UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE FACULDADE DE VETERINRIA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM MEDICINA VETERINRIA PSDOUTORADO EM HIGIENE VETERINRIA E PROCESSAMENTO TECNOLGICO DE PRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL DISCIPLINA: DISCIPLINA: BIOQUMICA DOS ALIMENTOS PROFESSORA: PROFESSORA: ELIANE MRSICO

PECTINASES: APLICAES INDUSTRIAIS E PERSPECTIVASDANUZA PINHEIRO BASTOS GARCIA DE MATTOS JORGE LUIZ FORTUNA

NITERI-RJ NITERI 2009

UENOJO, M.; PASTORE, G M. Pectinases: aplicaes G. industriais e perspectivas. Qumica Nova. v. 30, n. 2. . 2007, 388-394 p.

INTRODUOPECTINASES:

Enzimas que degradam substncias pcticas, hidrolisando ligaes glicosdicas ao longo da cadeia carbnica; Produzidas por plantas, bactrias, filamentosos e leveduriformes leveduriformes. fungos

INTRODUOPRINCIPAIS AES:

Amadurecimento de frutas frutas; Clarificao e reduo de viscosidade em sucos de frutas; Tratamento preliminar do suco de uva para indstrias vincolas; tomate; Extrao de polpa de tomate Fermentao de ch e chocolate chocolate; Tratamento de resduos vegetais vegetais; Degomagem de fibras nas indstrias txtil e de papel; Nutrio animal;

INTRODUOPRINCIPAIS AES:

Enriquecimento proteico de alimentos infantis; Extrao de leos; Reduz o amargor excessivo em cascas de citrus; Restaura o aroma perdido durante secagem; Melhora a firmeza de pssegos e picles processados; Aumenta o aroma e as substncias volteis de frutas e vegetais; Aumenta a quantidade de agentes antioxidantes em leo de oliva extravirgem extravirgem; Reduz a induo ao rano rano.

HISTRICOPrimeiras enzimas usadas comercialmente nas preparaes de vinhos e sucos de frutas (1930); Utilizao mais eficiente a partir de 1960; Atualmente correspondem cerca de 25% do mercado mundial de enzimas enzimas; US$ 1 bilho de vendas em 1995 US$ 75 milhes de pectinases; ; US$ 1,7 a 2 bilhes de vendas em 2005.

SUBSTNCIAS PCTICASSo macromolculas glicosdicas de alto peso molecular que formam o maior componente da lamela mdia, uma fina camada de material adesivo extracelular entre as paredes primrias de clulas vegetais superiores;

SUBSTNCIAS PCTICASQuimicamente so um complexo coloidal de polissacardeos cidos, composto de resduos de cido galacturnico unidos por ligao -1,4 parcialmente esterificados por grupos metil ster e parcial ou completamente neutralizadas por uma ou mais bases (ons sdio, potssio ou amnio) amnio); Massa molecular de 25 a 360 kDa.

SUBSTNCIAS PCTICASSociedade Americana de Qumica classificou as substncias pcticas em: Protopectina insolvel em gua; cido Pectnico; Solveis em gua cido Pctico; Pectina.

SUBSTNCIAS PCTICASPROTOPECTINA:

Insolvel em gua; Importante no incio do crescimento vegetal; Responsvel pela rigidez do tecido; Forma inativa unida com outros constituintes das clulas vegetais e em condies de hidrlise restrita, produzem CIDOS PECTNICOS ou PECTINA.

SUBSTNCIAS PCTICASCIDO PCTICO:

Solvel em gua; Designao aplicada a substncias pcticas compostas de CIDO POLIGALACTURNICO coloidal, onde os grupos carboxilas esto essencialmente livres de grupos metil ster e seus sais so pectatos neutros ou cidos.

CIDO PECTNICO:

Grupo de compostos contendo POLIGALACTURNICO coloidal com grupos metil ster.

CIDO poucos

SUBSTNCIAS PCTICASPECTINA:

Designa cidos pectnicos solveis em gua, com grau varivel de grupos metil ster e um grau de neutralizao capaz de formar gel com acares e cidos em condies adequadas adequadas; Consiste em uma estrutura de ligaes axiais de unidades de CIDO -1,4-D-GALATURNICO e contm molculas de L-ramnose, arabinose, galactose e xilose como correntes laterais.

ENZIMAS PECTINOLTICASTrs tipos bsicos de Pectinases:

Pectina esterase:Desesterificante ou desmetoxilante desmetoxilante; Remove os grupos metil ster.

Despolimerizantes:Catalisam a clivagem das ligaes glicosdicas das substncias pcticas.

Protopectinases:Solubilizam protopectina para formar pectina.

ENZIMA PECTINA ESTERASEPolimetilgalacturonato esterase (PMGE); Catalisa a hidrlise dos grupos metil ster da pectina, liberando metanol e convertendo pectina em pectato; pH timo 4,0-8,0; Temperatura tima 40-50C; Presente praticamente em todas as preparaes enzimticas comerciais; Proteo e melhoramento da textura e e vegetais firmeza de frutas processados; Extrao e clarificao de sucos de frutas.

ENZIMAS DESPOLIMERIZANTESClassificadas de acordo com a clivagem hidroltica (hidrolases) ou transeliminativa (liases) das ligaes glicosdicas; Mecanismos endo (randmica) ou exo (final da molcula). HIDROLASES:

Polimetilgalacturonases (PMG) (PMG); Poligalacturonases (PG):Hidrolisam -1,4 ligaes glicosdicas entre dois resduos de cido galacturnico; pH timo levemente cido; 30-50C.

ENZIMAS DESPOLIMERIZANTESLIASES:

Rompem ligaes glicosdicas e incluem as PECTINA LIASES e as PECTATO LIASES LIASES. PECTINA LIASES:Polimetilgalacturnato liase (PMGL) (PMGL); Catalisa a eliminao entre dois resduos de cido galacturnico esterificados; pH 5,5; 40-50C.

PECTINA LIASES:(PGL); Poligalacturonato liase (PGL) Catalisa a clivagem de ligaes -1,4 de cido pctico; pH 7,5-10,0; 40-50C.

LIASES

Pectina Esterase

HIDROLASES

ENZIMAS PROTOPECTINASESSolubilizam protopectina, formando pectina solvel altamente polimerizada; No so muito abundantes abundantes; Pouco interesse industrial na degradao da pectina.

UTILIZAO DE RESDUOS AGROINDUSTRIAIS PARA PRODUO DE ENZIMAS PECTINOLTICAS Resduos da produo de caf, acar de cana, soja, mandioca, frutas,... Utilizao: fontes de carbono para obteno de produtos com maior valor agregado enzimas, lcoois, protenas, cidos orgnicos, aminocidos, compostos de aroma

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASIndstrias de sucos de frutas Substncias pcticas consistncia; turbidez; aparncia dos sucos; dificulta filtrao e concentrao Enzimas pectinolticas degradao da pectina e outros elementos de alto peso; viscosidade; rendimento; clarifica e em at 50% o tempo de filtrao

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASIndstrias de sucos de frutas Enzimas de macerao pectinases, celulases e hemicelulases extrao e clarificao de sucos de frutas e vegetais Poligalacturonase + pectina metil esterase + pectina liase degradao da lamela mdia e da pectina das paredes celulares = liquefao das frutas e vegetais

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASProduo Sucos Corte da matria prima Enzimas de macerao Melhora da extrao Pectinases Clarificao e viscosidade Filtrao e concentrao

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASIndstrias de sucos de frutas Vantagens das pectinases

Utilizao em diversos tipos de produtos (sucos clarificados ou no, concentrados, polpas,...) Reduo do tempo para extrao Sucos e concentrados estveis Reduo dos resduos de polpa Custos de produo reduzidos

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASRecuperao de leos essenciais Localizao: clulas do albedo de frutas ctricas Composio: hidrocarbonetos (terpenos e sesquiterpenos); compostos oxigenados (aldedos, steres, lcoois, cetonas e fenis) e resduos no volteis (ceras, flavonides e cidos graxos)

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASRecuperao de leos essenciais Extrao do suco partculas de albedo e emulso leo-gua so separadas gua Centrifugao da emulso para sua concentrao Pectinase hidrolisa complexos de pectina pectinaprotena liberando o leo e o rendimento

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASIndstria de vinhos Pectinases + -galacturonases + hemicelulases galacturonases Vantagens:

Melhor macerao da casca extrao de pigmento Facilita clarificao e filtrao do qualidade e estabilidade do vinho

mosto

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASIndstria de vinhos Durante esmagamento

Melhora extrao do suco Reduz tempo de clarificao Aumenta contedo de terpenos no vinho

Pectinases com atividade de pectina liase e de pectina metil esterase - a liberao de metanol dos cidos poligalacturnicos metilados durante a produo do vinho

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASExtrao de leos vegetais leos de canola, coco, girassol, palma e oliva Degradao da parede celular por enzimas pectinolticas extrao de leo em processo aquoso (liquefao dos componentes estruturais das paredes celulares das sementes que contm leo)

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASExtrao de leos vegetais Enzimas de macerao:

quantidade de agentes anti anti-oxidantes e vitamina E em leo de oliva extravirgem Reduz induo ao rano extrao Melhora fracionamento na centrifugao Produz leo de baixo teor de umidade

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASAlimentos funcionais Pectina, polissacardeos pcticos e seus produtos de degradao enzimtica probiticos Suplemento de alimentos infantis

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASMelhoramento na extrao de amido de mandioca Polpa da mandioca (resduo slido ps extrao do amido): 68% grnulos de amido + 27% fibras (reduz extrao do amido remanescente preso na rede fibrosa) Pectinases e celulases

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASFermentao de caf e ch Pectinases aceleram fermentao melhorando a qualidade final Removem a camada de mucilagem do gro (3/4 de substncias pcticas)

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASIndstria txtil Degradar camada de pectina que recobre as fibras de celulose Tratamento do resduo lquido Degomagem das fibras naturais Macerao de fibras vegetais (linho, cnhamo e juta) Biopreparao do algodo Polimento enzimtico de tecidos mistos de juta e algodo

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASIndstria de papel e celulose Despolimeriza substncias pcticas reduzindo a demanda catinica das solues pcticas e do filtrado do branqueamento com perxido

APLICAES DAS ENZIMAS PECTINOLTICASRao animal Conjunto com viscosidade outras enzimas para

Aumento da absoro de nutrientes pela hidrlise das fibras no biodegradveis e dos nutrientes bloqueados pelas fibras

CONSIDERAES FINAIS E PERSPECTIVASIsolamento, seleo, produo, caracterizao e aplicaes de enzimas pectinolticas em alimentos e outros ramos industriais. Entendimento dos mecanismos regulatrios de secreo destas enzimas. Tcnicas moleculares (DNA recombinante, mutao randmica) para produo por microrganismos selecionados.

OBRIGADO!!!!DANUZA MATTOS danuzamattos@vm.uff.br JORGE LUIZ FORTUNA prof.magoo@uol.com.br