Enzimas óxidorredutases

Discipina: Química de alimentosMestranda: Danielle Oliveira Borges

Item 9. Óxido-redutases: glicose-oxidase, catalase, lipoxigenase,

aldeidodesidrogenase, butanodioldesidrogenase

Redoxases ou enzimas redox (catalizam as reações de óxido-

redução)

Essas reações indicam a perda de elétrons ou eliminação de H2 e

ou ganho de O2. Sempre que uma substância se reduz, a outra se

oxida.

INTRODUÇÃO: OXIDO-REDUTASES

(GOx) enzima que catalisa a oxidação da β-D-glicose se liga à β-D-

glicose em ácido glucônico;

Estas reações envolvem um ganho ou perda de elétrons de uma

molécula

Para funcionar como catalisador, a GOx requer um cofator, a

dinucleótido de flavina-adenina (FAD)

GLICOSE-OXIDASE (EC 1.1.3.4)

FIGURA 3. Esquema de uma enzima glicose oxidase, com cofator FAD e um carboidrato se ligando como substrato.


Na reação redox catalisada pela GOx, a FAD funciona

como o aceitador inicial de elétrons e é reduzida a

FADH2. Depois o FADH2 é oxidado pelo o oxigênio

molecular (O2). O O2 é então reduzido a peróxido de

hidrogênio (H2O2).

Catalisa a reação entre a glicose e o oxigênio molecular, produzindo

ácido glucônico e peróxido de hidrogênio.

Obtida: Penicillium notatun e Aspergillus Níger

Co-factor das moléculas de FAD

Principais usos:


• remoção da glicose do ovo antes da secagem, para

evitar reações de escurecimento não enzimático.;

• geração de H2O2 como agente antimicrobiano.;

• Remoção do oxigênio, em bebidas, molhos e

maioneses (evitar transformações de deterioração);

• Conservação de pescados;

• Determinação quantitativa de glicose

REMOÇÃO DE GLICOSE DO OVO: as claras devem ter seu pH

ajustado de ~9 para <7 com ácido cítrico antes que a glicose oxidase

seja adicionada em conjunto com H2O2 (para servir como reservatório

de Oxigênio fornecido pela atividade da catalase geralmente

coexistente), a 7-10°C por até 16h, antes da secagem por atomização.


FIGURA 1. Esquema da ação da GOx sobre uma molécula de glicose, resultando em ácido glucônico e peróxido de hidrogênio.


Ela também pode ser usada para gerar H2O2 como agente

antimicrobiano.


Também conhecida como hidroperoxidase

Está presente nos tecidos animais, vegetais e em micro-

organismos,

Usada para remover H2O2 que a glicose-oxidase produz durante

transformação da glicose em ácido glucónico

Produzido industrialmente a partir de

Aspergillus niger

CATALASE (EC 1.11.1.6)

"pasteurização a frio“ 1-2 ml de H2O2 a 33% por litro de leite

para que o leite;

Remoção do peróxido residual

Também utilizada na clara de ovo com a mesma finalidade.




Parâmetro para estimar várias contaminações microbianas nos

alimentos, assim como a mastite em vacas, ou presença de colostro

no leite, pois ela também é produzida por leucócitos (para uso como

agente antibacteriano);

Esta enzima é uma componente de certas bactérias aeróbias (Ex:

Bacillus spp, Pseudomonas spp e Enterobacteriaceae), e sua

concentração aumenta com o número de micro-organismos, de

modo que a medição da catalase reflete indiretamente a população

microbiana de alguns produtos.

Teste de Catalase em leite

Ela decompõe a água oxigenada com liberação de oxigênio em

estado gasoso, determinando o comportamento de efervescência.

Procedimento:

espalhar sobre uma placa de petri 3-5 gotas de leite de maneira a

formar uma capa adicionar 1-2 gotas de água oxigenada após

5 min examinar a presença de pequenas borbulhas (catalase +).


Teste de catalase em bactérias

Distinção entre estafilococos e estreptococos.


Experimento: catalase presente em carnes.


Catalase da carne crua reage com H2O2

Catalase sofreu desnaturação proteica na carne cozida.

Curiosidade: Cabelos brancos

Estudos científicos recentes indicam que baixos níveis de catalase podem ser um fator no processo de perda de cor nos cabelos humanos. O peróxido de hidrogênio é produzido naturalmente no corpo humano e é um forte agente oxidante e branqueador. A catalase quebra o peróxido de hidrogênio em oxigênio e água, entretanto, quando há uma queda nos níveis de catalase, o peróxido de hidrogênio não pode ser decomposto. A acumulação do peróxido de hidrogênio descolore o cabelo de dentro para fora.


Curiosidade: Cabelos brancos

Estudos científicos recentes indicam que baixos níveis de catalase podem ser um fator no processo de perda de cor nos cabelos humanos. O peróxido de hidrogênio é produzido naturalmente no corpo humano e é um forte agente oxidante e branqueador. A catalase quebra o peróxido de hidrogênio em oxigênio e água, entretanto, quando há uma queda nos níveis de catalase, o peróxido de hidrogênio não pode ser decomposto. A acumulação do peróxido de hidrogênio descolore o cabelo de dentro para fora.


Enzimas que realizam oxigenação ou peroxidação de vários

compostos insaturados tais como ácidos graxos livres,

triglicerídeos, pigmentos e algumas vitaminas;

Se encontram nas folhas, ramos, sementes, frutas, legumes,

alimentos ricos em gorduras (soja, amendoim, milho, trigo) e em

outros com baixa concentração de lipídeos, tais como ervilhas,

batatas, maçãs, tomate, alfafa, rabanete e morangos.

Porém são escassas nos produtos de origem animal.

LIPOXIGENASE (EC 1.13.11.12)

Benéficos: responsável pela síntese de várias alcoóis e aldeídos de

aroma agradável característico de produtos frescos.

Prejuízos: após a colheita e durante o armazenamento e

processamento, oxida as gorduras e gera compostos de odor

desagradável.


oxidação dos ácidos linoleico e

linolênico a hidroperóxidos de

lipídeos, e decomposição química

em vários aldeídos e cetonas

aromáticos.

produção enzimática direta de radicais

de ácidos graxos que iniciam e

propagam reações de cooxidação e

auto-oxidação mediada por radicais

livres.

Lipoxidase de soja

Uma das mais ativas

A auto-oxidação de gorduras requer uma energia de ativação de

15,3 kcal/mol; no caso da peroxidação com lipoxidase de soja,

necessita-se apenas 4,3 kcal/mol e a enzima vem a agir mesmo em

baixa temperaturas.

Leite de soja: inativação do cozimento;

Óleo: tratamento térmico sob pressão antes da extração.


Os substratos específicos são ácidos graxos que contenham

insaturações do sistema não conjugado cis-cis-1,4-pentadieno

–CH=CH-CH2-CH=CH-

Ex: ácidos linoleico, linolênico e araquidônico.


a enzima extrai um átomo de H do C metileno (C-11) e produz um fragmento de ácido graxo cuja ressonância lhe permite estabelecer

duas formas, em C-9 e C-13. Posteriormente, cada um destes radicais adquire uma molécula de oxigênio e se isomeriza para gerar

os hidroperóxidos correspondentes opticamente ativos cis-trans.


A lipoxigenase também ataca outros compostos com duplas

ligações, como alguns pigmentos (carotenoides e clorofilas)

Ex: branqueamento de farinha de trigo

Se emprega soja crua e moída sem qualquer tratamento térmico

para manter a sua máxima capacidade enzimática; mistura-se

ambas as farinhas (de trigo de soja) e são mantidas sob condições

adequadas de temperatura e umidade, para que a lipoxigenase

execute sua função.


O acetaldeído é um produto do metabolismo do álcool que é mais

tóxico que o próprio álcool, e é criado quando o álcool no fígado é

destruído por uma enzima chamada álcool-desidrogenase. O

acetaldeído é então atacado por outra enzima, o aldeído-

desidrogenase, e por outra substância que se chama glutationa,

que contém uma quantidade alta de cisteína. Juntos, o aldeído-

desidrogenase e a glutationa formam o acetato (uma substância

similar ao vinagre) não tóxico.

ALDEÍDO DESIDROGENASE (EC 1.1.1.70)

As mulheres têm menos aldeído-desidrogenase e glutationa,

fazendo com que o organismo leve mais tempo para eliminar as

toxinas, piorando os efeitos da ressaca.

50% dos japoneses e chineses não possuem a isoenzima aldeído

desidrogenase-2 (ALDH2), o que permite que o acetaldeído se

acumule no organismo após o consumo de álcool, o que causa

vermelhidão facial, dores de cabeça, tontura, náusea e até maiores

incidências de câncer do trato digestivo.


Metabolismo do Álcool Pela Ação das Enzimas Álcool Desidrogenase(ADH) e Aldeído Desidrogenase(ALDH).


Ação da aldeido-desidrogenase no fígado


2,3-butanodiol é produzido a partir de piruvato em processo

fermentativo, para a sua síntese as três principais enzimas são α-

acetolactato sintase, acetolactato descarboxilase e acetoína

redutase, também denominada de butanodiol desidrogenase.

BUTANODIOL DESIDROGENASE (ACETOÍNA REDUTASE)

Quantidades consideráveis de citrato ocorrem no leite de vaca,

ovelha e cabra.

Além dos açúcares, muitas espécies de bactérias lácticas têm a

capacidade de metabolizar o citrato levando a produção de

compostos de 4 carbonos (C4), nomeadamente, diacetilo, acetoína

e butanediol, que possuem propriedades aromáticas e são

importantes para o aroma típico de muitos produtos lácteos.




Solvente para resinas e vernizes


Agente aromatizante

: sabor amanteigado


Percursores de espumas para uso

em medicamentos,

produtos cosméticos,

loções, pomadas e

antitranspirantes.

FIGURA 10. Metabolismo do Citrato em estirpes de Lactococcus e Leuconostoc (Adaptado de Mayo et al., 2010).

Chave das enzimas: CL, citrato liase; OAD,

oxaloacetato descarboxilase; LDH, lactato dehidrogenase;

PDC, pirovato descarboxilase; ALS, α-acetolactato sintase;

ADC, α-acetolactato decarboxilase; DAR, acetoína

diacetilo reductase; BDH, 2,3-butanediol dehidrogenase,

Tppi, tiamina pirofosfato.


Outras BAL, como os Lb. plantarum e Oenococcus oeni, utilizam a

presença do citrato para produzir uma fermentação secundária no

vinho, na cerveja e em salsichas, que conferem off-flavours a esses

produtos. Assim, há um grande interesse industrial pelo

metabolismo do citrato pelas BAL.


OBRIGADA !!

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