Denominam-se enzimas um conjunto de proteínas encarregadas de catalisar (iniciar, acelerar, modificar, retardar e até mesmo interromper) diversas reações químicas, desde que sejam termodinamicamente possíveis. Em outras palavras, são substâncias reguladoras no organismo dos seres vivos, geralmente reduzindo a energia inicial necessária para desencadear a reação.
As enzimas são indispensáveis para a vida e catalisam mais de 4.000 reações químicas conhecidas, desde que as condições de pH, temperatura e/ou concentração química sejam estáveis; visto que são proteínas, podem sofrer desnaturação e perder sua eficácia.
Atualmente, as enzimas são amplamente conhecidas e utilizadas em diversos setores industriais, como o alimentício, químico, agrícola, petrolífero, entre outros.
COMO AS ENZIMAS ATUAM
As enzimas podem operar de várias maneiras, mas atuam principalmente reduzindo a energia de ativação de uma determinada reação química, facilitando o processo.
Abaixo, apresentamos os principais modos de atuação:
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- MODIFICAÇÃO DO AMBIENTE. A energia de ativação é reduzida, favorecendo a ocorrência da reação. Isso ocorre por meio da alteração das propriedades químicas do substrato.
- FAVORECIMENTO DA TRANSIÇÃO. A energia de transição é reduzida sem modificar o substrato.
- FORNECIMENTO DE UMA ROTA ALTERNATIVA. Nesse caso, as enzimas reagem com o substrato para formar um complexo que ajuda a pular etapas do processo reacional, reduzindo o tempo necessário para que a reação ocorra.
- AUMENTO DA TEMPERATURA. Dentro de certos parâmetros, a ação da enzima pode ser acelerada pelo aumento dos níveis de energia, utilizando o calor gerado por reações exotérmicas paralelas.
AS ENZIMAS NA DEGRADAÇÃO DO AMIDO
As enzimas atuam em todos os momentos do processo de panificação, em todas as suas fases, e diferentes enzimas entram em ação em cada uma delas. Assim, podemos distinguir quatro processos básicos na elaboração do pão:
AMASSAMENTO:
Nesta primeira etapa, misturam-se a farinha, a água e o fermento. Durante esse processo de amassamento, as principais enzimas que atuam sobre o amido da farinha são as alfa-amilases e as beta-amilases. Vejamos como cada uma atua:
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- Alfa-amilases:
- Encontram-se naturalmente na farinha de trigo e em outros cereais.
- Atacam as ligações alfa-1,4 das cadeias de amilose e amilopectina do amido.
- Produzem maltose, maltodextrina e dextrinas como produtos finais.
- Começam a atuar no momento em que a farinha é hidratada.
- Sua atividade é favorecida pelo trabalho mecânico e pelo atrito do amassamento.
- Beta-amilases:
- Também presentes naturalmente na farinha de trigo e em outros cereais.
- Atacam as extremidades não redutoras das cadeias de amilose e amilopectina.
- Produzem principalmente maltose como produto final.
- Iniciam sua atividade durante o amassamento, juntamente com as alfa-amilases.
- Apresentam pico de atividade em temperaturas entre 50 e 65ºC.
- A sinergia dessas duas enzimas durante o amassamento permite uma degradação inicial do amido em açúcares mais simples, como a maltose. Assim, quando o fermento é adicionado, os açúcares estão disponíveis para iniciar o processo de fermentação.
- Embora sua atividade seja limitada nesta primeira fase de amassamento, as amilases continuarão atuando nas fases posteriores de descanso e fermentação da massa.
- Alfa-amilases:
DESCANSOS:
Durante os períodos de descanso entre as fermentações, as leveduras consomem os açúcares liberados graças à ação coordenada das amilases. Isso permite que a massa cresça, produzindo CO2 e tornando-a aerada. Assim, as enzimas garantem um suprimento constante de açúcares fermentáveis para as leveduras enquanto a massa descansa, permitindo o desenvolvimento ideal do pão. Durante o processo de descanso da massa, após a sova inicial, as principais enzimas que atuam sobre o amido são:
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- Alfa-amilases:
- Continuam degradando lentamente as cadeias de amilose e amilopectina.
- Produzem quantidades crescentes de maltose, maltodextrina e dextrinas.
- Beta-amilases:
- Mantêm sua atividade nas extremidades das cadeias.
- Liberam mais maltose de forma progressiva.
- A essa atividade enzimática, deve-se somar a contribuição das enzimas produzidas pela própria levedura:
- Maltases:
- Fornecidas pelas leveduras (*Saccharomyces*).
- Decompõem a maltose em duas moléculas de glicose.
- A glicose é o açúcar que as leveduras podem consumir.
- Invertases:
- Também produzidas pelas leveduras.
- Degradam qualquer açúcar presente em glicose e frutose.
- Fornecem mais fontes de açúcar fermentável.
- Maltases:
- Alfa-amilases:
FERMENTAÇÃO:
Enquanto as leveduras crescem e se reproduzem durante a fermentação, elas necessitam dos açúcares liberados pela ação conjunta de suas próprias enzimas e das amilases da farinha. A glicose e outros monossacarídeos obtidos são metabolizados pelas leveduras para a obtenção da energia necessária, produzindo CO2, o que faz com que a massa ganhe volume. Essa sinergia enzimática é fundamental para permitir a fermentação ideal da massa de pão e a obtenção do volume, da textura e dos sabores desejados. Durante o processo de fermentação da massa, as principais enzimas que atuam são:
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- As alfa-amilases e beta-amilases continuam degradando lentamente o amido residual em maltose e outros açúcares.
- Sua atividade é favorecida nas temperaturas ideais de fermentação (25 a 30 °C).
- Enzimas fornecidas pela levedura (*Saccharomyces cerevisiae*):
- Maltases:
- Decompõem a maltose produzida pelas amilases em duas moléculas de glicose.
- A glicose é o açúcar que as leveduras podem consumir como fonte de energia.
- Invertases:
- Decompõem a sacarose em glicose e frutose.
- As leveduras podem metabolizar esses monossacarídeos.
- Glucoamilases:
- Podem romper as ligações alfa-1,4 e alfa-1,6 da amilose e da amilopectina restantes.
- Liberam apenas moléculas de glicose como produto final.
COZIMENTO:
Uma vez atingidas temperaturas acima de 80 a 90 °C, a maioria das enzimas é inativada definitivamente. No entanto, no breve período inicial do cozimento, a atividade enzimática acelerada pela temperatura é crucial para fornecer precursores que resultam no pão com o aspecto, o aroma e o sabor tão apreciados. Nesse processo de cozimento, as principais enzimas que entram em ação são:
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- Amilases na farinha:
- As alfa-amilases e as beta-amilases presentes na farinha desempenham um papel breve, porém importante, no início do cozimento.
- Nos primeiros minutos de forneamento, com temperaturas em torno de 60-70ºC, as alfa-amilases são ativadas.
- Elas degradam mais rapidamente o amido residual em maltose, maltodextrina e outras dextrinas.
- Essa ação fornece mais açúcares que participam da reação de Maillard.
- Glucoamilases do fermento:
- Também chamadas de amilases fúngicas.
- São ativadas brevemente no início do forneamento.
- Quebram ligações alfa-1,4 e alfa-1,6, liberando apenas glicose.
- Essa glicose também participa da reação de Maillard.
- A reação de Maillard é importante para o desenvolvimento da cor marrom característica da casca e de seus aromas:
- Açúcares redutores, como a glicose, reagem com os grupos amino dos aminoácidos/proteínas.
- Isso gera as moléculas de cor marrom e os aromas típicos da casca crocante do pão, tão apreciada.
- Amilases na farinha: