OBJETIVOS

Identificar y describir la acción de pardeamiento enzimático en los alimentos. Determinar el tiempo y temperatura óptimos para inactivar las enzimas que provocan

pardeamiento enzimático en la papa y manzana.

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

Enzima:

Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: Una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.

Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones, el conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el tipo de metabolismo que tendrá cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica.

Como todos los catalizadores, las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación (ΔG‡) de una reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción. Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una reacción que se produce bajo el control de una enzima, o de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada.

Grupo de las enzimas peroxidasas:

Catalizan reacciones bisustrato de carácter redox, utilizando un peróxido como oxidante (a lo que deben su nombre) y un segundo sustrato de características reductoras que es oxidado por el peróxido.

En vegetales, es de destacar a la peroxidasa del rábano (horseradish peroxidase o HRP), que tiene grandes aplicaciones en técnicas inmunoquímicas y de diagnóstico clínico debido a su gran estabilidad, facilidad de conjugación con las inmunoglobulinas y sencillez para detectarla por métodos colorimétricos utilizando un gran número de reactivos. En animales, existen peroxidasas con una función predominantemente defensiva en la saliva, laleche o los leucocitos, donde se aprovecha el carácter oxidante con fines germicidas y bactericidas del peróxido que se genera de forma endógena mediante otras reacciones (glucosa oxidasa, amino ácido oxidasa etc.). No todas las peroxidasas son defensivas, y por ejemplo una peroxidasa (yoduro peroxidasa) es también la responsable de la síntesis de las hormonas tiroideas, oxidando en este caso el yoduro a yodo para que éste se adicione a algunos de los anillos fenólicos de los residuos de tirosina de la tiroglobulina. Otras peroxidasas, como la glutationa peroxidasa, está ampliamente distribuida en diversos tejidos con fines diferentes, pero relacionados con una función antioxidante.

Prácticamente todas las peroxidasas son hemoproteínas (excepción notable es la glutationa peroxidasa, que es una selenoproteína) y tienen comosustrato común el H2O2 o peróxido de hidrógeno. La gran afinidad por este sustrato hace que se pueda unir al hierro del grupo hemo por los dos planos del centro activo, el superior y el inferior, dando lugar a una inhibición por exceso de sustrato ya que cuando ambas posiciones están ocupadas por el peróxido de hidrógeno no es posible la unión del otro sustrato.

Respecto a ese otro sustrato, su naturaleza y estructura química puede ser muy distinta, tanto si nos referimos a los oxidados "in vivo" como si lo hacemos a los que se emplean "in vitro" con objeto de detectar esta actividad enzimática. Entre ellos se incluyen fenoles, aminas aromáticas, moléculas orgánicas complejas como el ABTS (ver práctica de Reflotrón para determinación de parámetros sanguíneos en tiras secas), o el ioduro y la glutationaantes citados. Esta pobre especificidad para el sustrato reductor hace que la afinidad sea también pequeña.

Polifenol oxidasas:

Las polifenol oxidasas (denominado abreviadamente como PPOs) son enzimas (encontradas principalmente en plantas y hongos) que catalizan una reacción que transforma o-difenoles en o-quinonas. Las o-quinonas son muy reactivas y atacan a una gran variedad de componentes celulares, favoreciendo la formación de polímeros negro-marrón. Éstos polímeros son los responsables del oscurecimiento de tejidos vegetales cuando se dañan físicamente. Esto se observa fácilmente en plátanos o patatas, que tienen altos niveles de PPOs.

Cuando la célula se encuentra sana e intacta, las PPOs y sus sustratos, los fenoles, se encuentran en compartimientos separados (cloroplastos y vacuolas, respectivamente). Sin embargo, cuando la célula se desorganiza al envejecer, o como resultado de daño físico o infeccioso, las enzimas y sustratos se juntan y sucede la reacción descrita. El oscurecimiento producido por éstas enzimas causa grandes pérdidas a la industria agropecuaria. Por esto, el contenido de polifenol oxidasas, y su nivel de actividad son muy importantes para determinar la calidad de frutos y vegetales.

Proceso de escalde:

El escalde es un proceso de tratamiento térmico que por lo general se aplica a frutas y hortalizas antes e la congelación, el secado o el enlatado. El escalde se lleva a cabo principalmente para inactivar enzimas antes de la congelación o la deshidratación. Los alimentos congelados o deshidratados sin escaldar experimentan cambios relativamente rápidos en las propiedades de calidad como color, sabor, textura y valor nutricional debido a la continua actividad de las enzimas.

En los tejidos vegetales, enzimas como la lipoxigenasa, la polfenoloxidasa, la poligalacturonasa y la clorofenolsasa causan perdidas en el valor nutritivo el sabor y la textura. Además, la peroxidasa y la catalasa son dos de las enzimas más resistentes al calor y de más amplia distribución. Aunque a estas dos enzimas no se les considera como causantes del deterioro durante el almacenamiento, su actividad se utiliza para evaluar la eficacia del escalde. Si ambas enzimas se inactivan, entonces se pueden suponer con seguridad que otras enzimas importantes también han sido inactivadas. El tiempo de calentamiento térmico, el tamaño de la fruta o la hortaliza y la temperatura del medio de calentamiento. En el escalde comercial, el tiempo de escalde en agua que hierve a 100ºC por lo que general varía de 1.5 a 4 minutos.

Asimismo, es posible emplear otros medios de calentamiento como vapor, aire caliente o microondas a una temperatura distinta de 100ºC , aunque el escalde de las verduras se hace con mayor frecuencia en agua caliente o vapor, y el escalde de frutas se hace a menudo en solución de cloruro de calcio para dar firmeza a la fruta mediante la formación de pectatos de calcio, también es posible utilizar algunos otros espesantes coloidales, como pectina, carboximetilcelulosa y alginatos, para contribuir a la firmeza de la fruta luego del escalde.

Antes del enlatado, el escalde ayuda a eliminar gases de los tejidos, aumentar la temperatura del tejido, limpiarlo, marchitarlo para facilitar el envase y activar o inactivar enzimas. Como el producto por lo general recibe un tratamiento térmico mucho mas intenso durante el posterior procesamiento térmico en el enlatado, la inactivación de las enzimas no es el principal objetivo del escalde. En consecuencia, la eliminación de los gases titulares y el precalentamiento de los tejidos tienen un gran efecto en el nivel final de oxígeno del recipiente y por lo general afectan directamente la vida de almacenamiento del producto.

El escalde reduce las poblaciones de microorganismos contaminantes que se hallan sobre las superficies del alimento y, en consecuencia, ayuda a las operaciones posteriores de conservación. El escalde incompleto de frutas y verduras podría causar mas daño a los alimentos que la falta misma de escalde. El calor, que es suficiente para desorganizar tejidos pero no para inactivar enzimas, hace que enzimas y sustratos se junten.