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As Enzimas de utilização industrial

Por:   •  3/11/2017  •  Resenha  •  5.592 Palavras (23 Páginas)  •  381 Visualizações

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PRINCIPAIS ENZIMAS DE EMPREGO INDUSTRIAL

        As enzimas são substâncias orgânicas produzidas por seres vivos, catalisadores de reações nos sistemas biológicos, com capacidade catalítica independente da célula ou organismo produtor, se as condições apropriadas forem mantidas, são utilizadas quando se deseja reações específicas, possuem natureza protéica, apesar de existir uma enzima, a ribonuclease sintetase, ser de natureza nucleotídica. As substâncias catalisadas por enzimas recebem o nome de substrato.

        Nas últimas décadas aumentaram os conhecimentos sobre fatores que influenciam a formação de enzima (como a indução de mutações em microorganismos na intenção de alterar suas vias metabólicas e suas condições) para melhorar o rendimento do produto formado, bem como descobriram técnicas que permitem recuperá-las com uma diversidade de formas adequadas para muitas aplicações de importância econômica.

        Há muitos anos o homem tem utilizado reações catalisadas por enzimas na produção de vinho, pão, queijo antes mesmo de se entender o mecanismo das reações químicas envolvidas no processo. Uma das características das enzimas é sua especificidade para os substratos, e por se processarem em condições brandas de temperatura e pH e por sofrerem desnaturação. As outras propriedades são: atividade em baixas concentrações, rapidez de ação e a não-toxicidade. São empregadas em industrias farmacêuticas, alimentícias, têxteis, de curtume, de papel e de minério.

        As enzimas são obtidas de 3 grandes fontes, sendo as principais para emprego industrial: (1) fonte vegetal (papaína, bromelina, ficina, malte-amilase, sendo as três primeiras enzimas proteolítica, e a última amilolítica; (2) fonte animal (pancreatina, pepsina, renina, catalase); (3) fonte microbiana (amilases, proteases, pectinases, glicose-oxidase, celulase e glico-isomerase).

Enzimas vegetais

        A papaína é uma enzima proteolítica (capaz de hidrolisar proteínas e peptídios) obtida do látex do fruto verde do mamão (Carica papaya), as suas folhas, caule, enfim a planta como um todo, com exceção das raízes, contém quantidades insignificantes da enzima, que pode ser extraída como suco prensado e posteriormente purificada. O látex fresco apresenta alta atividade proteolítica, sendo que quase 60 % da proteína contida nele é inicialmente ativa porém facilmente oxidada pelo ar , provavelmente por reações catalisadas por outros constituintes do preparado enzimático bruto, esse inconveniente pode ser revertido pela adição de agentes redutores (sulfeto e sulfitos), no entanto se essa oxidação for prolongada a adição de agentes redutores é ineficaz, por essa razão não é armazenada por longos períodos de tempo apesar de serem estáveis a temperatura de 4º C. material de partida para sua obtenção é o látex que é extraído por incisões longitudinais na cascas do fruto verde do mamão, e ainda na árvore. O látex é inicialmente líquido, depois se torna gel, a coagulação é acelerada pelo contato com água e retardada pelo flúor, por citrato e oxalato. A adição de cloreto de sódio 1 %, água na mistura do látex ocorre precipitação, que posteriormente é centrifugado, obtém-se 50 % de rendimento total da papaína bruta que é purificada por precipitação alcoólica e cristalização alcalina.

        Propriedades da papaína: é pH dependente perdendo sua estabilidade em pH ácido extremo, sendo seu pH ótimo em 5,0 , possui alta estabilidade térmica a 4º C e a altas temperaturas (70º C por 30 min.) algumas atividades são perdidas como a coagulação do leite. Apresenta grupos tióis livres no local do sítio ativo e sua inativação ocorre quando seu sítio é oxidado. É ativada pelo cianeto, cistina, sulfetos e inativadas por Fe2+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, Pb2+. Possui a capacidade de hidrolisar proteínas, peptídios, substratos sintéticos e ainda amidas e ésteres. Essa enzima industrialmente é a protease mais utilizada, sendo empregada na industria de cervejeira como clarificante, quando ocorre a turvação da cerveja em armazenamentos prolongados (acima de 10º C) se dar devido a precipitação de proteínas, utiliza-se a papaína para hidrolisar e clarificar o produto. Na industria cárnea no seu amaciamento, sem apresentar aroma e sabor diferentes e sua maciez foi de 3 a 4 vezes maior nas carnes em forma de bife. A papaína também é utilizada na industria farmacêutica em preparações que auxiliam o processo digestivo, bem como em alimentos pré-digeridos para quem possui deficiência a em enzimas proteolíticas, empregada também como inalantes evido a sua atividade queratolítica do muco respiratório, melhorando as condições respiratórias dos pacientes. Bem como é utilizada na cosmética como desintegradores de cutícula, além de ser usada na moldagem de borracha na industria, como exemplo na goma de mascar. Na pesquisa é um agente auxiliar no estudo da degradação peptídica.

        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.

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