11.15 marcos almeida.ppt [Sólo lectura] - INNOVA 2017 · História • 1980 Inicio de los estudios sobre la aplicación de la TG, extraída del hígado de conejo de Indias y plasma

Transglutaminasa

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Transglutaminasa (TG)

• La transglutaminasa cataliza la polimerización y la unión cruzada o

entrecruzamiento (cross link) de proteínas.

ProteasaProteína Amino ácidos libres

• Las enzimas actualmente existentes promueven la hidrólisis de sustratos. Ej.: Amilasas y proteasas.

TGProteína

Lys

Gln Lys

Gln Lys Gln

Gln Lys

Polimerización



Transglutaminasa:Mecanismo de enlaces

cruzadosGLN-C-NH2 + H-N-LYSGLN-C-NH2 + H-N-LYS

||

O ||

O

|

|

|

|

|

|

|

|

TGTG

NH3GLN-C-N-LYSGLN-C-N-LYS|

|

|

|

|

|

|

||| |

O H|| |

O H

|

H |

H

γ Carbonyl Group of Glutamina ε Amino grupo da Lisina



Origen:Mamíferos Aves

Microorganismos

PescadosVegetales

Humanos, cerdos, ganados

Hígado, corazón, riñones y sangre

TG

GallinasMolleja y sangre

Camarón, ostiones, salmones, atún, ostras

Arvejas, girasol,Bróculi, espinaca



• En el hombre la Transglutaminasa es conocida como el factor XIII, unos de los factores responsables por la coagulación sanguínea;

El Factor XIII



Estructura Primaria y centro activo

SH

CH2

NH2 CH

COOH

CENTRO ACTIVO DE LA TGCISTEÍNA

SH

Transglutaminasa es una enzima SH con Cisteína como centro activo



Actividad Actividad CaCa+2+2 independiente;independiente;

Actividad enzimActividad enzimáática x pH;tica x pH;

Actividad enzimActividad enzimáática x temperatura;tica x temperatura;

Tasa de reacciTasa de reaccióón;n;

DesDesactivaciactivacióón;n;

ActuaciActuacióón de la TG en las proten de la TG en las proteíínas.nas.

PROPRIEDADES BPROPRIEDADES BÁÁSICAS DE LA TGSICAS DE LA TG



§§ MAMMAMÍÍFEROS:FEROS:

CaCa+2 +2 dependientedependiente

§§ MICROORGANISMOS: MICROORGANISMOS:

CaCa+2 +2 independienteindependiente

FFÁÁCIL UTILIZACICIL UTILIZACIÓÓN EN LOS N EN LOS ALIMENTOS ALIMENTOS PROCESAPROCESADDOS OS

ACTIVIDAD CaACTIVIDAD Ca+2+2 INDEPENDIENTEINDEPENDIENTE



pH pH óóptimo = 7ptimo = 7

0

50

100

4 5 6 7 8 9 pH

Ativ

idad

e Rel

ativ

a (%

)A

CTI

VID

AD

REL

ATI

VA

(%

)A

CTI

VID

AD

REL

ATI

VA

(%

)

ACTIVIDAD ENZIMACTIVIDAD ENZIMÁÁTICA X pHTICA X pH



Temperatura Temperatura óóptima = 50 ptima = 50 °°CC

0

50

100

40 45 50 60 70

Temperatura (°C)

Act

ivid

ad R

elat

iva (

%)

Act

ivid

ad R

elat

iva

(%)

La TG estLa TG estáá activa solamente arriba 0 activa solamente arriba 0 °°CC..Bajo 0 Bajo 0 °°CC la TG la TG estestáá en el estado de latencia.en el estado de latencia.

ACTIVIDAD ENZIMACTIVIDAD ENZIMÁÁTICA X TEMPERATURATICA X TEMPERATURA



Tasa de Reacción de la TG:Binomio Tiempo x Temperatura

204035307020105152405

Tiempo (min.)Temperatura (°C)

Los tiempos requeridos para las reacciones a cada temperatura a fin de que se obtengan los mismos resultados de una reacción a pH 6.0 y 50°C



Temperatura:Temperatura:

ReaReactivosctivos externos:externos:ModificaModificacicióónn ddelel grupo SH dgrupo SH de le la cistea cisteíína na (CENTRO A(CENTRO ACCTIVO).TIVO).

EEjjemploemplo: : OXIDAOXIDACICIÓÓNN DDELEL GRUPO SH PGRUPO SH POROR CONTACONTACCTO COTO CONN ELEL OXOXÍÍGGEENO.NO.

DesnaturaDesnaturalizacilizacióónn dde le la protea proteíína pna poror elel binbinoomiomio ttiiempoempo x temperatura.x temperatura.

EEjjemploemplo: : Desactivación de la TG en Salsichas (3 cm de diámetro)

Temperatura interna (oC) Tiempo necesario para la desactivación 65 2h o más70 15 min75 5 min80 1 min

DESACTIVACIDESACTIVACIÓÓNN



§§ BBUENOSUENOS SUBSTRATOS: SUBSTRATOS: -- proteproteíínas conas conn mumuchchas as estruestruccturasturas aleataleatooriasrias, como case, como caseíína na yy gelatina;gelatina;-- proteproteíínas conas conn mumuchchos resos resiiduosduos de lisina de lisina yy glutamina, como proteglutamina, como proteíína dena desosoyya a yy trigo.trigo.

§§ AACCTUATUACICIÓÓNN: :

-- EnlacesEnlaces cruzadcruzadoos, s, interinter e intramoleculares, entre e intramoleculares, entre llas molas molééculas de proteculas de proteíína cona connformaformacicióónn de ude unna red tridimensional.a red tridimensional.

ACTUACIACTUACIÓÓN DE LA TG EN LAS PROTEN DE LA TG EN LAS PROTEÍÍNASNAS



Especificidad del sustrato:

+ + Glutenina+ + GliadinaTrigo

+ + + Globulina 7S+ + +Globulina 11SSoja+ +Yema

-Actina+ClaraHuevos+ + +Miosina+β-Lacto globulina+ + +Gelatina+α-Lacto albúmina+ +Colágeno+ + + Caseinato de Sodio+MioglobinaCarnes+ + +CaseínaLeche

ReactividadProteínaProductoReactividadProteínaProducto

+ + + : Reacciona muy bien+ + : Reacciona bien+ : Reacciona dependiendo de las condiciones- : En general no reacciona



§§ Viscosidad / Estabilidad de emulsiViscosidad / Estabilidad de emulsióón;n;

§§ Capacidad de formaciCapacidad de formacióón de gel;n de gel;

§§ Resistencia fResistencia fíísica;sica;

§§ Estabilidad tEstabilidad téérmica;rmica;

§§ Capacidad de retenciCapacidad de retencióón del agua.n del agua.

EFECTOS DE LA TG EN LAS PROTEEFECTOS DE LA TG EN LAS PROTEÍÍNASNAS



1

10

100

1000

10000

100000

0 1 2 3 4 5

Co n c . T G ( U/g p ro t e ín a)

Vis

cosi

dad

(cP

)

AUMENTO DE LA VISCOSIDAD DEL MEDIO EMULSIÓN MÁS ESTABLE

Solución de caseinato incubado a 55 °C por 1 horaConcentración de la proteína: 8%

VISCOSIDAD/ESTABILIDAD DE EMULSIVISCOSIDAD/ESTABILIDAD DE EMULSIÓÓNN



Proteína con baja capacidad de formación de gel [ formará gel

Ejemplo: solución de caseinato de sodio

Proteína capaz de formar gel [ gel proteico más firme

Ejemplo: gel de surimi

TGTG

TGTG

SIN TRATAMIENTO TSIN TRATAMIENTO TÉÉRMICORMICO

CAPACIDADE DE FORMACICAPACIDADE DE FORMACIÓÓN DE GELN DE GEL



CASEINATO DE SCASEINATO DE SOODIODIO







FORMACIFORMACIÓÓN DE GELN DE GEL



Proteína con baja capacidad de formar gel:

0

20

40

60

80

100

0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20

Conc. T G (U/g prote ína)

Ten

sión

de

Ru

ptu

ra (

g)

Gel de caseinato incubado a 37 °C por 1 hora, pH 6,5Concentración de la proteína: 10%

RESISTENCIA FRESISTENCIA FÍÍSICASICA



Estabilidad térmica

Enlaces covalentes formados por TG son estables a los Enlaces covalentes formados por TG son estables a los cambios de temperatura;cambios de temperatura;

La TG fortalece la estructura del gel proteico mejorando la La TG fortalece la estructura del gel proteico mejorando la estabilidad testabilidad téérmica del gel.rmica del gel.

GELGELFLUFLUÍÍDADA120120



202000TEMPERATURA DTEMPERATURA DE LE LA A SOLUSOLUCICIÓÓNN ALCALINA (ALCALINA (°°C)C)

NIVELNIVEL DE TGDE TG(U/g DE PROTE(U/g DE PROTEÍÍNA)NA)

Cambio visual de la gelatina (10% de proteCambio visual de la gelatina (10% de proteíína) despuna) despuéés de 30 min. s de 30 min. en una solucien una solucióón alcalina en diferentes temperaturas.n alcalina en diferentes temperaturas.

EEjjemploemplo: : GelatinaGelatina



T = 80T = 80°°CC

SIN TGSIN TG CON TGCON TG

GELATINAGELATINA




GELATINAGELATINA

T = 80T = 80°°C t = 20 C t = 20 minmin




GELATINAGELATINA

T = 80T = 80°°C t = 30 C t = 30 minmin



CAPACIDAD DE RETENCICAPACIDAD DE RETENCIÓÓN DE AGUAN DE AGUA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Sin

eres

is (

0 U

/gp=

100%

)

0 1 3 5 10

Concentración de TG (U/g proteína)

Sineresis (0 U/gp=100%)

Yogur tratado con TG, incubado a 25°C por 2h



História•• 1980 Inicio de los estudios sobre la aplicaci1980 Inicio de los estudios sobre la aplicacióón de la TG, n de la TG,

extraextraíída del hda del híígado de conejo de Indias y plasma bovino, en gado de conejo de Indias y plasma bovino, en la modificacila modificacióón de proten de proteíínas.nas.

•• 1987 Inicio del estudio de la posibilidad de la producci1987 Inicio del estudio de la posibilidad de la produccióón n de TG derivada de microorganismos para tornar viable la de TG derivada de microorganismos para tornar viable la comercializacicomercializacióón.n.

•• 1989 Hallazgo del 1989 Hallazgo del Streptoverticillium sp Streptoverticillium sp (microorganismo (microorganismo responsable por la obtenciresponsable por la obtencióón de la TG).n de la TG).

•• 1989 Ajinomoto Co. inicia la producci1989 Ajinomoto Co. inicia la produccióón y n y comercializacicomercializacióón de la TG, como preparacin de la TG, como preparacióón enzimn enzimáática, tica, ACTIVAACTIVA TGTG..

•• 1994 Hallazgo del 1994 Hallazgo del Streptoverticillium mobaraense Streptoverticillium mobaraense (la (la especie de microorganismo mespecie de microorganismo máás eficiente en la produccis eficiente en la produccióón n de la TG).de la TG).



Flujo de producción

MICROORGANISMOMICROORGANISMO

SEPARADOR SEPARADOR CONDENSADOR CONDENSADOR

DEXTRINADEXTRINA ETANOLETANOL

PRECIPITADOR PRECIPITADOR

SEPARADOR SEPARADOR

SECADOR A VACSECADOR A VACÍÍO O

ETANOLETANOL

MOLINILLO MOLINILLO MEZCLADOR MEZCLADOR

ADITIVOSADITIVOSACTIVA ACTIVA TGTG

FERMENTACIFERMENTACIÓÓNN

MICROORGANISMOMICROORGANISMO

NUTRIENTESNUTRIENTES

ALMIDALMIDÓÓN N

TGTG



Efectos de la TG en las proteínas1.1. Capacidad de formaciCapacidad de formacióón de gel en emulsiones:n de gel en emulsiones:

Ejemplos: Salchichas, Salames, Ejemplos: Salchichas, Salames, frankfurtersfrankfurters..

Beneficios: Beneficios:

–– Mejoran la rebanabilidad, textura (mordida)Mejoran la rebanabilidad, textura (mordida)–– Mejora la firmeza y consistenciaMejora la firmeza y consistencia–– Confiere una textura uniforme (sin grietas ni burbujas);Confiere una textura uniforme (sin grietas ni burbujas);–– Aumenta la elasticidad;Aumenta la elasticidad;–– Mejora la palatabilidad; Mejora la palatabilidad;

Propiedades:Propiedades:

–– Incrementa la capacidad de retenciIncrementa la capacidad de retencióón de aguan de agua–– No altera el sabor y aroma originalesNo altera el sabor y aroma originales–– Excelente acciExcelente accióón en productos con alta n en productos con alta candidadcandidad de MDM, piel, de MDM, piel,

extensoresextensores



Salamis

VENTAJAS:

- Reduce el tiempo de maduración

- Firmeza adecuada obtenida enmenor tiempo

- Mejora la rebanabilidad del producto

- Permite la utilización de materias primas de baja funcionalidad

- No interfiere en el desarrollo del pH, actividad de agua y pérdidas en el secado.

ANÁLISIS DE TEXTURA

TGTG



Mortadela

TGTG



Salchicha - Frankfurter

• Mejora la textura y la apariencia del producto final;

• Proporciona la obtención de un producto más homogéneo;

•Aumenta la cohesión de la masa;

•Permite la utilización de materias primas de baja funcionalidad;

•Aumenta la a jugosidad;

•Incrementa la capacidad de retención de agua, reduciendo la pérdida de agua durante el período de almacenamiento



ANANÁÁLISE DE TEXTURA LISE DE TEXTURA -- SALSICHASALSICHA



Efectos de la TG en las proteínas

2.2. Uniones en los trozos de alimentos Uniones en los trozos de alimentos (Reestructuraci(Reestructuracióón):n):

–– ObtenciObtencióón de porciones controladas;n de porciones controladas;–– Posibilita la reestructuraciPosibilita la reestructuracióón de recortes y trozos de carne n de recortes y trozos de carne

resultando un producto de apariencia similar a la carne resultando un producto de apariencia similar a la carne ““in naturain natura””–– Aumenta la jugosidad y la palatabilidadAumenta la jugosidad y la palatabilidad–– Su fuerte poder de enlaces y uniSu fuerte poder de enlaces y unióón se mantiene an se mantiene aúún cuando los n cuando los

alimentos son posteriormente congelados, cortados o cocidos.alimentos son posteriormente congelados, cortados o cocidos.–– Mejora la rebanabilidad, apariencia del productoMejora la rebanabilidad, apariencia del producto



REESTRUCTURADOS CARNE DE RESREESTRUCTURADOS CARNE DE RES



Jamón crudo



Panceta (Bacon)



Medallones

ACTIVAACTIVA



Lomos de res

ACTIVAACTIVA



PALETAPALETA

JAMJAMÓÓN CONN CON TGTG

JAMJAMÓÓN SINN SIN TGTG

JAMJAMÓÓN / PALETAN / PALETA



Jamones

TGTG

Ventajas:

• Mejora la rebanabilidad , la textura, la elasticidad;

• Reduce la proporción de fosfatos sal;



PESCADOSPESCADOSREESTRUREESTRUCCTURADOS TURADOS –– PRODUPRODUCCTOSTOS



¡¡GRACIAS!GRACIAS!



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