ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO

ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO

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.

ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO

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
DESEJÁVEL
SUBSTRATOS
Tirosina
Ácido clorogênico
Produto
Substrato
Banana
Dopamina
Maçã
Ácido clorogênico
Cacau
Catequinas
Café
Ácido clorogênico,
ácido caféico
Berinjela
Ácido caféico, ácido
cinâmico
Alface
Tirosina
Cogumelo
Tirosina
Batata
Tirosina, ácido
clorogênico, ácido
caféico
Chá
Flavonóides,
catequinas, taninos
Pêssego
Taninos
Pêra
Ácido clorogênico
Chá-verde:
Obtida de folhas
INTRODUÇÃO
de Camellia sinensis



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.
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.

Estrutura das PPOs
Peso
molecular:
57-62 KDa
Possuem
átomo de
cobre no
sitio ativo
Cogumelo:
128 KDa
Tirosinase de Streptomyces
castaneoglobisporus
Mecanismo de reação
Oxidases de função mista
OH
R
OH
polifenoloxidase
O2
R
Atividade monofenolmonoxigenase
o-difenol-oxirredutase
Utilizam O2
como
substrato
secundário
OH
Produtos altamente reativos
que combinam-se entre si
para gerar produtos de cor
escura
MÉTODOS DE CONTROLE

Para que a reação ocorra, 3 componentes
devem estar presentes:
ENZIMA + SUBSTRATO + OXIGÊNIO
Controle
1.
2.
3.
4.
Ação do calor
Exclusão ou remoção dos substratos
Redução do pH
Adição de substâncias redutoras
1. Ação do calor

Exposição por curto período de tempo do
tecido à temperatura de 70 a 90o C
 Branqueamento: é utilizado em prétratamentos de frutas e vegetais para
enlatamento, congelamento e
desidratação
PROBLEMAS:
COZIMENTO DE FRUTAS E VEGETAIS – MUDANÇAS
DESFAVORÁVEIS NA TEXTURA E
DESENVOLVIMENTO DE FLAVOR DESAGRADÁVEL
1. Ação do calor
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
FLUXOGRAMA
DESPOLPAGEM
COLHEITA E
RECEPÇÃO
MISTURA
SELEÇÃO
ENVASE
LAVAGEM
BRANQUEAMENTO
DESCASCAMENTO
FECHAMENTO
COM VAPOR DE
ÁGUA
PASTEURIZAÇÃO
RESFRIAMENTO
2. Exclusão ou remoção substratos
ou cofatores
O2: Atmosfera controlada e embalagens
adequadas (à vácuo, impermeáveis, troca pelo
N2)



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
3. Redução do pH ótimo

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.
4. Adição de substâncias redutoras

Aplicação de substâncias redutoras, como
ácido ascórbico, sulfito e tióis, previnem o
escurecimento, pela redução da obenzoquinona de volta para a forma odiidróxifenol, ou pela inativação da PPO.
O
R
O
OH
Agentes
redutores
R
OH
4.1 Sulfitos e dióxido de enxofre

NaSO3 – sulfito de sódio

NaHSO3 – bissulfito de sódio

Na2S2O3 – metabissulfito de sódio

SO2 – dióxido de enxofre
4.1 Sulfitos e dióxido de enxofre

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

Mecanismo:
1.
Inibição direta sobre a enzima
2.
Interação com intermediários da reação
3.
Agente redutor
4.2 Ácido ascórbico e eritorbatos
Agem como:
• inibidores diretos da PFO – oxida os resíduos de
histidina que ligam os íons cobre do sítio ativo
• Agentes redutores
ÁCIDO ASCÓRBICO
ÁCIDO ERITÓRBICO
4.2 Ácido ascórbico e eritorbatos

Agentes redutores
O
R
O
OH
Agentes
redutores
R
OH
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.
4.2 Ácido ascórbico e eritorbatos

Suco clarificado de maçã:
Polifenoloxidase em partículas suspensas:
remoção por centrifugação.
Antes da centrifugação: imergir a maçã
fatiada em solução 1% de ácido
ascórbico.
4.3 Compostos sulfidrilas

L-Cisteína ou N-acetil-cisteína

Combinam-se quimicamente
com o-quinonas formando produtos
estáveis e incolores.

Atuam como agentes redutores