Determinação de proteína total e escore de aminoácidos de bromelinas extraídas dos resíduos do abacaxizeiro (Ananas comosus, (L.) Merril )

Determination of total protein and aminoacid composition of bromelain extracted from pineapple plant residues (Ananas comosus, (L.) Merril)

Determinação de proteína total e escore de aminoácidos de bromelinas extraídas dos resíduos do abacaxizeiro (Ananas comosus, (L.) Merril )¹

Lenice O. FREIMAN²,^*, A. U. O. SABAA SRUR³

RESUMO

O abacaxi por longo tempo tem sido a fruta não cítrica mais popular nos países tropicais e sub-tropicais, principalmente pelo seu atrativo sabor e aroma, além do refrescante balanço açúcar-ácido que possui, o que certamente, determinou sua importância sócio-econômica. Além dessas características, é fonte da enzima proteolítica bromelina, um produto de alto valor comercial, que não é fabricado no Brasil. O presente trabalho objetivou a determinação do escore de aminoácidos de bromelinas extraídas das várias partes do abacaxizeiro (casca, folha, caule, coroa e polpa), com duas precipitações subseqüentes, utilizando-se como agente precipitante, o etanol p.a. Análises mostraram maior teor de proteínas na bromelina extraída da coroa. Nas duas precipitações a composição de aminoácidos das enzimas obtidas, apresentaram resultados inferiores aos da comercial.

Palavras-chave: proteína, aminoácidos, bromelina, abacaxizeiro.

SUMMARY

Determination of total protein and aminoacid composition of bromelain extracted from pineapple plant residues (Ananas comosus, (L.) Merril). For a long time pineapple has been most popular noncitric fruit in tropical and subtropical countries, principally for its attractive flavor and aroma, besides refreshing sugar-acid balance, what certainly determined its social-economic importance. In addition to these characters, it is a source of the proteolytic bromelain enzyme , that is a high valued commercial product not made in Brazil. The present research has aimed in determination the aminoacids composition of extracted bromelain from some parts of the pineapple plant ( peel, leaf, stem, garland and pulp) with two subseqüents precipitation’s using ethanol p.a. as precipitating agent. Analysis showed higher protein content in extracted bromelain from the garland. In the two precipitation’s, the aminoacids composition from the obtained enzymes presented lower results than the one from the commercial enzyme.

Keywords: protein, aminoacids, bromelain, pineapple plant.

1 – INTRODUÇÃO

Os principais produtos da industrialização do abacaxi, tanto no Brasil quanto no exterior, são a fruta em calda e suco pasteurizado (simples ou concentrado) [6], seguida pela produção de geléias e geleadas. Alguns trabalhos mostram a viabilidade de se produzir etanol de uso farmacêutico [5], vinhos [16], ácido cítrico, vinagre, [8,14,6,13], amido comercial e larga utilização na alimentação animal [7]. OLIVEIRA e COUTO [20], observaram que 1 hectare de abacaxizeiro Smooth cayenne produz cerca de 15,4 toneladas de soqueira seca e a importância de se dar utilização a soqueira cresce, se considerarmos que esse resíduo tem uma composição química rica, destacando-se com altos teores de amido, proteína e enzimas proteolíticas (bromelinas).

A bromelina, EC Enzyme Commission Number 3.4.4.24, é uma protease encontrada no fruto, talo, caule, folhas e raízes do abacaxizeiro e em todas as espécies do gênero Bromeliaceae [18,12,4]. Com o avanço da área de enzimologia, surgiram várias técnicas de extração de enzimas, baseadas principalmente no poder de precipitação das substâncias albuminóides por sais e solventes orgânicos como o sulfato de amônio, álcool etílico, acetona, etc. MAKAY [17], patenteou processo para produção de bromelina a partir do líquido drenado, ou obtido por prensagem de talo e/ou abacaxi, e, para melhorar a eficiência do processo, o autor adicionou ao líquido clarificado, detergente sulfonado derivado de ácido ricinoleíco, obtendo um rendimento de bromelina superior.

Segundo HEINICKE e GORTNER [12], bromelina do talo preparada pela precipitação com acetona é uma mistura de muitos colóides, sais inorgânicos e materiais orgânicos simples, que também são precipitados pela acetona e a proteína bruta geralmente corresponde a cerca de 50% do total do peso do precipitado desidratado. Materiais inorgânicos, principalmente cátions geralmente são de 10 a 15% do peso total e o restante são carboidratos complexos de natureza poliuronídica e glicosídica.

Na indústria de alimentos, a bromelina pode ser utilizada no amaciamento de carnes vermelhas [12,24]; na produção de pães e biscoitos a partir de farinhas de trigo de alto teor protéico [9,21]; na produção de ovos desidratados [24]; na preparação de leite de soja e isolados protéicos [24]; na cervejaria para hidrolizar certos complexos proteína-taninos, formados durante a fermentação, que se presentes na cerveja, tornam-se insolúveis e formam turvações quando gelada [12,24]; na medicina é utilizada na digestão de vermes, como ascaris e trichuris [22]; na suturação de feridas, nas queimaduras principalmente as de 3^o grau; para solubilizar mucos e melhorar a eficiência de raio X no útero, para minimizar as dores menstruais, quando usada como solução de irrigação [12,24]; como anti-inflamatório de origem vegetal em cirurgias e por último, tem sido estudado sua eficiência na inibição do desenvolvimento de células cancerígenas [2,23].

O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de mensurar o teor de proteínas e a composição de aminoácidos das bromelinas de várias partes do abacaxizeiro, obtidas através de duas precipitações subseqüentes e comparar a bromelina comercial.

2 – MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 – Matéria-prima

a) Como matéria-prima foram utilizados lotes de 1.000gr de cada parte do abacaxizeiro (casca, folha, caule, coroa e polpa), da variedade Pérola.

b) Bromelina comercial da SIGMA-B2252 lote 57F0536, 10g, armazenado à -5°C por 12 meses, que foi empregada como padrão de comparação das bromelinas obtidas neste trabalho.

2.2 – Processo de extração da enzima.

Para a obtenção da enzima das várias partes do abacaxizeiro, foi utilizado processo descrito por FREIMAN & SABAA-SRUR [10],onde são feitas duas precipitações subseqüentes com utilização do álcool etílico p.a (1:1).

2.3 – Determinação de proteína

Determinada de acordo com Método do Biureto descrito por LAYNE [15]. É um método colorimétrico, cuja cor, que varia de rosa a púrpura, é formada devido ao complexo de íons de cobre e o nitrogênio das ligações peptídicas, obtidas quando soluções de proteínas em meio fortemente alcalino são tratadas com soluções diluídas de íons cúpricos. Esses compostos têm absorção máxima em 540 nm. Preparou-se curva padrão de soro albumina bovina contendo 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 mg de proteína/ml de solução, considerando-se a pureza da proteína.

2.4 – Determinação de aminoácidos

A composição em aminoácidos foi mensurada nas amostras das duas precipitações e na bromelina comercial por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) em um autoanalisador TSM da TECHNICON. A metodologia seguida, foi a descrita no manual de instruções do equipamento, não constando qualquer referência bibliográfica.

No método empregado, a amostra sofreu processo de hidrólise ácida com HCL 6N contendo 0.05% de mercaptoetanol, foi filtrada e injetada no aparelho contendo norvalina e sarcosina como padrões primários e secundários respectivamente. Juntamente com a amostra levou-se ao equipamento cubetas com solução padrão contendo 90, 225 e 900 micromoles de cada aminoácido e uma cubeta contendo solução tampão de borato de sódio 0,4 N pH 10.4 para corrida de um branco.

2.5 – Determinação de Triptofano

A concentração de triptofano foi determinado através do método DAB [1], onde há hidrólise prévia necessária para eliminar o efeito hipercrômico que o triptofano peptídico exibe com DAB (dimetil amino benzaldeido). Na prática usa-se a hidrólise enzimática ou a alcalina, sendo a última mais rápida e efetiva. A curva padrão de triptofano foi preparada com 0, 10, 20, 30, 40, 50 e 60mcg/mL e as amostras foram lidas em Espectrofotômetro da METRONIC à 600nm.

3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 – Determinação de proteína

Os resultados das concentrações de proteína das duas precipitações e da bromelina comercial, são apresentados nas Tabelas 1 e 2, sendo que as duas precipitações mostraram valores inferiores ao da bromelina comercial (45%). Na 1^a precipitação, o maior valor foi para bromelina extraída da coroa (23,26%), seguido pela polpa (17,93%), a casca (17,70%) e o caule (17,37%), e o menor valor para a da folha (13,26%). Entretanto, esses resultados apresentados para a polpa, coroa, casca e folha, bem como, a coroa, polpa e caule não diferiram ao nível de 5% de probabilidade pelo Teste Tukey.

Na 2^aprecipitação, o maior valor encontrado, foi para a bromelina extraída da polpa (10,31%), seguida pela da casca (10,16%), da coroa (6,80%), da folha (4,60%) e do caule (3,90%). Contudo, quando comparados os resultados da polpa, casca, coroa e folha e também coroa, folha e caule, pode-se observar que não diferiram ao nível de 5% de probabilidade pelo Teste Tukey.

Com relação aos resultados obtidos nas duas extrações, pode-se afirmar que estatisticamente, há diferença (altamente significativa, alfa= 1%), entre os % de enzimas extraídos das partes do abacaxizeiro e essa diferença é semelhante nas duas extrações (interação não significativa). Este decréscimo nos valores dos teores de proteína na 2^aprecipitação, em relação à 1^a, no entanto, era esperado, uma vez que a maior fração protéica precipita no primeiro contato com o agente precipitante.

A bibliografia consultada não apresenta resultados de análises da bromelina das várias partes do abacaxizeiro precipitada através de uma 2^a precipitação, no entanto, como pode ser observado, no presente trabalho, essas enzimas são precipitadas.

GHARBAWI e WHITAKER [11] determinaram a concentração de proteína pelo método do Biureto [14], onde encontraram valores entre 28,7 e 31,70% de proteína para a bromelina do caule de abacaxi de variedade não mencionada, no entanto,AWANG e RAZAK [3] encontraram resultados de proteína na bromelina do caule em torno de 65,25%, ambos utilizaram como agente precipitante o álcool etílico p.a e os resultados apresentados foram superiores aos do presente trabalho.

Durante o processo de obtenção da enzima, ocorre também a precipitação de carboidratos, gomas e outras substâncias. De acordo com HEINICKE e GORTNER [12] esses carboidratos complexos, que também precipitam em presença de solventes orgânicos, são os maiores componentes da bromelina. Acredita-se que quanto maior for a concentração de carboidratos na planta, menor será o teor de proteínas no precipitado.

3.2 – Determinação de aminoácidos

Nas Tabelas 3 e 4 encontram-se os resultados das composições de aminoácidos das bromelinas obtidas das várias partes do abacaxizeiro através de duas precipitações e da bromelina comercial.

De acordo com os estudos de MURACHI et al. [19] a pequena diferença nos pesos moleculares da bromelina da polpa (31.000) e a do caule (28.000), torna evidente que as duas enzimas não diferem acentuadamente na composição de aminoácidos, exceto pelo fato que a bromelina da polpa contém menos lisina e os teores de arginina e histidina são comparáveis, o que a torna uma proteína ácida, já que esses aminoácidos apresentam caracter ácido. Esses resultados são compatíveis aos de MURACHI [18] que identificaram na bromelina extraída da polpa um ponto isoelétrico igual a 4.66 (ácido) e a do caule igual a 9.55 (básico). No presente trabalho, também foram observados menores teores de lisina e comparáveis teores de arginina e histidina na bromelina da polpa que na do caule da 1^a precipitação, o que poderia sugerir ser uma proteína ácida.

As bromelinas das várias partes da planta obtida através de duas precipitações (Tabelas 3 e 4) apresentaram composição de aminoácidos inferiores ao da bromelina comercial, sendo que os da 1^a precipitação foram superiores aos da 2^a . A bibliografia consultada não menciona análise da composição de aminoácidos das bromelinas obtidas do caule, casca, folha, coroa e polpa do abacaxizeiro.

4 – CONCLUSÕES

Diante dos resultados obtidos, é possível concluir que:

• Resíduos agroindústriais do abacaxi, de pouco ou nenhum valor, poderiam ser transformados em produto de alto valor econômico (enzimas proteolíticas),

• O processo utilizado possibilitou obter dentre as várias partes da planta estudadas, o maior teor de proteínas para a bromelina da coroa (23,26%), na 1

  ^a precipitação quando comparada com a bromelina comercial (45%), com diferença significativa entre as duas extrações. A composição de aminoácidos também foi inferior a bromelina comercial,

• Estudos posteriores sobre a viabilidade desse processo, parecem necessários, assim como suas aplicações em termos de futuro mercado e a otimização do processo, a fim de aumentar a precipitação da enzima, levando-se em consideração a proporção de agente precipitante (etanol) no processo de extração da enzima.

5 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

² UFRRJ/ Depto. de Economia Doméstica/ Instituto de Ciências Humanas e Sociais. Ant. Estrada Rio São Paulo- Km 47- Seropédica- Rio de Janeiro- Brasil- 23851-970.

³ UFRRJ/ Depto. de Tecnologia de Alimentos/ Instituto de Tecnologia. Ant. Estrada Rio São Paulo- Km 47- Seropédica- Rio de Janeiro- Brasil- 23851-970.

* A quem a correspondência deve ser enviada.

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¹

Recebido para publicação em 10/01/98. Aceito para publicação em 18/03/99.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  09 Fev 2000
• Data do Fascículo
  Maio 1999

Histórico

• Aceito
  18 Mar 1999
• Recebido
  10 Jan 1998