UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO
UNIDADE ACADÊMICA DE GARANHUNS
ENZIMAS NO PROCESSAMENTO DE ALIMENTOS
Quimosina na produção de queijos
Prof. Fábio Silva
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS
Transformações bioquímicas de alimentos
CLASSIFICAÇÃO DOS QUEIJOS
Desenvolvimento de aroma, sabor e textura com o tempo
Maturados
Frescais
Prontos para o consumo logo após o processamento
Cada queijo apresenta qualidades únicas de aroma, sabor e textura
LEITE X QUEIJO
Líquido homogêneo, em que os seus componentes estão sob
as formas solúvel, emulsão ou coloidal
Material biológico complexo que apresenta características
próprias por meio de um criterioso blend de enzimas,
culturas starter, ácidos e temperaturas
ELABORAÇÃO DE QUEIJOS
Líquido
Sólido
A mudança de fase ocorre sob condições
cuidadosamente selecionadas que alteram o
ambiente
físico-químico
do
leite,
desestabilizando o sistema, tornando o leite um
líquido não mais homogêneo.
ELABORAÇÃO DE QUEIJOS
Em queijos frescais, essa conversão se dá com o auxílio de
ácidos por meio da precipitação isoelétrica da caseína
somado a tratamentos térmicos e drenagem para conversão
do material líquido em sólido
Em queijos maturados, a conversão ocorre de forma enzimática, em
pH elevado, e envolve a transformação do paracaseinato de cálcio
através de fermentação ácido-lática controlada. Posteriormente, os
produtos dessa reação interagem com as culturas starter para o
desenvolvimento do aroma, sabor e textura. (AÇÃO DA
QUIMOSINA)
QUIMOSINA, COALHO OU RENINA
Pertence ao grupo das proteinases do ácido aspártico (40 kDa)
COALHO
Extrato do estômago de animais, que contém a enzima
quimosina na forma estabilizada para o uso na fabricação de
queijos
QUIMOSINA, COALHO OU RENINA
Antigamente...
COAGULAÇÃO
DO LEITE
...a coagulação do leite era feita de duas formas:
1. enchendo-se os estômagos vazios de bezerros ou ovinos
de leite;
2. Imergindo pedaços do estômago no leite.
Atualmente...
...processo de extração melhorado pelas indústrias.
Uso de métodos específicos de extração e purificação enzimática
(extrato do 4º estômago de bezerros). Extratos com AE conhecida e
com controle da coagulação do leite.
QUIMOSINA, COALHO OU RENINA
COAGULAÇÃO
DO LEITE
VANTAGEM DO USO DA RENINA
Possui excelente capacidade de coagulação da caseína
com pobre capacidade de hidrólise da mesma após a
coagulação.
QUIMOSINA, COALHO OU RENINA
PROBLEMA
Necessidade de bezerros vivos para extração da quimosina
COAGULAÇÃO
DO LEITE
Questões
religiosas
Questões
econômicas
SUBSTITUTOS DA QUIMOSINA
Crescimento da produção de
lácteos
Redução da população
de bezerros para a
produção tradicional
da quimosina
Queda na produção de vacas
leiteiras
SUBSTITUTOS DA QUIMOSINA
Redução da população
de bezerros para a
produção tradicional
da quimosina
Aumento na produção
de carne (animais com
mais idade)
Necessidade do uso de substitutos
SUBSTITUTOS DA QUIMOSINA
Desenvolvimento de várias enzimas de origem animal, vegetal e microbiana
Características chave
Razão (poder coagulante / poder proteolítico) deve ser similar à quimosina
Especificidade proteolítica da beta-amilase deve ser baixa (evitar amargor no queijo)
O substituto deve ser livre de enzimas contaminantes (lipases)
Custos devem ser comparáveis ou menores que a quimosina tradicional
SUBSTITUTOS DA QUIMOSINA
Substitutos de origem animal
PEPSINA
Atividade proteolítica (pH 2 e 6,5), baixa capacidade
coagulante em pH 6,6. Usada juntamente com a renina.
Pode causar sabor amargo o queijo.
SUBSTITUTOS DA QUIMOSINA
Substitutos de origem vegetal
Ficina, papaína
e bromelina
Menos utilizados pela tendência altamente proteolítica
Causa formação de sabor amargo
Exceção: enzimas extraídas de flores de cardo na produção de
queijos maturados em Portugal com excelente flavour e sem
amargor
SUBSTITUTOS DA QUIMOSINA
Substitutos de origem microbiana
Bastante aplicadas na indústria. Muitas atuam como tripsina e tem pH ótimo de atividade entre 7 e 8
Bacillus
Não é muito aplicada pois apresenta alta atividade proteolítica
Enzimas de fungos Bons resultados de coagulação, mas conferem sabor amargo
SUBSTITUTOS DA QUIMOSINA
Substitutos de origem microbiana
Preparações
comerciais do Cr.
parasitica
Geração de queijo Emmental de boa qualidade e sem sabor
amargo.
Seu uso em queijo Cheddar gera sabor amargo
Preparações
comerciais do Rh.
miehei
Produção de Cheddar e outros queijos duros com boa
qualidade e sem sabor amargo.
AÇÃO DA QUIMOSINA NO LEITE
A quimosina produz uma coagulação suave no leite
Estável à pequenas variações de pH e não causa amargor no
produto final
Faixa ótima de pH  6,0 – 6,4
Faixa ótima de temperatura  20 – 30°C
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
Concentração
da enzima
Processamento
do leite
pH
Temperatura
Cálcio
Afetam as características do produto final (queijo)
Variantes
genéticas
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
CONCENTRAÇÃO DE QUIMOSINA
Afeta a firmeza do gel.
Concentração de
quimosina
Aumento na firmeza do gel formado.
(queijo mais duro)
Reduz o tempo total de coagulação
(aparecimento rápido do coágulo)
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
TEMPERATURA
Temperatura ótima para coagulação do leite com quimosina é 40 – 45°C
Porém, esta temperatura não é
adequada para produção de queijos
Temperatura de coagulação na produção de queijo  30 – 35°C
(textura adequada)
Em baixas temperaturas, a coagulação enzimática
pela quimosina é significativamente reduzida
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
pH
pH ótimo no leite  6
Impacto na CRA
Quedas bruscas de pH reduzem a firmeza do gel
(queijos moles)
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
CÁLCIO
Tem impacto significante na formação do coágulo
Adição de CaCl2 reduz a taxa de coagulação
e aumenta a firmeza do coalho
Geralmente, os leites devem ser suplementados com CaCl2 antes da
adição do coalho para melhor formação do coágulo
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
PROCESSAMENTO DO LEITE
O aquecimento do leite acima de 70°C provoca formação de coágulo fraco
Formação de complexo envolvendo ligações dissulfeto
entra a kappa-caseína e beta-lactoglobulina
Afeta a ação da quimosina na caseína (irreversível).
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
PROCESSAMENTO DO LEITE
Homogeneização tem impacto significativo sobre as propriedades de coagulação
O leite homogeneizado
produz coágulo mais macio
Porém, se a porção gordurosa do leite for homogeneizada
separadamente, o coágulo se torna mais firme
Após homogeneização, ocorre redução do tamanho dos glóbulos de
gordura, que são revestidos superficialmente pela caseína.
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
PROCESSAMENTO DO LEITE
A concentração do leite antes da produção do queijo é uma prática comum
Evaporação, ultrafiltração e
microfiltração
Aumento da concentração de caseína no leite
A coagulação pela quimosina ocorre de forma lenta de acordo com o
grau de hidrólise da kappa-caseína.
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
PROCESSAMENTO DO LEITE
A concentração do leite antes da produção do queijo é uma prática comum
90 % da kappa caseína deve ser hidrollisada pela quimosina
Leite não concentrado
antes da formação do coalho.
Leite concentrado por 50 % da kappa caseína deve ser hidrollisada pela quimosina
ultrafiltração
antes da formação do coalho.
Em leites muito concentrados, formação de coalho muito firme (dificuldades no processamento)
 (mistura da quimosina de forma homogênea - prevenir ação local da enzima) 
FATORES QUE AFETAM A AÇÃO DA QUIMOSINA
VARIAÇÕES GENÉTICAS
Variações genéticas da kappa-caseína têm efeito na coagulação
Alteração na sequência de
aminoácidos
Efeito de raças, espécies, fatores ambientais, etc.
EFEITO DA QUIMOSINA NA PROTEÓLISE DO QUEIJO
Durante a maturação, uma série de reações bioquímicas ocorrem, levando ao
desenvolvimento do aroma, sabor e textura característicos
Importância da quimosina residual
(contribuição no processo de maturação)
Assim que o processamento do queijo termina, a quimosina hidrolisa os
paracaseinatos em peptídeos livres, os quais serão utilizados para o
desenvolvimento do flavour complexo dos queijos.
EFEITO DA QUIMOSINA NA TEXTURA DO QUEIJO
A textura do queijo é afetada diretamente durante a maturação,
especialmente nas primeiras semanas
A alfa-s-1-caseína é hidrolisada pela
quimosina residual
melhora da maciez e queijo mais suave
(outros processos protelíticos na maturação continuam a influenciar a textura)