Produção de transglutaminase microbiana e aplicação em pão sem-glúten

Abstract

As transglutaminases (EC 2.3.2.13) são transferases capazes de catalisar reações do tipo acil-transferência entre grupos γ-carboxiamida de resíduos de glutamina e grupos amina. As transglutaminases microbianas (MTGases) têm uma grande importância na indústria alimentícia, pelo fato de causarem efeito polimerizante em alimentos ricos em proteína, originando mudanças físicas na estrutura destes e portanto, aumentando consideravelmente o seu valor agregado. Este trabalho consistiu em produzir MTGase, a partir de uma linhagem microbiana selecionada utilizando coprodutos agroindustriais, em fermentação submersa (FS) e no estado sólido (FES). Adicionalmente, a enzima foi concentrada, caracterizada e aplicada na elaboração de pão sem glúten. Dentre 116 linhagens testadas, a selecionada foi identificada como Streptosporangium roseum V02 (ATCC 12428), pois produziu a enzima com maior atividade. Foram avaliadas as influências de componentes do meio de cultivo e de condições de processo, como: amido, peptona, extrato de levedura, farinha de arroz, água de maceração de milho (AMM), pH e concentração de inóculo na FS, e concentração de inóculo, relação água/farelo de trigo, AMM, KH2PO4 e MgSO4 para FES. Na FS foi proposto meio de cultivo contendo (g/L): farinha de arroz (40,0), peptona (30,0), K2HPO4 (2,0), KH2PO4 (2,0) e MgSO4 (1,0), pH 7,0 e a concentração de inóculo de 107 UFC/mL. A maior produção de MTGase foi 0,2 U/mL, em 4 dias de fermentação. Na FES foi proposto meio de cultivo contendo: água/farelo de trigo (80 mL/100 g), KH2PO4 (0,1 %) e MgSO4 (0,1 %) e micronutrientes, pH 7,0 e concentração de inóculo de 106 UFC/g, sendo que a maior produção da enzima foi 0,8 U/gms, em 8 dias de fermentação. O extrato enzimático produzido por FES foi concentrado por liofilização, utilizando como agente crioprotetor sacarose a 5 % (m/m). A temperatura e pH ótimos da enzima foram de 45 °C e 6,6, respectivamente. A enzima apresentou estabilidade a 35 °C, embora tenha apresentado estabilidade moderada a 50 °C, a qual levou um período de 30 min para perder 50 % de sua atividade. A 60 e 70 °C, a enzima perdeu quase totalmente sua atividade após período de 30 e 10 min, respectivamente. A adição de MTGase à massa de pão sem glúten influenciou no aumento do volume específico e na dureza do pão sem glúten. Foi possível observar que, com uma dosagem de 0,2 U/100 g (base farinha) de MTGase S. roseum V02, houve aumento de 13 % e 62 % no volume específico e na dureza do pão, respectivamente. Ao aumentar a concentração da enzima MTGase S. roseum V02 para 2,0 U/100 g (base farinha), o volume específico do pão aumentou apenas 6 % e a dureza aumentou 70 %, em relação ao controle (sem MTGase). Ao aplicar a enzima comercial, a adição de 0,2 U/100 g (base farinha) não resultou em aumento significativo no volume e na dureza da massa em relação ao controle, enquanto que, a aplicação de 0,2 U/ 100 g (base farinha) resultou em aumento de 11 % e 46 % no volume específico e na dureza, respectivamente. Os resultados da aplicação em massa de pão sem-glúten mostraram que a enzima MTGase S. roseum V02 é promissora, apresentando resultados melhores que a comercial quando aplicada à massa a 0,2 U/100 g (base farinha).