Tecnologias enzimáticas que colocam as proteínas essenciais da vida para trabalhar para fornecer soluções alimentares globais sustentáveis

O que são enzimas?

As enzimas são proteínas essenciais para a manutenção da vida. Presentes em todos os seres vivos, inclusive nos microrganismos, as enzimas são catalisadoras, ou seja, aceleram diversos tipos de reações. No corpo, por exemplo, as enzimas envolvidas na digestão metabolizam os alimentos, fornecendo energia para os processos biológicos vitais.

Só no corpo humano, existem mais de 3,000 tipos de enzimas que são encontradas em todos os lugares, desde a saliva até o estômago e o fígado. Alguns trabalham para quebrar o álcool, outros para manter as células da pele. Cada tipo de enzima tem uma forma única que determina com que tipo de substância, ou substrato, ela pode reagir. Para que uma reação ocorra, as moléculas do substrato devem corresponder precisamente à forma do sítio ativo da enzima – da mesma forma que uma chave se encaixa em uma fechadura. Devido à sua natureza especializada, a maioria das enzimas pode catalisar apenas um tipo de reação. As enzimas degradativas são aquelas que separam moléculas de gordura, proteína ou carboidratos, como açúcar e amido. Outros tipos de enzimas unem as moléculas do substrato. Como as enzimas são deixadas inalteradas por essas reações, elas podem ser usadas repetidamente, desde que as condições ideais de temperatura e pH sejam mantidas. Na ausência dessas condições ideais, as enzimas se tornam menos reativas ou desnaturadas.

Molde Koji (Aspergillus oryzae) crescendo em grãos de arroz

Desde os tempos antigos, os seres humanos têm aproveitado o poder de enzimas como as encontradas em microorganismos, como o mofo, para ajudar na produção de alimentos. As enzimas são essenciais para a fermentação, por exemplo, que preserva os alimentos e os torna mais nutritivos e deliciosos. Através da fermentação, ingredientes crus como leite, grãos e frutas são convertidos em queijo, iogurte e uma variedade de bebidas alcoólicas. As enzimas aceleram a fermentação liquefazendo e sacarificando o amido, ou seja, quebrando-o em açúcares. No Japão, as enzimas encontradas no mofo koji – que se forma naturalmente no arroz e outros grãos – têm sido utilizadas há séculos para fazer molho de soja, missô, saquê e outros alimentos fermentados de arroz, cevada e soja. Com as enzimas, os recursos alimentares limitados podem ser ampliados, gerando uma gama diversificada de produtos finais.

Com o tempo, à medida que a tecnologia de fermentação avançou, as funções das enzimas também passaram a ser melhor compreendidas. Até recentemente, as enzimas degradativas compreendiam a maioria das enzimas usadas pela indústria alimentícia, como no processamento de carnes, onde as enzimas de degradação de proteínas são usadas há muito tempo para amaciar bifes e hambúrgueres. Mas pesquisas mais recentes abriram uma gama de aplicações que aproveitam a capacidade de certas enzimas de unir moléculas e promover elasticidade e firmeza em alguns alimentos. Foi por isso que o Grupo Ajinomoto voltou sua atenção para a transglutaminase.

Saiba mais sobre como a fermentação preserva e melhora os alimentos

O que é transglutaminase?

A transglutaminase é uma enzima que liga proteínas do corpo em polímeros, tornando-se indispensável para criar barreiras e estruturas estáveis ​​como a pele. Ao contrário de outras enzimas conhecidas há séculos, foi descrita pela primeira vez e nomeada apenas no final da década de 1950.

Em 1980, uma das equipes de P&D da Ajinomoto começou a trabalhar em uma forma inicial de carne à base de plantas feita de proteína de soja. Um desafio para desenvolver carne a partir de proteína de soja sempre foi a dificuldade de recriar a textura da proteína animal. Na busca por uma substância capaz de dar elasticidade e firmeza à proteína de soja, pesquisadores do Grupo Ajinomoto descobriram uma enzima chamada transglutaminase. Isso levou a revelar a potencialidade dessa enzima para formar ligações covalentes entre as cadeias laterais dos resíduos dos aminoácidos glutamina e lisina. Essa reação permite que as proteínas se coagulem em proteínas maiores e possibilita a criação de proteína de soja caracterizada por fibras proteicas fortes e elásticas semelhantes às da proteína animal.

 

Como a transglutaminase reage com uma ampla variedade de proteínas, é útil em uma ampla gama de aplicações em alimentos. A solução de caseinato de sódio, por exemplo – uma proteína encontrada no leite que é resistente à gelificação mesmo quando aquecida – pode gelificar à temperatura ambiente quando tratada com transglutaminase. Isso teve implicações importantes para a produção de iogurte e queijo. Além disso, como a transglutaminase é ativa em temperaturas acima de 0°C e possui uma ampla faixa de pH ideal de 5.0 a 8.0, ela pode ser utilizada em aplicações alimentícias que variam de salsichas e hambúrgueres de carne a macarrão, tofu e alimentos preparados.

ACTIVA®️—a primeira preparação de transglutaminase do mundo para aplicações alimentícias

Em 1987, o Grupo Ajinomoto e seu parceiro de pesquisa conseguiram, pela primeira vez, a produção em massa de transglutaminase por meio de um processo de fermentação usando um microrganismo convencional. Isso levou à comercialização em 1993 de ACTIVA®, a primeira linha mundial de preparações de transglutaminase microbiana para aplicações alimentícias.

Comercializar ACTIVA® como preparações de transglutaminase – misturas da enzima com outros materiais alimentícios – em vez de na forma de enzima pura, ajudou as empresas a aplicar facilmente a tecnologia de enzimas alimentares em seu processamento de alimentos. Além disso, como a reatividade da transglutaminase varia dependendo do tipo de substrato proteico - reagindo melhor com leite, carne e proteína de soja do que com clara de ovo - a taxa de reação e o desempenho de custo de ACTIVA® foram aprimorados ainda mais pela mistura de subagentes selecionados, ou materiais alimentícios, otimizados para cada tipo de aplicação alimentícia. Da mesma forma, outras métricas de desempenho, como textura, moldabilidade e capacidade de inibir a deterioração dos alimentos ao longo do tempo, também foram aprimoradas por essa tecnologia de preparação de enzimas. ACTIVA® pode ser esfregado na superfície de cortes e aparas de carne ou misturado com carne moída antes de ser deixado endurecer. Desta forma, pequenas quantidades de carne podem ser colocadas em camadas, moldadas ou moldadas em produtos como rolos de carne, pedaços de carne ou hambúrgueres e nuggets de carne.

Desde então, o Grupo Ajinomoto passou a desenvolver outras aplicações e novas preparações enzimáticas que melhoram as funções da transglutaminase em resposta às necessidades da indústria alimentícia. Atualmente, está desenvolvendo uma gama mundial de produtos para melhorar a textura, inibir a degradação ao longo do tempo e aumentar a formabilidade em uma ampla variedade de produtos de carne, laticínios e frutos do mar, além de pão, macarrão e produtos proteicos à base de plantas.

 

Oferecendo saúde e nutrição sem compromisso por meio de soluções totais e sustentáveis

O Grupo Ajinomoto vem expandindo suas soluções enzimáticas alimentícias combinando não apenas a transglutaminase, mas também outras enzimas com diversos materiais alimentícios. Enquanto as enzimas degradativas comuns normalmente destroem a textura natural da carne ao quebrar as proteínas, o Grupo desenvolveu tratamentos enzimáticos patenteados que amaciam a carne sem sacrificar sua textura natural, produzindo produtos de alta qualidade com propriedades físicas como a sensação na boca que os produtores e consumidores de alimentos exigem. Outros produtos trabalham para quebrar as cadeias de amido no arroz para aumentar a retenção de água sem perda de textura, melhorando os rendimentos de produção e prolongando a vida útil, evitando a retrogradação do amido durante o armazenamento.

Essas tecnologias avançadas de enzimas estão contribuindo para uma melhor produtividade de alimentos, redução de custos e uso mais eficiente dos recursos alimentares. Em particular, o Grupo Ajinomoto foi pioneiro em formulações de colagem que estão revolucionando a forma como a carne moldada é produzida para aplicações como grelhar e grelhar. Normalmente, fatiar grandes cortes de carne gera quantidades significativas de aparas que acabam sendo desperdiçadas. Mas o uso de tratamentos enzimáticos para unir os cortes de carne em um molde antes do processamento produz fatias de carne mais uniformes, diminuindo a perda de alimentos e aumentando a eficiência da produção. As enzimas alimentares agora também são usadas em aplicações menos comuns, como produtos de frutos do mar, como bolinhos de peixe, e abrem uma gama de outras possibilidades.

Mas o poder das enzimas não termina aí. Juntamente com as mudanças sociais, como o envelhecimento da população, as soluções de enzimas alimentares da Ajinomoto estão evoluindo e encontrando novas aplicações em alimentos, como filés de peixe desossados ​​fáceis de comer, que estão em alta demanda nos hospitais. As preparações enzimáticas também estão sendo usadas para desenvolver alimentos mais saudáveis, pois podem compensar a perda de textura que geralmente ocorre quando o sal ou os fosfatos são reduzidos na carne e no peixe.

Em conjunto com aplicações de sabor e aroma que utilizam a tecnologia proprietária do Grupo Ajinomoto umami e  kokumi aplicações, as tecnologias enzimáticas do Grupo têm um papel importante a desempenhar na oferta de soluções alimentares abrangentes que promovem a saúde e a nutrição globais sem comprometer o sabor. Além disso, eles estão sendo cada vez mais usados ​​como materiais de rótulo limpo em produtos proteicos à base de plantas e chamando a atenção por sua capacidade de contribuir para a sustentabilidade.


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