Protease

:: Aspectos Gerais ::

          As proteases presentes no leite podem ser endógenas ou introduzidas no leite durante o crescimento microbiano. As proteases endógenas do leite podem ser ácidas ou alcalinas, como a protease alcalina ou plasmina, que apresenta atividade principalmente sobre as caseínas β e αs2 embora se mostre ativa em face das caseínas κ e αs1. A ação da plasmina pode causar graves defeitos nos produtos lácteos submetidos a tratamento UHT, como sabor amargo e mudanças na viscosidade. A protease ácida apresenta atuação ótima a pH 4 e é mais termolábil que a protease alcalina. Atua preferencialmente sobre a  β-caseína (ORDOÑEZ, 2005).

 

          As proteases liberadas pelas bactérias psicrotróficas no leite são, em sua maioria, metalo-proteases, com a presença de Ca e Zn. Apresentam composição similar de aminoácidos, sendo a maioria de baixo peso molecular, como resíduos de glicina e alanina, mínimas quantidades de metionina e ausência de cistina, com a presença da alanina no grupo terminal N. A estabilidade térmica destas enzimas pode ser devido à ausência de pontes dissulfeto entre as cadeias de aminoácidos, o que promove uma maior flexibilidade na estrutura primária da enzima (MITCHELL; EWINGS; BARTLEY, 1986).

 

          A presença de Ca2+ e Zn2+ nas proteases também contribui na estabilidade destas enzimas ao calor, permitindo que elas resistam à temperatura de 149ºC por 7s, ou seja, ao tratamento UHT (BARACH; ADAMS; SPECK, 1976).

 

          A ação degradativa das proteases de microrganismos psicrotróficos é distinta entre as frações protéicas do leite. A κ-caseína é a fração mais susceptível à ação destas enzimas, seguida em menor escala pelas frações α e β-caseína, sendo que as proteínas do soro do leite (α-lactoalbumina e β-lactoglobulina) são resistentes ao ataque das proteases (SILVA, 2004).

 

          A ação das proteases, principalmente do gênero Pseudomonas, é similar à da quimosina, enzima empregada na coagulação enzimática para obtenção de queijos (PICARD et al., 1996). Esta atua sobre a κ-caseína, causando a ruptura do enlace Phe105-Met106, provocando a desestabilização e desnaturação das micelas de caseína, levando à formação de dois peptídeos: a para-κ-caseína, que permanece nas micelas de caseína, e o glicomacropeptídeo, formado pelos resíduos de aminoácidos 106 a 169 (TULLIO, 2007).

 

          Em um estudo feito no Estado da Carolina do Norte (EUA) todos os psicrotróficos isolados do leite cru produziram proteases termorresistentes e, 70 a 90% das amostras de leite cru apresentaram contaminação por psicrotróficos. A protease produzida por Pseudomonas MC 60 apresentou valor de D (tempo requerido para diminuir a atividade da enzima em 90%) a 149ºC de 90s. O tratamento UHT utilizando temperatura de 146ºC por 2s destruiu menos de 10% desta protease. Além disso, a protease Pseudomonas MC60 se mostrou 4000 e 400 vezes mais resistente ao calor que esporos de B. stearothermophilus e Cl. Sporogenes respectivamente (ADAMS; BARACH; SPECK, 1975).

 

          Em outro estudo realizado na Austrália, os autores encontraram sete das oito proteases avaliadas resistentes à pasteurização e ao tratamento UHT, com valor de D a 74ºC variando de 5,5 a 190 min e a 140ºC variando de 2 a 300s (MITCHELL; EWINGS; BARTLEY, 1986).

 

          Estes dados indicam que a destruição desta enzima pelo calor se torna impraticável em produtos lácteos, uma vez que o calor pode causar alterações nas estruturas quaternárias, terciárias, secundárias e até mesmo primárias das proteínas do leite. Além disso, temperaturas elevadas podem comprometer o valor nutricional do leite devido à perda de vitaminas (FENEMA, 1996).

 

          A presença de proteases em leite destinado a fabricação de queijos pode causar uma degradação parcial das β e қ-caseínas, liberando peptídeos e nitrogênio não protéico no soro, causando uma queda no rendimento nos queijos em até 5%. Além disso, durante a maturação de queijos macios e semi-duros, estas proteases podem liberar peptídeos de baixo peso molecular que podem causar gosto amargo nestes queijos (FURTADO, 2005).

 

          As proteases produzidas por microrganismos psicrotróficos também causam defeitos no leite UHT, tais como a geleificação e aumento na viscosidade. A ocorrência de sedimentos e a geleificação durante a estocagem do leite UHT é considerada como um dos maiores problemas apontados pelas indústrias, pois reduz o prazo comercial e pode ocasionar rejeição por parte do consumidor (SILVA, 2004).

 

 

Referências 

 

ADAMS, D.M.; BRAWLEY, T.G. Heat resistant bacterial lipases and ultra-high temperature sterilization of dairy products. Journal of Dairy Science, v. 64, p.1951-1957, 1981.

 

BARACH, J.T.; ANAMS, D.M.; SPECK, M.L. Stabilization of a psychrotrophic Pseudomonas protease by calcium against thermal inactivation in milk at ultrahigh temperature. Applied and Environmental Microbiology, v.31, n.6, p.875-879, 1976.

 

FENNEMA, O.R. Food chemistry. 3ª Edição. M. Dekker Inc., 1095p., 1996.

 

FURTADO, M.M. Principais problemas dos queijos: causas e prevenção. Fonte comunicações e editora. 200p., 2005.

 

MITCHELL, G.E.; EWINGS, K.N. Physicochemical properties of proteinases from selected psychrotrophic bacteria. Journal of Dairy Research, v.53, p.97-115, 1986.

 

ORDOÑEZ, J.A. Tecnologia de Alimentos – Volume 2 – Alimentos de origem animal. Editora Artmed. 279p., 2005.

 

PICARD, C.; PLARD, I.; RONGDAUX-GAIDA, D.; COLLIN, J.C. Detection of proteolysis in raw milk stored at low temperature by an inhibition ELISA. Journal of Dairy Research, v.64, p.395-404, 1994.

 

SILVA, P.H.F. Leite UHT: fatores determinantes para sedimentação e geleificação. 127p., 2004.

 

TULLIO, L.T. Isolamento e caracterização do glicomacropeptídeo de soro de leite. Dissertação de mestrado. Curitiba – PR. 2007.

 

 

Por: Maike Taís Maziero Montanhini



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