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Enzimas na Industria Alimenticia

Funcionalidade da enzima, e aplicação nos alimentos.
by

Robson Soares

on 3 July 2013

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Transcript of Enzimas na Industria Alimenticia


Compostos orgânicos
Enzimas
Proteínas de grandes dimensões (Moléculas catalisadoras)
c
Catalisadores biológicos
Enzimas
Produtos Naturais Biológicos

Apresentam alto graude de especificidade

Altamente eficientes acelerando a velocidade das reações. (10¹¹ x mais rápidas)

Não são tóxicas.

Atuam em condições favoráveis de PH, TEMPERATURA, Concentração de ENZIMA E SUBSTRATO, Presença de INIBIDORES
Quanto a Atividade Enzimática
PH
7 = Em meio ácido existem exemplos como a pepsina



PH
7 = Em meio básico ou alcalino, existem exemplos como as enzimas do intestino delgado "amilase pancreática"

PH 7 = Neutro
, exemplo Enzimas da Saliva "amilase salivar"
Quanto a Atividade Enzimática
Temperaturas muito
BAIXAS
tornam as enzimas adormecidas (inativas).

Temperaturas muito
ALTAS
destroem as enzimas (desnaturação)

Temperatura ideal para o seu funcionamento correto 37 °C.


Sua Atividade máxima será quando a temperatura máxima da enzima
se manter constante por um período de tempo.
Enzimas na indústria alimentícia
Ana Aline Machado
Fernanda Oliveira Diefenthaler
Robson Soares

Trabalho de apresentação da disciplina de Bromatologia, com requisito parcial avaliativo sob a coordenação da Professora Cleusa Scapini Becchi

Introdução
As enzimas desempenham um papel importante no ramo alimentício, uma vez que podem ser utilizadas em praticamente todos os produtos.

A necessidade de se gerar melhores produtos com melhores processos e que permitam uma melhor competição no mercado, vão de encontro ao uso de enzimas, que são uma alternativa inovadora e funcional.

Atualmente, o crescimento das tendências de saúde e bem-estar vem obrigando as indústrias de alimentos a buscar alternativas que permitam satisfazer as necessidades e superar as expectativas do consumidor moderno.


Histórico
A utilização das enzimas na fabricação de cerveja, vinho, queijo e pão são exemplos da exploração industrial do poder e seletividade das enzimas. As enzimas foram e continuam sendo essenciais para o fornecimento de substratos de fermentação (cerveja e pão), desenvolvimento de sabor e aroma (vinho) ou criação da própria estrutura da produção (queijo).

Relatos na Utilização de Enzimas.
A produção de vinho já se encontrava em seu apogeu entre os egípcios e assírios

Os babilônios, em 2800 a.C., preparavam cerveja de pão ou cevada malteada

A fermentação alcoólica, é conhecida desde 3500 a.C

Histórico

Christian D. A. Hansen (1843 - 1916)
Wilhelm Kühne (1837 - 1900)
designou o termo enzym
Eduard Buchner (1860 - 1917)
1874
1878
1897
(1887 -1955)
1926
cristalizou a urease (origem proteica)
John Howard Northrop
(1891-1987)
1930
Wendell Meredith Stanley
(1904 - 1971)
cristalografia - estudos trouxeram 3 enzimas digestivas (Pepsina, Tripsina e Quimiotripsina). Tecnologia do Dna Recombinante.
Hoje temos o conhecimento de estrutura, função de mais de 2 miL enzimas de origem Animal ,Vegetal e Microbiana.


Isolamento, Purificação e Cristalização.
Contendo um centro ativo, apoenzima e, algumas vezes, um grupo não protéico, coenzima.

Apoenzima + Coenzima= Haloenzima.





Lembrando que:
“Toda enzima é uma PROTEÍNA, mas nem toda proteína é uma ENZIMA”.

Enzimas
Talvez uma das características mais importantes das enzimas seja sua alta especificidade. Tanto as enzimas quanto os substratos são complementares geometricamente, um modelo que ficou conhecido com modelo “chave-fechadura”
A habilidade com que a enzima se liga ao substrato se denomina “atividade biológica” e depende:

chave-fechadura de Emil Fisher
A) Estrutura da Proteína

B) Número de Cadeias Peptídicas

C) Arranjo dessas Cadeias na Molécula

D) Natureza do Substrato

E) Natureza do grupo Prostético (se houve)
São produzidas comercialmente em grande escala, por síntese microbiana
bactérias e fungos
O processo de produção é normalmente anaeróbico e o meio de cultura similar aos usados para a fermentação de síntese de antibióticos.
Resumo das principais enzimas utilizadas no processamento industrial de alimentos
Conclusão
As empresas estão cada vez mais estudando as variações e aplicações das enzimas. Podemos esperar novas aplicações, mais produtos inovadores e redução de custos produtivos.

Certo cuidado é muitas vezes necessário para a adaptação destes frágeis catalisadores biológicos aos processos industriais, mas uma combinação de conhecimentos básicos de bioquímica e moderna biotecnologia está abrindo novas áreas de aplicação, especialmente para as enzimas de origem microbiana e enzimas animais produzidas por micróbios através da tecnologia de engenharia genética.
Obrigado pela atenção!
Contatos:

nany.machado@bol.com.br
nandadiefenthaler@hotmail.com
robinhosoares@universo.univates.br

Comparação Enzima e Catalisador Químico
Os processos industriais que envolvem reações químicas estão presentes na maioria das manufaturas de produtos ou bens consumidos pelo homem. Muitas dessas reações são catalisadas por catalisadores químicos que podem ser substituídos por enzimas. Podendo acelerar os processos químicos com grandes vantagens frente aos catalisadores químicos, principalmente por serem ecologicamente mais viáveis.

Enzimas
Os reagentes que participam das reações catalisadas pelas enzimas são denominados de substratos.

Efetivamente, quando se compara a conversão de um substrato em produto catalisado por enzima e outro por um catalisador químico, observa-se uma rápida conversão com o uso das enzimas.

Além disso, as enzimas não alteram o equilíbrio químico das reações e aceleram uma reação reversível em ambos os sentidos.
Enzimas
Esquema e curva de conversão de substrato em produto catalisado na presença e na ausência de enzima. E= enzima.
Razões importantes para o uso de Enzimas na industria de alimentos 

Reduz o número de Etapas no Processo

Permite condições brandas no processo

Elimina a necessidade de Solventes Orgânicos

Podem ser Reaproveitadas.

Podem ser projetadas e melhoradas
fermentação na ausência de células vivas.

•ENZIMAS: NATUREZA E AÇÃO NOS ALIMENTOS. FOOD INGREDIENTS BRASIL Nº 16 – 2011


•JUNIOR A.F. et al PEREIRA E. B. ENZIMAS E SUAS APLICAÇÕES CINÉTICA ENZIMÁTICA. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA- 2001


•MONTEIRO V.N. et al SILVA R.N. APLICAÇÕES INDUSTRIAIS DA BIOTECNOLOGIA ENZIMÁTICA. REVISTA PROCESSOS QUÍMICOS- 2009


•ENZIMAS INGREDIENTES COM PAPEL MUITO IMPORTANTE NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS- KERRY INGREDIENTES & AROMAS

REFERÊNCIAS
Proteases são muito utilizadas na industria de aromatizantes (sopas e Molhos ) panificação, coagulação do leite.Alem disso as enzimas são usadas com intenção de realçar sabores e inibir atividades anzimáticas.
Lipases são usadas para hidrolise da gordura do leite aromatizando queijos, aperitivos e cereais na presença de ácidos graxos.

Na panificação a lipoxidase (Lipooxigenase) é empregada na oxidação de ácido graxos poli-insaturados, na formação de peróxidos, oxidando pigmentos como os carotenoides. E também branquear miolo do pão.
Pectinases são polímeros de ácido galacturônico e ésteres metílicos que podem ser encontrados associados a outros polímeros e carboidratos em vegetais. Na indústria são utilizadas as preparações de frutas e vegetais. As pectinas solúveis em água possuem grande capacidade de absorção e são encontradas preenchendo espaços na estrutura de frutas e vegetais. Já as pectinas insolúveis em água ou protopectinas, são encontradas associadas às cadeias de celulose, nas paredes celulares.
Amilase transforma amido em dextrinas e oligossacarídeos. A procura por uma a amilase com maior rendimento é muito grande pois tem imenso interesse comercial.

A fonte determina não só a especificidade, como pH ótimo e estabilidade térmica da enzima. O curso da reação de hidrólise do amido por a amilase pode ser acompanhado pela queda da viscosidade da solução.

As a amilases microbianas podem ser obtidas de bactérias e fungos. As fúngicas são obtidas de Aspergillus niger ou oryzae, são menos termoresistentes que as bacterianas e, portanto inativadas antes da temperatura de gelatinização do amido. Esta característica é muito importante na fabricação de pães e biscoitos.
1 - Pêlos (barba)
2 - Epiderme
3 - Hipoderme
4 - Células Cruzadas
5 - Células Tubulares
6 - Testa
7 - Hialina
8 - Aleurona
9 - Casca
10 - Endosperma
11 - Germe

CASCA: fibras, proteínas, vitaminas e minerais.
Farelo: fonte de enzimas.

ENDOSPERMA
Amido: transformado em farinha no processo de moagem.

Glúten:
Glutenina: tenacidade e elasticidade.
Gliadina: extensibilidade e tonicidade.

Mistura
OBJETIVO:

Misturar todos os ingredientes da formulação
e o amassamento até um ponto considerado ideal.


Atuam nas moléculas de amido ou de proteínas e são branqueadores da farinha com alto teor de pigmentos escuros, dependendo da sua especificidade.

Principais enzimas na panificação:

AMILASES
PROTEASES
LIPASES

Mistura: atuação de enzimas
FERMENTAÇÃO
Objetivo:
Produzir gás carbônico
Modificações físico-químicas

Estas modificações físico-químicas interferem:
Propriedades plásticas da massa
Formação do sabor e aroma do pão
Contribui para uma boa conservação

Duração de 3 horas, interrompida por 1 a 2 sovas.




Fermentação alcoólica e anaeróbica;


Ação de fermento biológico(leveduras);


Sobre os açúcares presentes na massa;
Atuação das enzimas fermentativas
Assamento
Mudanças químicas no assamento:

Desnaturação proteica;
Gelatinização do amido;
Ação/ inativação de enzimas;
Produção de calor e aroma;
Aumento de volume de massa;
Formação de crosta;
Perda de peso;

BIOTECNOLOGIA NA PANIFICAÇÃO
Produção de ingredientes melhoradores, enzimas e fermentos que adicionados à massa melhoram

a sua qualidade
;

Aspergillus niger
Aspergillus oryzae
Bacillus subtilis
A.niger
A.oryzae
Bacillus subtilis
Mucor rouxii
Rhizophus spp
Rhizophus spp
Mucor rouxii

Inovações que permitem o congelamento do pão!
James Summer
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