A tecnologia enzimática representa uma valiosa ferramenta na conversão de matérias-primas ou subprodutos de baixo valor agregado em importantes ingredientes com alto valor de mercado.

É possível converter grandes aglomerados proteicos em moléculas menores (hidrólise enzimática) ou juntar essas mesmas proteínas em outras maiores (reestruturação) obtendo-se produtos com diferentes texturas e propriedades.

A hidrólise enzimática requer pequenas quantidades de enzimas que podem ser facilmente inativadas em condições bastante amenas (mudança de pH e temperatura).

O termo “peptona” ou hidrolisado de proteínas foi introduzido por Nagelli em 1880. Foi durante a Segunda Guerra Mundial que apareceram os primeiros hidrolisados enzimáticos de proteína para uso em alimentos: hidrolisado de caseína para manutenção do estado nutricional de indivíduos que não podiam ingerir a proteína intacta.

Atualmente, é grande a disponibilidade de enzimas industriais de diferentes fontes o que permite ao processador uma escolha bastante específica de suas necessidades na obtenção de um produto final com as características desejadas. Pode-se, por exemplo, obter-se propriedades funcionais em um hidrolisado que não teríamos na proteína nativa ou ainda reduzir-se ou eliminar-se a alergenicidade do material. Os hidrolisados resultantes podem ser

facilmente purificados.

Na maioria dos processos são utilizadas proteases de plantas (papaína, bromelina), animais (pancreatina, pepsina, tripsina) e microrganismos (fermentação por fungos e bactérias).

O perfil dos peptídeos resultantes vai depender da fonte de matéria-prima, mas também da especificidade da protease e condições de processo (tempo de hidrólise, pH e temperatura). Geralmente há uma combinação adequada de condições que permite otimizar a conversão e posterior inativação da enzima.

As enzimas utilizadas na hidrólise de substratos proteicos devem sempre apresentar algo em comum, isto é, devem ser de grau alimentício, livres de contaminantes ou antibióticos e se forem obtidas de microrganismos, estes deverão ser não patogênicos.

A hidrólise enzimática ocasiona uma redução no peso molecular da proteína, aumento no número de grupos ionizáveis e exposição de grupos hidrofóbicos. Altera consideravelmente as propriedades reológicas, espumantes, gelificantes e emulsificantes.

Muitas são as aplicações atuais das proteases para a conversão de proteínas e maiores ainda suas aplicações potenciais em alimentos com propriedades funcionais e aproveitamento de subprodutos industriais.

Hidrolisados de animais e plantas

Qualquer tipo de proteína, ou material contendo proteína pode ser hidrolisado por via enzimática (mamíferos, aves, peixes, crustáceos e plantas).

Hidrolisados de proteínas do leite e ovos (claras) geram significativo aumento na capacidade de formação e estabilização de espuma, solubilidade, digestibilidade e reduz as propriedades alergênicas.

FOTOS DO COPO DE LEITE E DOS OVOS

A chimosina (coalho) é responsável pela hidrólise da caseína e coagulação do leite na fabricação de queijos e derivados, assim como a cardosina - Cynara cardunculus.

FOTOS DOS QUEIJOS

Proteases são utilizadas como controladores da extensibilidade do glúten da farinha de trigo na produção de biscoitos e derivados.

FOTO DOS PÃES

Os amaciantes de carne tem ação proteolítica moderada e são normalmente constituídos por papaína e outras proteases vegetais e microbianas.

Uma proteólise mais radical pode ocorrer com a ação de proteases concentradas sobre peixes e vísceras levando à formação de proteínas hidrolisadas de peixe (FPH) com muitas propriedades funcionais no combate de enfermidades de animais domésticos, cultivo de hortaliças e alimentação de peixes.

As proteínas vegetais (HVP) são geralmente utilizadas como flavorizantes, obtidas de farinha de soja desengordurada, glúten de trigo, glúten de milho e sementes do algodão. Um alto teor de glúten é preferido devido a alta concentração de ácido glutâmico que contribui para o aumento do sabor devido à reação entre o aminoácido e grupos carbonílicos. É comum aos preparados flavorizantes a adição de 5´-nucleotídeos, glutamatos e caramelos para

melhorar a aceitabilidade dos produtos.

Na produção de malte e cervejas as proteases são utilizadas para aumentar o teor de nitrogênio e nutrientes do fermento. No processo de clarificação, em alguns casos, são usadas papaína e bromelina para redução da turvação. Estabilizantes de espuma da cerveja são produzidos pela hidrólise de proteínas vegetais.

FOTOS DO CHOP E DA ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL DA PAPAÍNA

Hidrolisados funcionais

A inclusão de hidrolisados protéicos em formulações específicas é uma área que vem crescendo ao longo dos últimos anos. Essas formulações têm sido utilizadas na fabricação de alimentos especiais para diversos grupos, como recém-nascidos prematuros, crianças com diarreia, gastroenterite e má absorção. Também para pacientes com desordens digestivas, de absorção e metabólicas, com má-nutrição associada com câncer, trauma e encefalopatias hepáticas e idosos. Além disso, hidrolisados protéicos são preferencialmente

consumidos por pessoas com alergia a determinadas proteínas, visto que a redução no tamanho dos peptídeos está relacionada com a diminuição da imunogenicidade.

Outra aplicação desses hidrolisados relaciona-se ao seu uso na dieta de pacientes que apresentam desordens no metabolismo de aminoácidos, como a fenilcetonúria.

Utilização de subprodutos industriais

A utilização de proteases para a conversão de proteínas de baixo valor agregado em produtos de alto valor comercial talvez seja a maior aplicação potencial para essa classe de enzimas.

A aplicação mais conhecida é a remoção de carnes aderidas aos ossos de animais destinados à extração de colágeno (gelatinas industriais).

A chitosana um derivado da chitina abundante no exoesqueleto de crustáceos, insetos e também fungos tem sua solubilidade e viscosidade melhoradas com a utilização de proteases.

Vísceras de mamíferos, aves e peixes são hidrolisadas para obtenção de rações (feed) e palatabilizantes (pet food).

Um mercado em crescimento é o aproveitamento de penas de aves utilizando queratinases para posterior incorporação em rações.

Leveduras remanescentes da produção de cerveja, vinhos e destilados tem atualmente um mercado em expansão na produção de extratos de levedura e nucleotídeos realçadores de sabor.

O mesmo pode ocorrer na hidrólise de leveduras provenientes da produção de etanol, utilizando-se várias proteases, com algumas restrições, pela presença de alguns contaminantes no processo. Sendo preferível sua utilização para obtenção de parede celular aplicada como controlador microbiológico natural em ração animal.

Finalmente, cabe mencionar a utilização de enzimas com propriedades de reestruturação de proteínas.

O exemplo mais conhecido é a transglutaminase, obtida por fermentação de microrganismos, utilizada para complexar proteínas através de ligações cruzadas entre os aminoácidos lisina e glutamina, presentes em carnes, trigo, leite, soja, gemas e outras fontes proteicas.

A utilização da transglutaminase permite a reestruturação de carnes, embutidos, gelatinas e queijos na formação de gel, aumento da viscosidade e melhoria da textura. Em produtos forneados aumenta a maciez e o volume de pães.

FOTOS DA CARNE E DOS EMBUTIDOS

Portanto, são amplas as aplicações e versatilidade das enzimas no beneficiamento de proteínas.

* Mauricio Sergio Esteller, Rafael de Araújo Borges e Jadyr Mendes de Oliveira, são P&D em Inovação Industrial.

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