Orientador: Hélia Harumi Sato

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: A transglutaminase catalisa a formação de ligações cruzadas entre grupos ?-amino de resíduos de lisina e o grupo ?-carboxiamida de resíduos de glutamina de proteínas. Esta enzima pode ser usada para unir diferentes proteínas e melhorar suas propriedades funcionais. A transglutaminase obtida...

Resumo: A transglutaminase catalisa a formação de ligações cruzadas entre grupos ?-amino de resíduos de lisina e o grupo ?-carboxiamida de resíduos de glutamina de proteínas. Esta enzima pode ser usada para unir diferentes proteínas e melhorar suas propriedades funcionais. A transglutaminase obtida de micro-organismos por processos fermentativos apresenta vantagens em relação à enzima obtida de plantas e tecidos animais para as aplicações industriais. Neste trabalho, foram estudados os efeitos de diferentes subprodutos ou resíduos agroindustriais no meio de cultivo para a fermentação submersa de Streptomyces sp. CBMAI-837, visando o aumento da atividade e da produtividade da enzima. Entre os substratos proteicos avaliados, o uso de 2,5% (m:v) de farelo de algodão ou de 2,5% (m:v) de farelo de soja no meio de cultivo resultou no aumento da atividade enzimática de 1,2 U.mL-1 (214%) e 1,0 U.mL-1 (182%), respectivamente, em relação ao valor obtido pela fermentação do micro-organismo em meio de cultivo contendo 2,5% de farinha de soja (0,57 U.mL-1). Em relação às fontes de carbono principais avaliadas, a adição de 2,0% de glicerol ou de 12% de melaço de cana de açúcar permitiu o aumento da atividade de transglutaminase em 0,94 U.mL-1 (167%) e 0,88 U.mL-1 (157%), respectivamente. Foi verificado que a adição de 1% de quitina nativa no meio de cultivo favoreceu a produção da enzima elevando a atividade de transglutaminase em 181% em relação ao meio de cultivo sem quitina. Os efeitos da aplicação da TGase de Streptomyces sp. CBMAI-837 em massa de farinha de trigo mole e na fabricação de pães foram avaliados e os resultados foram comparados com a atuação de uma TGase comercial (BioBond) formulada para aplicação em cereais. De forma geral, as duas enzimas avaliadas apresentaram o mesmo efeito sobre a massa quanto ao aumento da resistência à extensão, a redução da máxima extensão da massa e a redução da pegajosidade da massa. Efeito antagônico foi observado na hidrofobicidade de superfície das proteínas da massa sendo que este parâmetro foi reduzido pela adição da TGase de Streptomyces sp. CBMAI-837 e foi elevado pela enzima comercial. A adição de TGase na preparação da massa de farinha de trigo mole resultou em aumento da massa molecular das proteínas, indicantivo da formação de ligações cruzadas entre proteínas. A aplicação da transglutaminase de Streptomyces sp. CBMAI-837 em massa de pão de farinha de trigo mole promoveu a redução do volume do pão em 9% e o aumento da firmeza em 32%. O aumento da quantidade de solvente adicionado na massa de 53% para 56% permitiu o aumento do volume dos pães, no entanto, com pouca diferença dos parâmetros de textura em relação ao controle para a TGase comercial BioBond e para a TGase de Streptomyces sp. CBMAI-837

Abstract: Transglutaminase catalyzes the cross-linking reaction between a ?-carboxyamide of a glutamine residue from a peptide bond and the ?-amino group of a lysine. TGase can bind different proteins and improve their functional properties. The microbial transglutaminase shows advantages over the...

Abstract: Transglutaminase catalyzes the cross-linking reaction between a ?-carboxyamide of a glutamine residue from a peptide bond and the ?-amino group of a lysine. TGase can bind different proteins and improve their functional properties. The microbial transglutaminase shows advantages over the enzyme extracted from plants and mammals. In the present study, the effect of different industrial wastes and byproducts in the culture medium during the submerged fermentation of Streptomyces sp. CBMAI-837 was studied aiming to increase the enzyme activity and yield. Amongst the substrates with high protein content, the use of 2,5% of cottonseed meal or 2,5% of soybean meal in the culture medium increased the transglutaminase activity to 1.2 U.mL-1 (214%) and 1.0 U.mL-1 (182%), respectively, as compared to the results obtained using 2,5% of soybean flour. With regard to the main carbon sources, both 2% glycerol and 12% sugar cane molasses increased the transglutaminase activity to 0.94 U.mL-1 (167%) and 0.88 U.mL-1 (157%), respectively. It was observed that the addition of 1% of chitin on culture medium increased the transglutaminase activity by 181% as compared to the results obtained without the addition of chitin. The effects of the TGase from Streptomyces sp. CBMAI - 837 on soft wheat flour dough and on the manufacture of bread were evaluated, and the results were compared with the performance of a commercial TGase (BioBond) formulated for specific applications in cereal products. In general, both enzymes had the same effect on the rheological properties of the doughs, increasing the resistance to extension, reducing the maximum extension and reducing stickiness of the dough. The surface hydrophobicity of the protein dough was reduced by the addition of TGase from Streptomyces sp. CBMAI 837 but increased by the addition of the commercial enzyme. In general the analysis of the protein structure indicated an agglomeration of the proteins causing an increase in molecular weight. The application of transglutaminase from Streptomyces sp. CBMAI-837 in the formulation of bread loaves decreased the bread volume by 9% and increased firmness by 32%. Increasing the amount of solvent added to the dough from 53% to 56% increased the volume of the loaves, but resulted in little difference in the texture profiles of the loaves made with the addition of the commercial BioBond and Streptomyces sp. CBMAI ¿ 837 TGases, in relation to the control