Estudo cinético da oxidação enzimática do ácido 5-O-cafeoilquínico por polifenoloxidases

Abstract

Resumo : Ensaios experimentais foram realizados para estudo da oxidação do ácido 5-ocafeoilquínico (5-CQA) na presença das enzimas polifenoloxidases (PPO). Em particular, os efeitos da concentração de substrato e temperatura foram investigados no intervalo de aproximadamente 0,04 a 1,5 mM e 18 a 40 ºC, respectivamente. Todos os dados cinéticos foram obtidos em reator batelada de vidro operando isotermicamente e em pH ótimo de atividade enzimática, o qual foi previamente determinado com tampão citrato-fosfato. Medidas on-line de absorbância foram realizadas com espectrofotômetro para obtenção de dados de concentração de 5-CQA em função dos fatores investigados. Os resultados experimentais foram utilizados para determinação dos parâmetros cinéticos do modelo de Michaelis-Menten e para o cálculo do efeito da temperatura sobre a velocidade máxima de oxidação do 5-CQA através da expressão de Arrhenius. O modelo cinético simplificado sugerido, representado por uma expressão algébrica em função de duas variáveis (t e T), reproduz o consumo de 5-CQA em todas as condições cinéticas investigadas. Simulações em condições de tempo e temperatura próximas às encontradas durante a estocagem de erva-mate indicam altos níveis de oxidação de 5-CQA por ação enzimática.

Abstract : A set of experiments to investigate the enzymatic oxidation of the 5-o-caffeoylquinic acid (5-CQA) with polyphenoloxidases was carried out. In particular, the effects of substrate concentration and temperature on reaction rates were examined in the range of 0.04 to 1.5 mM and 18 to 40 °C, respectively. All the kinetic data were obtained in a batch isothermal reactor made of quartz and operated at optimum pH for enzyme activity, which was previously determined with citrate-phosphate buffer. The experimental results were used to calculate the kinetic parameters of the Michaelis-Mentem model and also to estimate the influence of temperature on the maximum velocity of 5-CQA oxidation by involving a typical Arrhenius equation. The suggested simplified kinetic model, represented by an algebraic expression as a function of two variables (t and T), reproduce the disappearance of 5-CQA in all the investigated kinetic conditions. Mathematical simulations have indicated high rates of 5-CQA oxidations in leavs of mate manufactured at conditions of time and temperature typically found in the mate industry.