidase. Não inibe irreversivelmente o escurecimento enzimático – a concentração requerida é dependente do período de tempo e da natureza do substrato: Monofenóis: requerem menor quantidade de sulfitos (ex: batata) Difenóis: requerem maior quantidade de sulfitos (ex: abacate) 4.1 Sulfitos e dióxido de enxofre

20 Mecanismo: 1. Inibição direta sobre a enzima 2. Interação com intermediários da reação 3. Agente redutor 4.1 Sulfitos e dióxido de enxofre

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22 4.2 Ácido ascórbico e eritorbatos ÁCIDO ASCÓRBICOÁCIDO ERITÓRBICO Agem como: inibidores diretos da PFO – oxida os resíduos de histidina que ligam os íons cobre do sítio ativo Agentes redutores

23 4.2 Ácido ascórbico e eritorbatos OH R O R O Agentes redutores O ácido eritórbico é um estereoisômero do ácido ascórbico. Tem atividade antioxidante semelhante, diferindo na atividade vitamínica. Possui 5 a 7% da potência antiescorbútica (baixa absorção). O ácido eritórbico apresenta menor custo – mais utilizado em produtos que não precisem de atividade vitamina C.

24 Suco clarificado de maçã: Polifenoloxidase em partículas suspensas: remoção por centrifugação. Antes da centrifugação: imergir a maçã fatiada em solução 1% de ácido ascórbico. 4.2 Ácido ascórbico e eritorbatos

25 L-Cisteína ou N-acetil-cisteína Combinam-se quimicamente com o-quinonas formando produtos estáveis e incolores. Atuam como agentes redutores 4.3 Compostos sulfidrilas

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