BIOTECNOLOGIA
Alimentos e Nutracêuticos
APLICAÇÕES DA TRANSGLUTAMINASE DE
ORIGEM MICROBIANA (MTgase) EM ALIMENTOS
LÁCTEOS
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Ciência de Alimentos pela Universidade Estadual
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estão em busca do desenvolvimento de
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CARACTERÍSTICAS
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 Dependente de baixa tenção O2 para
ativação
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FONTES
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consumo: bovinos, suínos e pescados
 Veg...
LEGISLAÇÃO
 ANVISA (2003), RDC no. 348 complementa a
RDC no. 24 e aprova a aplicação da
transglutaminase de origem microb...
LEGISLAÇÃO
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 aprova sua utilização juntamente com a
gelatina suína para utilização como ligante
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FISIOLOGIA
 Fator de coagulação presente no plasma: XIIIa
transglutaminase e XIIIb proteína carreadora
 Dependende de Ca...
FISIOLOGIA
 Função quimiotática
 Formação do tecido de granulação através
das ligações cruzadas das proteínas
adesivas: ...
FISIOLOGIA
 Fator XIII da coagulação sanguinea nos
mamíferos
 Formação do citoesqueleto e parede
celular das Plantas
 F...
INIBIDORES
 Metais pesados se ligam ao único grupo tiol do resíduo
de cisteína: sítio ativo da MTG
 Cu++ Zn++ Pb2+ Li+
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REAÇÃO
Fonte: SHARMA, LORENZEN e QVIST, 2001 (adaptado).
AÇÃO
 Catalização das reações das ligações
cruzadas entre proteínas
 Incorporação de uma amina livre
 Hidrólise do resí...
Propriedades de Textura e Análise do Perfil de
Textura (PTA)
Curva típica do texturômetro GF (adaptada de BOURNE, 1982).
VANTAGENS
 Melhoria do Perfil de Textura:
 Dureza
 Coesividade
 Elasticidade
 Fraturabilidade (redução)
 Melhoria da...
ATIVIDADE
 Atividade ótima a 50°C por 10 minutos no
em pH=6
 Mantém a atividade por 10 minutos a
40°C
 Perde a atividad...
ATIVIDADE
Temperatura (°C) Tempo (min)
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FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989.
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REATIVIDADE
FOOD PROTEIN REACTIVITY
Milk Casein +++
Sodium caseinate +++
A-Lactoglobulin +
B- Lactoglobulin +
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APLICAÇÕES E DOSAGEM
APLICAÇÃO PREPARAÇÃO CONCENTRAÇÃO U/g DOSAGEM g/Kg
Carnes e peixes TG BIONOV 100 100 8-10
Presunto cr...
PROTEÍNAS DO LEITE
PROTEÍNAS DO LEITE
BIOQÚIMICA
 Efeito das ligações cruzadas mais
pronunciado na κ-caseína
 A maior reatividad das κ-caseínas deve-se
a sua ...
BIOQÚIMICA
 Dentre as proteínas do leite destacam-se
as caseínas
 Bons substratos para a transglutaminase
 A incubação ...
BIOQÚIMICA
 A polimerização das formas monoméricas das
proteínas aumenta após o tratamento térmico
do leite a 85°C por 15...
BIOQÚIMICA
 Em geral, o aumento progressivo da
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BIOQÚIMICA
 O aspecto da segurança na ingestão da
molécula ε-(γ-glutamina)lisina formada
pela reação catalisada pela
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BIOQÚIMICA
 Durante o cozimento ou processamento
dos alimentos, o aumento da temperatura
é freqüentemente lento e as
tran...
IOGURTE NATURAL
(mL.100g-1) expressa volume de exudato coletado
após 2 horas de refrigeração a 6°C
IOGURTE NATURAL
Fonte BONISCH et al, 2006. Iogurte consistente com adição de
caseinato de sódio: 6 semanas de estocagem so...
PROCESSO IOGURTE
Resfriamento
43 º C
Adição
Transglutaminase
0,06%
Adição
sólidos
Incubação
6 h
Inoculação
Cultivo
Aquecim...
QUEIJOS PARA ASSAR
Coalho (Brasil)/Assadero (México)
Pasteurizacão
75 °C / 15 a 20 s
Adição coalho
quimosina
Incubação
30 min
Adição
Transglutaminase
0,045%
Adição bactérias
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QUEIJOS FRESCOS
Minas (Brasil)/ Campesino
(Colombia)/Panela (México)
Adição
Transglutaminase
0,03%
Coagulação
30 - 40 min
Adição coalho
quimosina
Incubação
30 min
Adição CaCl2
20 g / 100 L
Re...
PONTO DE VENDA
PONTO DE VENDA
PONTO DE VENDA
PONTO DE VENDA
PONTO DE VENDA
PONTO DE VENDA
PONTO DE VENDA
PARCERIAS DE SUCESSO
CONTATO
Ronaldo Montezuma
Méd-vet. Me. Eng. Alimentos
+55 (011) 3099-9517
+55 (11) 99598-1750
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Queijos rendimento enzima

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Melhoria de textura, fatiabilidade e rendimento de queijos frescais e filados.
Aumento da firmeza e eliminação da sinéresis em iogurtes naturais e coalhadas. Ex. Iogurte Grego, Coalhada Síria, etc.
Aumento da viscosidade de bebidas láctes.

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Queijos rendimento enzima

  1. 1. BIOTECNOLOGIA Alimentos e Nutracêuticos APLICAÇÕES DA TRANSGLUTAMINASE DE ORIGEM MICROBIANA (MTgase) EM ALIMENTOS LÁCTEOS Ronaldo Montezuma Consultor em Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação São Paulo, Outubro de 2013
  2. 2. APRESENTAÇÃO PROFISSIONAL Médico Veterinário e Mestre em Engenharia e Ciência de Alimentos pela Universidade Estadual Paulista (UNESP). Pesquisador e empreendedor em projetos de inovação do agronegócio. Experiência de 20 anos como executivo em unidades de negócios e áreas corporativas na Sadia, Sonae e JBS. Atua como consultor no desenvolvimento de novos produtos e aplicação de produtos biotecnológicos em indústrias alimentícias, no Brasil e America Latina.
  3. 3. IMPORTÂNCIA  Indústrias alimentícias de todo o mundo estão em busca do desenvolvimento de ingredientes ou produtos lácteos com novas características físicas e funcionais  Um dos objetivos é a alteração das propriedades dos produtos lácteos pela modificação das proteínas do leite utilizando a transglutaminase (RODRIGUEZ-NOGALES, 2006; SHARMA, LORENZEN e QVIST, 2001)
  4. 4. CARACTERÍSTICAS  Independente do cálcio para ativação  Dependente de baixa tenção O2 para ativação  Massa molar 38.000 Kd  Ponto isoelétrico (pl) = 8,9  331 aminoácidos em uma única cadeia peptídica  1 resíduo de cistina  proteína monométrica simples
  5. 5. FONTES  Purificação da enzima dos fluidos dos tecidos dos animais abatidos para consumo: bovinos, suínos e pescados  Vegetais  Produção microbiana iniciou em 1980  Streptoverticilium mobaraense sp, linhagem S-8112
  6. 6. LEGISLAÇÃO  ANVISA (2003), RDC no. 348 complementa a RDC no. 24 e aprova a aplicação da transglutaminase de origem microbiana em alimentos  A resolução RDC no. 278 dispensa de registro as enzimas e preparações enzimáticas  MAPA (1986): Regulamentos Técnicos de Identidade e Qualidade Portaria nº 146, de 07 de março de 1996 coadjuvante opcional de tecnologia/elaboração: Enzima transglutaminase quantum satis
  7. 7. LEGISLAÇÃO  USDA FSIS (2001)  aprova sua utilização juntamente com a gelatina suína para utilização como ligante de produtos de carne formados e em presuntos curados e embutidos cozidos  FDA  A transglutaminase foi Genericamente Reconhecida Como Segura (GRAS)
  8. 8. FISIOLOGIA  Fator de coagulação presente no plasma: XIIIa transglutaminase e XIIIb proteína carreadora  Dependende de Ca++ e trombina  Aumento da estabilidade do coágulo da fibrina pela formação de ligações covalentes entre os polímeros de fibrina  Estabilização do tecido de cicatrização pela formação de ligações cruzadas entre as moléculas de fibrina  Favorece a migração dos fibroblastos (BAER et. all, 1980; TAKAHASHI et. All; 1986 FOLK, 1980; BRUHN et. all, 1981)
  9. 9. FISIOLOGIA  Função quimiotática  Formação do tecido de granulação através das ligações cruzadas das proteínas adesivas: fibronectina, vitronectina, actina, miosina e colágeno  Prolongamento da estabilidade das ligações cruzadas pelo aumento da resistência a fribrinólise (BARRY et. all, 1988)
  10. 10. FISIOLOGIA  Fator XIII da coagulação sanguinea nos mamíferos  Formação do citoesqueleto e parede celular das Plantas  Formação da membrana de células esporulares DE JONG; KOPPELMAN, (2002)
  11. 11. INIBIDORES  Metais pesados se ligam ao único grupo tiol do resíduo de cisteína: sítio ativo da MTG  Cu++ Zn++ Pb2+ Li+  Substâncias organicas específicas: Indício de um grupo SH participando da reação  Inibidor natural no soro do leite crú ainda não indentificado presume-se que se liga ao resíduo de cistéina  Presente em leite aquecido a temperatura até 62 a 65 °C por 30 minutos  Peso molecular 200 Da, não é um íon metálico livre (DE JONG, BOUMANS & WIJNGAARDS, 2009)
  12. 12. REAÇÃO Fonte: SHARMA, LORENZEN e QVIST, 2001 (adaptado).
  13. 13. AÇÃO  Catalização das reações das ligações cruzadas entre proteínas  Incorporação de uma amina livre  Hidrólise do resíduo glutamina (GERRARD et al., 2001)
  14. 14. Propriedades de Textura e Análise do Perfil de Textura (PTA) Curva típica do texturômetro GF (adaptada de BOURNE, 1982).
  15. 15. VANTAGENS  Melhoria do Perfil de Textura:  Dureza  Coesividade  Elasticidade  Fraturabilidade (redução)  Melhoria da fatiabilidade  da viscosidade  Redução da sinérese  Melhoria do rendimento:  Maior agregação das globulinas ao coalho  Aumento da retenção de líquido
  16. 16. ATIVIDADE  Atividade ótima a 50°C por 10 minutos no em pH=6  Mantém a atividade por 10 minutos a 40°C  Perde a atividade a 70°C em poucos minutos  É ativada a 10°C e retém alguma atividade próximo do ponto de congelamento
  17. 17. ATIVIDADE Temperatura (°C) Tempo (min) 5 240 15 105 20 70 30 35 40 20 FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989. Relação entre a temperatura e o tempo de reação.
  18. 18. ATIVIDADE FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989. 0 20 40 60 80 100 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Atividade(%) Temperatura (oC)
  19. 19. ATIVIDADE FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Atividade(%) Temperatura (oC)
  20. 20. REATIVIDADE FOOD PROTEIN REACTIVITY Milk Casein +++ Sodium caseinate +++ A-Lactoglobulin + B- Lactoglobulin + Egg Egg white protein (egg albumin) + egg yolk protein ++ Meat Myoglobin + Collagen ++ Gelatin +++ Myofibril: Myosin +++ Myofibril: Actin X X Soybean 11S Globulin +++ 7S globulin +++ Wheat Gliadin ++ Glutenin ++ +++ reacts very well, ++reacts well, + reacts depending of conditions, X in general do not react. (SAKAMOTO et al., 2006) Reactivity of microbial transglutaminase for several proteins
  21. 21. APLICAÇÕES E DOSAGEM APLICAÇÃO PREPARAÇÃO CONCENTRAÇÃO U/g DOSAGEM g/Kg Carnes e peixes TG BIONOV 100 100 8-10 Presunto cru TG BIONOV 100 100 10 Salames, presuntos TG BIONOV 100 100 1,5-2 Surumi, derivados peixe TG BIONOV 100 100 1-3 Presuntos, salsichas TG BIONOV 100 100 3 Linguiças frescas, salsichas, presuntos, mortadelas TG BIONOV 100 100 1 Queijos mussarela antes de pasteurizar TG BIONOV 70 70 5 Iogurte e queijo fresco TG BIONOV 70 70 0,3 Queijos mussarela TG BIONOV 70 70 0,5 Queijo duro amarelo TG BIONOV 70 70 0,3-1 Leite fluido crú TG BIONOV 70 70 0,4
  22. 22. PROTEÍNAS DO LEITE
  23. 23. PROTEÍNAS DO LEITE
  24. 24. BIOQÚIMICA  Efeito das ligações cruzadas mais pronunciado na κ-caseína  A maior reatividad das κ-caseínas deve-se a sua localização na superfície da micela  Os macropeptídios das κ-caseínas são muito acessíveis ao ataque da transglutaminase (KRUIF et al., 2002; RODRIGUEZ-NOGALES, 2005)
  25. 25. BIOQÚIMICA  Dentre as proteínas do leite destacam-se as caseínas  Bons substratos para a transglutaminase  A incubação de soluções de β- e κ- caseínas com transglutaminase leva a formação de ligações intramoleculares nas micelas de caseína (COZZOLINO et al., 2003; O´CONNELL e KRUIF, 2003)
  26. 26. BIOQÚIMICA  A polimerização das formas monoméricas das proteínas aumenta após o tratamento térmico do leite a 85°C por 15 minutos, sendo menos intensa para a αs-caseína  O pré-aquecimento do leite causa a desnaturação das proteínas do soro e sua interação com as micelas de caseína, aumentando a susceptibilidade das proteínas à reação com a transglutaminase (SHARMA, LORENZEN e QVIST, 2001)
  27. 27. BIOQÚIMICA  Em geral, o aumento progressivo da temperatura desorganiza o sistema proteína- água quebrando as ligações de hidrogênio que estabilizam a estrutura protéica  Isso causa o desdobramento e provoca a interação proteína-proteína, aproximando as proteínas do sítio ativo da transglutaminase e levando à subseqüente formação dos polímeros (NIEUWENHUIZEN et al., 2003)
  28. 28. BIOQÚIMICA  A incorporação de ligações intra ou intermoleculares em alimentos protéicos parece viável  para o melhoramento das propriedades físicas e de textura de muitos produtos. Existem procedimentos químicos e enzimáticos para introduzir ligações cruzadas covalentes em proteínas
  29. 29. BIOQÚIMICA  Essas reações causam alterações nas propriedades funcionais de proteínas vegetais e animais, possibilitando a formação de produtos com melhores propriedades reológicas e sensoriais (NIELSEN, PETERSEN e MOLER, 1995).
  30. 30. BIOQÚIMICA  A incorporação de ligações intra ou intermoleculares em alimentos protéicos parece viável para o melhoramento das propriedades físicas e de textura de muitos produtos  Devido à origem natural da enzima e sua alta especificidade pelo substrato, o procedimento enzimático tornou-se mais aceito por autoridades regulatórias e pelo consumidor (NONAKA et al., 1989).
  31. 31. BIOQÚIMICA  O aspecto da segurança na ingestão da molécula ε-(γ-glutamina)lisina formada pela reação catalisada pela transglutaminase está relacionado com a ingestão dessa molécula em alimentos cozidos, já que a transglutaminase está presente na maioria dos tecidos e órgãos de vegetais e animais.
  32. 32. BIOQÚIMICA  Durante o cozimento ou processamento dos alimentos, o aumento da temperatura é freqüentemente lento e as transglutaminases endógenas podem exercer sua atividade enzimática por algum tempo (MOTOKI e SEGURO, 1998).
  33. 33. IOGURTE NATURAL (mL.100g-1) expressa volume de exudato coletado após 2 horas de refrigeração a 6°C
  34. 34. IOGURTE NATURAL Fonte BONISCH et al, 2006. Iogurte consistente com adição de caseinato de sódio: 6 semanas de estocagem sob refrigeração a 4°C Sem TG (a), (c) e (e) com TG (b), (d) e (f). Redução da sinérese durante a vida útil de iogurte natural sem estabilizantes
  35. 35. PROCESSO IOGURTE Resfriamento 43 º C Adição Transglutaminase 0,06% Adição sólidos Incubação 6 h Inoculação Cultivo Aquecimento 45 - 50 º C Pasteurizacão 85 °C / 15 min Estocagem 5 º C Embalagem Resfriamento 20 º C Resfriamento 15 º C Adição do sabor Rompimento do gel pH = 6,4
  36. 36. QUEIJOS PARA ASSAR Coalho (Brasil)/Assadero (México)
  37. 37. Pasteurizacão 75 °C / 15 a 20 s Adição coalho quimosina Incubação 30 min Adição Transglutaminase 0,045% Adição bactérias láticas Adição CaCl2 20 g / 100 L Estiramento 75 - 80 ºC Fermentação pH= 5 - 5,2 / 2 h Prensagem e sinérese parciais Agitação 30 - 45 min Aquecimento 44 ºC Corte e agitação 15 min Coagulação 30 - 40 min Estocagem 2 - 4 ºC Embalagem Secagem 10 ºC / 70% UR 24 - 48 h Salga salmoura 20º Baumé Resfriamento água 10 ºC / 30 min Moldagem 0,5 - 4 kg Resfriamento 34 - 37 ºC PROCESSO MUSSARELA
  38. 38. QUEIJOS FRESCOS Minas (Brasil)/ Campesino (Colombia)/Panela (México)
  39. 39. Adição Transglutaminase 0,03% Coagulação 30 - 40 min Adição coalho quimosina Incubação 30 min Adição CaCl2 20 g / 100 L Refrigeracão 36 - 38 º C Pasteurizacão 75 °C / 15 a 20 s Expedição Embalagem Resfriamento 7 º C / 12 h Salga a sêco 2 horas Moldagem 0,250 kg - 3,0 kg Sinérese parcial Corte e Agitação 30 min PROCESSO FRESCAIS
  40. 40. PONTO DE VENDA
  41. 41. PONTO DE VENDA
  42. 42. PONTO DE VENDA
  43. 43. PONTO DE VENDA
  44. 44. PONTO DE VENDA
  45. 45. PONTO DE VENDA
  46. 46. PONTO DE VENDA
  47. 47. PARCERIAS DE SUCESSO
  48. 48. CONTATO Ronaldo Montezuma Méd-vet. Me. Eng. Alimentos +55 (011) 3099-9517 +55 (11) 99598-1750 Pesquisa, Desenvolvimento & Inovação mailto:ronaldo@bionov.com.br www.bionov.com.br BIOTECNOLOGIA Alimentos e Nutracêuticos

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