As enzimas, importantes componentes do metabolismo de todos os seres vivos, têm a capacidade de promover e acelerar reações químicas. Microrganismos ou substâncias com essa propriedade já eram usados por populações humanas muito antigas para modificar alimentos – fermentar uvas e fabricar o vinho, ou alterar o leite e produzir queijo, por exemplo. Depois que os cientistas desvendaram a atuação das enzimas, estas passaram a ser cada vez mais empregadas, com variadas finalidades. Hoje, essas proteínas especiais são úteis inclusive na indústria, não apenas na área de alimentos, mas em muitos outros setores.
Produtos naturais encontrados em abundância no corpo humano e na natureza, as enzimas são proteínas capazes de promover e acelerar reações químicas, que regulam grande número de processos biológicos. Presentes em microrganismos, animais e vegetais, elas são usadas direta ou indiretamente pela humanidade há milhares de anos, mas sua importância só foi reconhecida em meados do século 19, quando cientistas descobriram como atuam. A partir de então, e sobretudo no século 20, aumentou rapidamente o conhecimento sobre tais substâncias, e foram determinados os mecanismos de ação e as estruturas de milhares delas.
Essa maior compreensão possibilitou o emprego dessas proteínas especiais em processos industriais de diferentes áreas: médica, alimentícia, têxtil, química, de papel e celulose e muitas outras. É vantajoso usar enzimas na indústria, porque elas são naturais, não tóxicas e específicas para determinadas ações. Além disso, são capazes de alterar as características de variados tipos de resíduos, contribuindo para reduzir a poluição ambiental. O mercado brasileiro de enzimas, embora pequeno diante do mundial, apresenta grande potencial, em função da enorme disponibilidade de resíduos agroindustriais e do dinamismo dos setores industriais citados acima.
Nas células, as enzimas estão envolvidas em todos os processos bioquímicos. Para atuar corretamente, porém, precisam de condições específicas, pois são ativas apenas em uma faixa estreita de acidez-alcalinidade (pH) e são sensíveis a mudanças nesse fator e na temperatura do meio.
Os microrganismos são a principal fonte de enzimas de aplicação industrial, mas diversas podem ser obtidas de animais (pancreatina, tripsina, quimotripsina, pepsina, renina e outras) ou vegetais (papaína, bromelina, ficina e outras). Hoje, porém, como é possível modificar geneticamente os microrganismos para que forneçam qualquer enzima, a tendência é substituir as produzidas por vegetais e animais pelas de origem microbiana.
O uso de enzimas em processos industriais é de grande interesse, em especial devido à facilidade de obtenção (por biotecnologia) e às vantagens em relação aos catalisadores (aceleradores de reações) químicos, como maior especificidade, menor consumo energético e maior velocidade de reação. Além disso, a catálise enzimática tem outros benefícios, como o aumento da qualidade dos produtos, em relação à catálise química; a redução dos custos de laboratório e de maquinário, graças à melhoria do processo; ou a fabricação controlada de pequenas quantidades.
Solange Inês Mussatto,
Marcela Fernandes
e Adriane Maria Ferreira Milagres
Departamento de Biotecnologia,
Escola de Engenharia de Lorena,
Universidade de São Paulo
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