As Enzimas de utilização industrial

...

A bromelina é uma enzima proteolítica de origem vegetal obtida de diversas espécies da família Bromeliaceae, estando presente no caule e no fruto do abacaxi (Ananas comosus (L) Merr). A bromelina comercial é obtida do caule do abacaxi após moagem, prensagem, filtração e precipitação do suco. A maior concentração de protease ocorre na porção mais baixa do talo do ananaseiro, os tecidos menos maduros, especialmente aqueles ainda suculentos contêm pouca ou nehuma protease detectável. Muitos precipitantes clássicos podem ser utilizados para separar a enzima bruta do filtrado, ou no seu fracionamento como: sulfato de amônia, metanol, isopropanol e acetona combinada com variação do pH do suco. Contudo no caso preparação industrial da bromelina, a acetona é o precipitante mais conveniente. O concentrado de bromelina do caule do abacaxi contém várias proteases que diferem entre si na sua ação em diversos substratos, bem como na susceptibilidade em oxidar-se e reduzir-se, e especialmente no pH em que elas hidrolisam seus diferentes substratos. Para classificar essa mistura de enzimas, elas são designadas pelo pH ótimo de atividade, como exemplo as bromelina 4,5 e 5,5: apresentam muitas similaridades, ambas decompõem certa ligações peptídicas que são encontradas na gelatina, porém a bromelina pH 5,5 hidrolisa a mistura hemoglobina-uréia e lactoalbumina mais rapidamente que a bromelina pH 4,5, e essa última só hidrolisa a hemoglobina se a uréia for removida. Além dessas proteases, a bromelina do abacaxi possui outras enzimas como fosfatase ácida, que é estável e não se deterioriza rapidamente por armazenagem. Além dessa enzima, contém também peroxidase que em contraste com a fosfatase ácida é lábil e após 3 a 6 meses de armazenamento seus teores desaparecem. Comportamnto semelhante a peroxidase também encontrada no Carica papaya. A aplicação industrial da bromelina é similar a da papaína, ou seja, no amaciamento de carnes, clarificação de cerveja, e como facilitador digestivo.

A ficina é uma protease do grupo sulfidrila (possui o aminoácido cisteína), assim como a papaína e a bromelina, sendo similar em muitos aspectos à papaína, podendo ser utilizada para as mesmas aplicações, se diferenciando na capacidade vermicida da ficina. Esta presente no látex de certas espécies do gênero Ficus e dos próprios figos comestíveis, em especial no Fícus carica, que também possui uma mistura de enzimas proteolíticas. Essa enzima possui um grupo tiol como centro ativo, é ativada por tióis e inativada por compostos sulfidrilas. Seu pH ótimo depende do substrato, e o pH ótimo de estabilidade está em torno de 6,0 a 8,0. na sua produção, o látex do figo é clarificado com hidróxido de sódio e armazenado por semanas, os cristais formados são centrifugados. A separação da ficina pode ser feita por cromatografia (coluna de carboximetil celulose), originando deferentes frações de proteases que têm a capacidade de hidrolisar a caseína e coagular o leite, porém diferem quanto à intensidade da atividade enzimática para cada substrato. Por ser proveniente de vegetal, a grande quantidade de matéria vegetal requerida para a produção de uma quantidade relativamente pequena de ficina (15 de fícus fresco equivale a 100 mg de ficina) torna-se economicamente inviável quando comparada com a papaína que é mais utilizada comercialmente devido ao baixo preço e maior disponibilidade.

A amilase é uma enzima amilolítica encontrada em animais, microorganismos e em vegetais principalmente em grãos de cereais como cevada e milho, obtida através do processo chamado maltagem ou maltação, existindo nas formas alfa e beta-amilase. A primeira é uma metaloenzima e a segunda uma exoenzima (age fora da célula da qual se originou). É uma mistura de enzimas (alfa e beta-amilase) e devido as suas diferenças físico-químicas se separam em diferentes meios. O pH ótimo da alfa-amilase é em torno de 5,2 e da beta-amilase em torno de 4,9.

O amido é o principal constituinte de muitos alimentos, e principal fonte de energia, e um fator essencial para estrutura, consistência e textura dos alimentos. Os grânulos do amido é constituído de 30% de amilose (polissacarídio linear com ligações alfa1-4) e amilopectina (polissacarídio com ligações alfa1-4 e ramificações alfa1-6 a cada 20-30 unid.).

A Maltagem é um processo de germinação de grãos, usualmente se emprega a cevada ou o milho nesse processo na produção de malte. O primeiro passo é a maceração com 40% a 50% de umidade pó 2-3 dias, onde a água é tratada e substituída e arejada para garantir a respiração dos embriões. Daí são transferidos para os germinadores surgindo o broto em 5-10 dias. Durante esse período ocorrre aumento substancial de enzimas amilolíticas (alfa e beta-amilase). No grão maduro existe pouca ou nenhuma alfa-amilase, mas durante a germinação ocorre a sua formação em grande quantidade. A beta-amilase existe em duas formas, solúvel e insolúvel, aumentando os teores da enzima solúvel à medida que o processo avança pela liberação da proteína a ela associada após hidrolise das proteases formadas no processo e que estão presentes nos grãos. A alfa-amilase é uma enzima que ataca o amido pela porção redutora na ligação alfa1-4 e a beta-amilase pela porção não redutora na ligação alfa1-6. Outras proteínas são sintetizadas durante a germinação como lípase e hemicelulases, quando a germinação cessa quantidades suficientes de enzimas são produzidas. O malte é em seguida aquecido de forma gradativa para secagem (até 2% de umidade), para não haver perda da atividade enzimática. É através da alteração da umidade, tempo e temperatura durante a secagem que a cor e aroma do malte se torna característico. As enzimas obtidas por maltagem são utilizadas na industria pelo seu poder amilolítico ou sacarificante, se apresenta na forma de pó branco, que perde a atividade se aquecida a 120º C a seco, assim como na presença de carbonatos alcalinos. A hidrolise do amido é realizada de forma progressiva pela amilase obtendo-se inicialmente dextrinas de menores pesos moleculares e, por fim, a maltose. O pH que favorece a atividade ótima é na zona ácida, sendo inibidos pelos álcalis. Na indústria alimentícia são utilizadas para auxiliar na digestão de alimentos amiláceos pois tem efeito marcante sobre a viscosidade e maciez da massa, volume, sedosidade e textura. O malte é utilizado na produção de cerveja.Na industria farmacêutica são utilizados em preparações facilitadoras da digestão.

Enzimas animais

As enzimas de origem animal, tais como: pancreatina, pepsina, renina e catalase embora sejam sintetizadas por todo o tecido animal, são