Enzimas na Cozinha

12-02-2011 18:00

Enzimas na cozinha

 

Júlio Cesar de Carvalho*
Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação

Objetivos

Mostrar aos alunos um exemplo de reação enzimática, comum no dia-a-dia. Para alunos de níveis básicos de química (ensino fundamental e início do médio), é um tema que instiga a curiosidade e ajuda a gostar de química; para níveis mais avançados, é uma forma interessante de reforçar os conceitos de catálise, reagentes e produtos.

Ponto de partida

Não há necessidade de conhecimentos prévios formais de química, embora haja vários desdobramentos interessantes que podem ser abordados nos tópicos de reações, cinética química, bioquímica e funções orgânicas. Ver "sugestões e dicas".

Estratégias

1) Corte uma maçã e peça aos alunos que observem, com olhos "investigativos" o que ocorre com a fruta. A área exposta ao ar escurecerá em alguns minutos. Batatas também funcionam, mas leva mais tempo.

2) Especule com os alunos o que ocorreu. Há outros exemplos de fenômenos semelhantes em alimentos? Ainda não explique o que ocorre. 

3) Como se pode evitar que ocorra o escurecimento? Certamente haverá sugestões. Eis algumas que funcionam, da menor para a maior eficiência: 

 

  • Salgar ou adoçar o vegetal (+).
  • Pingar suco de limão ou vinagre sobre o vegetal cortado (++).
  • Manter o vegetal cortado imergido em água (+++).
  • Escaldar (imergir em água quente, por 30s a 2 minutos) (++++)
  • Molhar com uma solução de antioxidante (ácido ascórbico, por exemplo) (++++)

    4) Peça aos alunos que, sozinhos ou em grupos, especulem sobre o que ocorre. Informe a eles que o processo é chamado de "pardamento enzimático"; a partir desse nome ("pardamento" = escurecimento, e "enzimático" = que envolve enzimas), muitas boas idéias podem aparecer. 

    5) Finalmente, explique que, nas maçãs e em alguns outros vegetais, alguns compostos sofrem oxidação ao ar, e essa oxidação forma produtos que, por sua vez, polimerizam (formam cadeias longas) que apresentam cor cada vez mais escura. 

    Não se preocupe em discutir a natureza dos compostos envolvidos (a não ser que os alunos já tenham boa base de química), mas sim o que são os reagentes e produtos, e o que é uma enzima. 

    Explique que enzimas são proteínas com propriedades de catálise. Essas proteínas podem ser "desnaturadas" (de modo simples, deformadas) usando calor ou outras condições. 

    6) Agora que você explicou o que ocorre, peça aos alunos para explicarem por que os métodos do item 3) funcionam mais ou menos. Importante mesmo é entender a imersão em água e o escaldado, mas veja as outras explicações: 

     

    Método
    Funciona porque...
    Salgar ou adoçar o vegetal Quase não funciona. Enzimas podem ser suscetíveis à presença de solutos diversos, mas nesse caso seria preciso bastante soluto...
    Pingar suco de limão ou vinagre sobre o vegetal cortado Abaixa o pH, o que tende a alterar a forma da enzima e, portanto, a sua eficiência
    Manter o vegetal cortado imergido em água Dificulta a exposição ao ar
    Escaldar (imergir em água quente, por 30s a 2 minutos) “Lava” parte dos reagentes e desnatura a enzima, que não pode mais catalisar a reação
    Molhar com uma solução de antioxidante (ácido ascórbico, por exemplo) Converte quinonas de volta a fenóis. Não impede a reação, mas regenera os reagentes!

    7) Para finalizar, peça aos alunos para pesquisarem mais alguns exemplos de reações enzimáticas no dia-a-dia.

  • Sugestões e dicas

  • Se os experimentos com frutos forem feitos em uma cozinha ou cantina, o "material" pode ser comido após lavagem; se feito em laboratório, não pode - mesmo que pareça limpo. 

     

  • Os alunos podem observar o pardamento em casa, como tarefa prévia à aula. 

     

  • Uma maçã cozida (por 30 min. a 60°C) e cortada ao mesmo tempo que uma maçã crua, pode ser usada para comparação do pardamento. 

     

  • Caramelização (geração de cor por aquecimento, por exemplo em caldas de açúcar ou em torradas) não é pardamento enzimático. Há ainda mais um tipo de pardamento não-enzimático, que ocorre por exemplo aos assar carnes, as reações de Maillard. 

    Para níveis avançados e curiosos de plantão: 

     

  • A polifenol oxidase usa como co-fator o cobre (é, os íons Cu+ e Cu2+). Assim, uma outra forma de evitar pardamento enzimático é com a adição de um "seqüestraste", que se liga ao metal, impedindo que ele participe do processo; EDTA é um exemplo. 

     

  • Nas reações de pardamento enzimático, compostos monofenólicos como a tirosina são convertidos a 1,2 difenóis e, em seguida, a 1,2 diquinonas. Esses dois passos de oxidação são enzimáticos. Em seguida, as diquinonas formadas podem polimerizar formando melaninas, polímeros coloridos.
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    *Júlio C. de Carvalho é engenheiro químico e professor do curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia da UFPR.