Modificaciones a las propiedades funcionales

Modificaciones a las propiedades funcionales

Existen diversos agentes que intervienen en el desarrollo de la actividad de los catalizadores de una enzima, es por lo tanto una estructura muy sensible, que debe procesarse cuidadosamente para lograr los mejores rendimientos.Temperatura:El empleo de altas temperaturas deteriora la estabilidad, llevndolo a la desnaturalizacin.pH:El rango optimo tambin es muy variable entre diferentes enzimas, pero en general se manejan los valores de 5.5-7.5.

Inhibicin de enzimas:la actividad cataltica se ve influida no solo por la concentracin de sustrato o factores fsico-qumicos sino tambin por el tipo y la concentracin de los efectores.

Inhibidores irreversiblesInhibidores reversibles

Se caracteriza por un equilibrio entre enzima e inhibidor. Competitiva, No competitiva y acompetitiva.

Enzima en la industria de los alimentos Las enzimas, los llamados catalizadores de la vida, son sustancias de alta especificidad que permiten que las reacciones biolgicas normalmente poco probables se realicen y permiten el continuo movimiento y avance de las reacciones vitales.

Los nombres mas comunes para las enzimas se forman aadiendo el sufijo asa al nombre de los reactivos (sustratos).

Una segunda clasificacin menos rigurosa esta a partir de su origen:Enzimas de origen vegetal: como la bromelina, la papaina, la ficina y la - amilasas.Enzimas de origen animal: como las lipasas pancreticas, pepsina y renina, tripsina y quimiotripsina.Enzimas de origen microbiano: las especies ms usadas para la produccin de enzimas son del gnero bacterias como elbacillus subtiles, y hongos comoaspergillus Nger, rhizopus oryzae,y levaduras del tiposaccharomyces.

Principales enzimas en los alimentosLas enzimas que contienen los alimentos pueden provenir de diferentes fuentes.Enzimas Endgenas. Provenientes de los mismos tejidos alimentarios, las cuales son formadas durante el desarrollo de la planta o el animal.Aislados o concentrados enzimticos adicionados al alimento durante su elaboracin.Enzimas provenientes del metabolismo de microorganismos y los cuales pueden estar presentes en los alimentos, por contaminacin o han sido adicionadas como cultivos.

Enzimas Endgenas de los AlimentosLos efectos de las enzimas sobre los diferentes componentes de los alimentos son mltiples, muchos de ellos son de tipo degradativo, lo cual puede enmascarar los efectos beneficiosos que han desarrollado otras enzimas. La industria de alimentos en sus etapas iniciales dedico gran parte de sus esfuerzos al conocimiento de las enzimas endgenas de los diversos alimentos y a los factores que podran utilizarse para controlar su actividad, con lo cual se buscaba disminuir los efectos de degradacin y aumentar la vida til de los productos perecederos.

La mayora de las enzimas endgenas pertenecen al grupo de lasoxidorreductasasy al de lashidrolasas.Las enzimas endgenas pueden producir diversos cambios en los alimentos que podemos agrupar en tres clases.a. Efectos altamente deseables:relacionados con los factores organolpticos que el consumidor espera al ingerir determinado producto, no solo en alimentos frescos como frutas y verduras, sino tambin en productos elaborados como el pan. En este grupo encontramos los cambios catalizados enzimticamente durante: maduracin de las frutas, cambios posmorten de la carne, desarrollo de sabores, panificacin.

b. Efectos degradativos: que conducen al deterioro de los alimentos, entre ellos el enranciamiento de los lpidos debido a la accin de las lipasas y la degradacin de los vegetales debido a la accin de las peroxidasas.c. Disminucin en el Valor nutricional:algunas enzimas producen la destruccin de nutrientes especficos, tales como: las tiaminazas, la cido ascrbico oxidasa.

A continuacin se presenta ejemplos de los cambios anteriormente descritos:Maduracin de las frutas:Por reacciones catalizadas enzimticamente.

Cambios posmorten de la carne:Los cambios que sufren despus de la matanza, pueden ser divididos en dos etapas secunciales. Los cambios bioqumicos se relacionan en la siguiente tabla.a. Reacciones enzimticos que llevan al desarrollo del rigor mortis del msculo.b. Maduracin de la carne.

Desarrollo de SaboresLos compuestos que confieren el sabor, en especial a las frutas y hortalizas, se desarrollan por conversin enzimtica de precursores, la formacin de estos compuestos se realiza por diferentes mecanismos.

Las aplicaciones industriales se refieren a la produccin de una transformacin til por alguna enzima, bien sea natural o aadida intencionalmente.Fermentacin.La fermentacin alcohlica es un ejemplo conocido de los procedimientos en que se efectan alteraciones enzimticas, cuando se agrega o se aade algn microorganismo vivo (levadura). Primero se calienta el grano amilceo para gelatinizar el almidn, y luego se aade malta que contiene enzimas diastsicas, para convertir el almidn en azcar fermentable (maltosa). Si el producto que se desea obtener es alcohol, se agrega levadura.

Industria Lctea.En la fabricacin de queso la operacin mas importante es la coagulacin de la casena de la leche. Se puede coagular la casena mediante la adicin de cido o de enzimas como la renina, esta tiene una accin proteolitica muy dbil. La renina produce un coagulo elstico del que se exprime fcilmente el suero. No es la nica proteinaza que se usa en la elaboracin de queso, pues tambin reemplea mezclas de renina con pepsina.

Panificacin.La harina de trigo contiene pequeas porcentajes de amilasas alfa y beta hidroliza parte del almidn y lo convierte en maltosa, con lo cual suministra ms azcar para que fermente la levadura y genere mayor cantidad de dixido de carbono.En esta actividad industrial se utiliza la lipoxidasa, simultneamente como blanqueante de la harina y para mejorar su comportamiento en el amasado. La forma en la que se aade es usualmente como harina de soya o de otras leguminosas a veces se utilizan protesas para romper la estructura del gluten y mejorar la plasticidad de la masa.

Cervecera.A principios de este siglo se patento la utilizacin de la papana para fragmentar las protenas presentes en la cerveza y evitar que esta se enturbie durante el almacenamiento o la refrigeracin, y este modo todava se sigue utilizandoUn proceso fundamental en la fabricacin de la cerveza es la ruptura del almidn para formar azucares sencillos que luego sern fermentados por levaduras, este proceso lo realizan las amilasas presentes en la malta, que pueden aadirse procedentes de fuentes externas, aunque lo usual es lo contrario, que la actividad propia de la malta permita transformar aun mas almidn del que contiene. Cuando esto es as, las industrias cerveceras aaden almidn de arroz para aprovechar al mximo la actividad enzimtica.

Fabricacin de zumos.A veces la pulpa de la fruta hace que los zumos sean turbios y demasiado viscosos, producindose ocasionalmente problemas de extraccin y en su eventual concentracin. Esto se debe a la presencia de pectinas que pueden destruirse por la accin de enzimas presentes en el propio zumo o bien por enzimas aadidas obtenidas de fuentes externas. Esta destruccin requiere la actuacin de varias enzimas distintas, una de los cuales produce metanol, que es toxico, aunque la cantidad producida no llega a ser preocupante para la salud.

Fabricacin de glucosa y fructuosa a partir del maz.Estos jarabes se utilizan en la elaboracin de bebidas refrescantes, conservas de frutas, repostera, etc. En lugar del azcar de caa o remolacha. La forma antigua de obtener estos jarabes, por hidrlisis del almidn con hidrlisis cida, ha sido prcticamente desplazada por la hidrlisis enzimtica, que permite tener un jarabe de glucosa de mucha mayor calidad y a un costo muy competitivo. Los enzimas utilizados son las alfa-amilasas y las amiloglucosidasas. La glucosa formada puede transformarse luego en fructuosa, otro azcar ms dulce, utilizando la enzima glucosa-isomerasa, usualmente inmovilizada en un soporte slido.

Refinado del azcar.La extraccin de la sacarosa, a partir de la melaza de la remolacha azucarera puede complicarse por la presencia de rafinosa, un trisacrido que previene la cristalizacin. Para incrementar la recuperacin del azcar y mejorar el proceso, la rafinosa puede degradarse enzimticamente. El resultado de esta degradacin es doble; por un lado favorece la cristalizacin y, adems produce sacarosa como uno de los productos de la hidrlisis. La enzima galactosidasa de origen fngico es la enzima utilizada. La reaccin hidroltica se efecta a pH superior a 5.0 para la inversin de la sacarosa catalizada por el medio cido.

Enzimas inmovilizadasLa inmovilizacin de enzimas es un proceso en el que se confina o localiza a la enzima en una regin definida del espacio, para dar lugar a formas insolubles que retienen su actividad cataltica y que pueden ser reutilizadas repetidamente.

Como ventajas del empleo de enzimas inmovilizadas podemos destacar:1. El aumento de la estabilidad de la enzima;2. La posible reutilizacin del derivado, por lo que disminuyen los costes del proceso.3. La posibilidad de disear un reactor enzimtico de fcil manejo y control, adaptado a la aplicacin de la enzima inmovilizada. Los diferentes tipos de reactores enzimticos aparecen en la Figura 1. Estos reactores con enzimas inmovilizadas permiten el empleo de cargas elevadas de enzima, la cual mantendr su actividad durante ms tiempo. Estos sistemaspueden incluir el reciclado, lo que permite la obtencin de productos con mayor pureza.