Enzimas óxidorredutases

Discipina: Química de alimentos
Mestranda: 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.

 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.

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