Las enzimas en la industria de la alimentación

Aplicaciones

Así como hay enzimas perjudiciales que deben ser inactivadas en el momento oportuno, hay otras que la tecnología de los alimentos utiliza para una mejor preparación del alimento, como lo son las enzimas de filtración o de clarificación o las enzimas proteolíticas, para ablandar las carnes.

Las principales fuentes de enzimas usadas en la industria de alimentos son de diferente origen: la renina, pepsina, tripsina, catalasa y lipasa pancreática son de origen animal. Algunas de ellas se utilizan en la industria láctea y son indispensables para determinar las características fundamentales que distinguen a los diferentes tipos de quesos entre sí. De origen vegetal es la alfa-amilasa obtenida del germen de trigo y fundamental en la mejora del valor panificador de las harinas que se utilizan para hacer el pan.

También son de origen vegetal las proteasas de la papaya, el higo y la piña, utilizadas en panadería para obtener masas blandas, suaves y extensibles con las que se pueden realizar galletas secas y barquillos.

De origen microbiano son las enzimas de los hongos Aspergillus flavus, A. orycae y A. niger, y del Bacillus subtilis, algunas de ellas aplicadas durante el proceso de maduración de la carne para conseguir una textura blanda, jugosa, masticable y de sabor agradable, es decir, convertirla en un alimento listo para ser consumido.

Las enzimas y la conservación de alimentos ₂

Las enzimas también tienen un papel importante en la conservación de las características químicas y sensoriales del alimento durante su proceso y almacenamiento. A nivel industrial es una práctica común manejar el huevo en polvo, con el fin de tener un producto más estable y más fácil de manejar. Para este fin, el huevo se debe secar después de haberle eliminado la glucosa (presente en la yema, principalmente), utilizando una enzima llamada glucosa oxidasa. De no hacerlo, durante el secado se llevaría a cabo una reacción entre la glucosa y las proteínas del huevo, dando como resultado un polvo de color oscuro. La glucosa oxidasa también consume oxígeno, por lo que se utiliza para evitar que productos con alto contenido de grasas se oxiden. Se han desarrollado empaques para alimentos donde la enzima se encuentra "atrapada" en el material de empaque de tal forma que consume el oxígeno, evitando así que el producto se enrancie. Este tipo de empaques se ha utilizado para mantener las propiedades sensoriales de quesos y mayonesa durante su almacenamiento (BANKAR et al., 2009).

Durante siglos se han utilizado bacterias ácido lácticas para la conservación de alimentos. Por mucho tiempo se consideró que el ácido láctico producido por estos microorganismos era el único responsable de evitar que otras bacterias se desarrollaran en el alimento. Recientemente, se ha encontrado que algunas bacterias lácticas como Pediococcus y Enterococcus, aisladas de productos cárnicos y quesos, que además producen enzimas que tienen un efecto inhibitorio contra bacterias patógenas como Salmonella enterica, Staphylococcus aureus y Listeria monocytogenes (GARCÍA-CANO et al., 2014). Dichas enzimas se llaman peptidoglucán hidrolasas y se encargan de eliminar a los patógenos, debido a la ruptura de su envoltura celular, con lo que la utilización de estas enzimas en alimentos podría tener un efecto de bioconservación. 

Enzimas como indicadores de calidad 5

Las enzimas pueden utilizarse para el control de calidad de ciertos alimentos de manera indirecta. Se utiliza el análisis de la actividad de ciertas enzimas; su presencia o ausencia y se relaciona con la aplicación de un tratamiento químico o térmico o determinada condición microbiológica.

Uso de la actividad enzimática como indicador de calidad en la Miel

Actividad de diastasa 3

Es un factor de calidad que puede ser alterado durante el procesamiento y el almacenamiento de la miel; por ello se utiliza como indicador de sobrecalentamiento y de frescura La diastasa es una enzima de origen vegetal, contenida en ciertas semillas germinadas y otras partes de las plantas. Cataliza la hidrólisis del almidón dando lugar a glucosa, maltosa y dextrinas. La diastasa consta de alfa y beta amilasa

El sabor y los aromas característicos de la miel se deben a la presencia de compuestos minoritarios que provienen del néctar y de las propias abejas. Estos compuestos suelen ser termolábiles y no estables a largo plazo. La aplicación de tratamientos térmicos puede causar la pérdida de estos compuestos de forma proporcional a la temperatura y a su duración. En consecuencia, este tipo de tratamiento no está aceptado en los estándares actuales de calidad (Lado & Yousef, 2002; Tosi et al., 2004). Un posible calentamiento de la miel se puede probar evaluando los cambios en algunos parámetros, especialmente en la actividad diastasa y en la concentración de hidroximetilfurfural (HMF). Valores altos de HMF, o excesivamente bajos de actividad diastasa, nos puede indicar que la miel ha sufrido unas condiciones de almacenamiento inadecuadas, y/o un posible sobrecalentamiento durante su procesado (Adedayo & Ochigbo, 2015; Ribeiro et al., 2012). El Real Decreto 1049/2003, por el que se aprueba la Norma de Calidad relativa a la miel, establece que la miel en general deberá tener un índice diastásico (en la escala de Schade) no inferior a 8 y un contenido de HMF no superior a 40 mg/kg para ser considerada apta para el consumo. 4

Determinación de la actividad diastasa 4

La determinación de la actividad diastasa fue realizada en base al método de Schade et al. (1958) y modificado por Hardon (1961). Este método consiste en medir la velocidad de hidrólisis de una solución de almidón al 2% (p/v) por la enzima diastasa, presente en la miel de forma natural. El procedimiento seguido consiste en las siguientes etapas:

Normalización de la solución de almidón: Se transfirieron 5 mL de una solución de almidón al 2 % (p/v), previamente calentada a 40 ºC, a un tubo con 10 mL de agua destilada, también calentada a 40 ºC. De esta mezcla se pasó 1 mL a un tubo preparado con 10 mL de una solución de iodo 0.0007 N y 35 mL de agua destilada, leyendo posteriormente la absorbancia de la mezcla a 660 nm. Si el valor de ésta no era de 0.76 (±0.02), debía ajustarse convenientemente el volumen de agua hasta obtener el valor.

Preparación de la solución de miel: Se pesaron 10 g de miel en un vaso de precipitado y se disolvieron en 20 mL de agua destilada. Se añadieron 5 mL de una solución amortiguadora de acetato (1.59 N) y 3 mL de cloruro de sodio 0.5 M. La mezcla fue transferida a un matraz aforado de 50 mL, ajustando el volumen con agua destilada. Se añadieron 10 mL de la solución de miel a dos tubos de ensayo, uno conteniendo previamente 5 mL de agua destilada (blanco) y otro con 5 mL de la solución de almidón (muestra). Los tubos deben permanecer siempre en un baño de agua ajustado a 40 ºC. Una vez mezcladas las soluciones, se transfirió 1 mL del tubo “blanco” a un tubo previamente preparado con 10 mL de la solución de iodo 0.0007 N y el volumen final de agua determinado en la normalización del blanco. La misma operación se realizó con el contenido del tubo “muestra”. La absorbancia de las soluciones fue determinada utilizando un espectrofotómetro de doble haz UV 2310 (Dinko Instruments, Barcelona, Spain) a una longitud de onda de 660 nm. Este procedimiento se repitió cada 5 minutos hasta llegar a un valor 0.235 o inferior. La actividad diastasa fue calculada mediante la siguiente fórmula:

Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑎𝑠𝑡𝑎𝑠𝑎 = 300/𝑇

T: tiempo en minutos en que la muestra alcanza una absorbancia de 0.235

Fuentes:

1. https://www.restauracioncolectiva.com/n/las-enzimas-de-los-alimentos-que-son-para-que-sirven-y-cuales-sus-aplicaciones-i (23/12/2022)
2. https://www.revista.unam.mx/vol.15/num12/art94/ (23/12/2022)
3. https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/8537/3/control%20de%20calidad%20de%20los%20alimentos.pdf (23/12/2022)
4. https://ddd.uab.cat/pub/trerecpro/2017/hdl_2072_306408/TFM_ltorresgrima.pdf (23/12/2022)
5. http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/108188/secme-8342_1.pdf?sequence=1 (04/01/2023)