| Las enzimas
y los alimentos Las enzimas se
encuentran en todos los seres vivos y son piezas esenciales en su
funcionamiento.
Desde el punto de vista bioquímico son proteínas que actúan como
aceleradores de las reacciones químicas, de síntesis y degradación de
compuestos.
Una de las características más sobresalientes de las enzimas es su elevada
especificidad.
Esto quiere decir que cada tipo de enzima se une a un único tipo de
sustancia, el sustrato, sobre el que actúa.
Las enzimas tienen muchas aplicaciones en diversos tipos de industrias,
entre las que se destaca la alimenticia.
En algunos casos, como la obtención de yogur, o la producción de cerveza o
de vino, el proceso de fermentación se debe a las enzimas presentes en los
microorganismos que intervienen en el proceso de producción.
Sin embargo, otros procesos de producción de alimentos, pueden realizarse
mediante la acción de las enzimas aisladas, sin incluir a los
microorganismos que las producen.
Desde hace unas décadas se dispone de enzimas relativamente puras extraídas
industrialmente de bacterias y hongos, y algunas de ellas de las plantas y
los animales y con una gran variedad de actividades para ser utilizadas en
la elaboración de alimentos.
Actualmente, la ingeniería genética contribuye a la biosíntesis de enzimas
recombinantes de gran pureza, que aportan mayor calidad al producto final, y
optimizan los procesos de producción de alimentos.
Los progresos que se están realizando actualmente en este área permiten
augurar el desarrollo cada vez mayor del uso de enzimas en la industria
alimenticia.
Algunos alimentos en los que se emplean enzimas
Gaseosas, conservas de
frutas, repostería:
Estos alimentos se endulzan con jarabes de glucosa y fructosa que
antiguamente se obtenían por la ruptura del almidón de maíz al tratarlo con
ácido.
Actualmente esta práctica ha sido casi totalmente desplazada por la acción
enzimática, que permite obtener un jarabe de glucosa de mayor calidad y a
menor costo.
Las enzimas utilizados son las alfa-amilasas y las amiloglucosidasas. La
glucosa obtenida puede transformarse luego en fructosa, otro azúcar más
dulce, utilizando la enzima glucosa-isomerasa.
Leche y derivados:
El cuajo del estómago de los rumiantes es un componente esencial en la
elaboración de quesos ya que contiene dos enzimas digestivas (quimosina y
pepsina), que aceleran la coagulación de la caseína, una de las proteínas de
la leche.
Otra enzima utilizada es la lactasa cuya función es degradar la lactosa, un
azúcar compuesto por unidades de glucosa y de galactosa.
Muchas personas sufren de trastornos intestinales al consumir leche ya que
carecen de la lactasa y, en consecuencia, no pueden digerirla adecuadamente.
Para superar esta dificultad, desde hace unos años se comercializa leche a
la que se le ha añadido la enzima lactasa que degrada la lactosa.
También es utilizada en la fabricación de dulce de leche, leche concentrada
y helados al impedir que cristalice la lactosa durante el proceso.
Pan:
En la industria panadera se utiliza la lipoxidasa, una enzima que actúa como
blanqueador de la harina y contribuye a formar una masa más blanda,
mejorando su comportamiento en el amasado.
Generalmente se la añade como harina de soja o de otras leguminosas, que la
contienen en abundancia.
También se utilizada la amilasa que degrada el almidón a azúcares más
sencillos que pueden ser utilizados por las levadura en la fabricación del
pan. También se emplean proteasas para romper la estructura del gluten y
mejorar la plasticidad de la masa, principalmente en la fabricación de
bizcochos.
Cerveza:
Al igual que en la fabricación del pan el uso de amilasas que degradan el
almidón, presentes en la malta, es fundamental en la fabricación de la
cerveza. También se emplea la enzima papaína para fragmentar las proteínas
presentes en la cerveza y evitar que ésta se enturbie durante el
almacenamiento o la refrigeración.
Vinos:
Uno de los problemas que se pueden presentar en la fabricación de vinos es
la presencia del hongo Botrytis cinerea
que produce beta-glucanos, un polímero de glucosa que pasa al vino y
entorpece su clarificación y filtrado.
Este problema se soluciona añadiendo enzimas con actividad beta-glucanasa
que lo degradan. También se utilizan enzimas para mejorar el aroma, las
cuales liberan los terpenos de la uva, dándole un mejor bouquet al vino.
Jugos concentrados:
A veces la pulpa de las frutas y restos de semillas hacen que los
jugos concentrados sean turbios y demasiado viscosos, lo que ocasiona
problemas en la extracción y la concentración.
Este efecto se debe a la presencia de pectinas, que pueden degradarse por la
acción de enzimas pectinasas presentes en el propio jugo o bien obtenidas y
añadidas de fuentes externas.
Enzimas en la industria alimenticia
La siguiente tabla resume algunos ejemplos de
enzimas que se emplean en diferentes procesos de la industria alimenticia:
| INDUSTRIA |
ENZIMAS |
USOS |
| Láctea |
Tripsina.
Lactasa |
Enmascara el gusto a óxido.
Fabricación de leche delactosada, evita la cristalización de leche
concentrada. |
| Quesería |
Quimosina (renina)
Lactasa
Lipasa |
Coagulación de las proteínas de la leche
(caseína).
Influencia en el sabor y aceleración de la maduración. |
| Helados |
Lactasa
Glucosa-isomerasa |
Evita la textura “arenosa” provocada por la
cristalización.
Permite la utilización de jarabes de alta fructosa. |
| Cárnicas |
Papaína, Fiscina
Bromelina |
Ablandamiento de carnes.
Producción de hidrolizados. |
| Panificación |
Amilasa
Proteasa
Lipoxidasa
Lactasa |
Mejora la calidad del pan.
Disminuye la viscosidad de la pasta.
Produce una miga muy blanca
Mejora la coloración de la superficie. |
| Cervecería |
Amilasas
Papaína, Pepesina |
Usadas para licuar la pasta de malta.
Evitan la turbidez durante la conservación de ciertos productos. |
| Vinificación |
Pectinasas
Glucosa-oxidasa |
Mejoran la clarificación y extracción de
jugos.
Evitan el oscurecimiento y los sabores desagradables. |
| Bebidas no alcohólicas |
Pectinasas
Glucosa-isomerasa
Tannasa
Glucosa-oxidasa |
Mejoran la clarificación de jugos.
Conversión de la glucosa en fructosa (jarabes de alta fructuosa).
Aumenta la solubilidad y disminuye la turbidez del té.
Evita el oscurecimiento y los sabores desagradables. |
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Fuentes de obtención de enzimas:
Las fuentes principales de producción de enzimas para empleo industrial son:
1. Animales:
La industria empacadora de carnes es la fuente principal de las enzimas
derivada del páncreas, estómago e hígado de los animales, tales como la
tripsina, lipasas y cuajos (quimosina y renina).
2. Vegetales:
La industria de la malta de cebada es la fuente principal de enzimas de
cereales.
Las enzimas proteolíticas (que degradan proteínas) tales como la papaína y
la bromelina se obtienen de la papaya y del ananá, respectivamente.
3. Microbianas:
Principalmente se extraen de bacterias, hongos y levaduras que se
desarrollan en la industria de la fermentación.
La ventaja de la obtención de enzimas microbianas es que los microorganismos
se reproducen a ritmo acelerado, son fáciles de manipular genéticamente,
crecen en un amplio rango de condiciones ambientales y tienen una gran
variedad de vías metabólicas, haciendo que las enzimas obtenidas sean más
económicas.
Las enzimas recombinantes y la industria
alimenticia:
La ingeniería genética está realizando progresos importantes en la
producción de enzimas recombinantes en microorganismos.
Para garantizar la seguridad de su uso debe controlarse que los
microorganismos de donde se extraen no sean patógenos, ni fabriquen
compuestos tóxicos.
Los ideales son aquellos que tienen una larga tradición de uso en los
alimentos como las levaduras de la industria cervecera y los fermentos
lácticos.
Los "Bacillus", "Aspergillus"y "Sacharomyces"
son tres especies de microorganismos bien conocidas, su manipulación es
segura, son de crecimiento rápido y producen grandes cantidades de enzimas,
generalmente mediante fermentación.
El medio de cultivo óptimo para estos microorganismos es igualmente bien
conocido, lo que reduce los costos de experimentación.
Cuando una enzima nueva es identificada en un microorganismo, el gen que
codifica para la misma puede ser transferido a cualquiera de las especies
anteriores.
De esta manera se puede producir mayor cantidad de dicha enzima en el tanque
de fermentación.
El producto obtenido, la enzima recombinante, es de mayor pureza, lo cual
contribuye a una mejor calidad del producto.
Algunas enzimas recombinantes destinadas a la industria alimenticia son:
• Quimosina
Que sustituye a la natural obtenida del estómago de terneros, y que se
obtiene a partir de los hongos Kluyveromyces lactis
y Aspergillus niger transformados genéticamente con genes
de vacuno.
• a-Amilasa
Obtenida a partir de Bacillus subtilis recombinante.
Esta enzima licua el almidón y lo convierte en dextrina en la producción de
jarabes.
En la industria cervecera, favorece la retención de la humedad del producto
y baja el contenido calórico del producto.
• Pectinasas
Producidas por Aspergillus oryzae
transformada con el gen de A. aculeatus.
Permiten la clarificación de jugos concentrados al degradar las pectinas
provenientes de restos de semillas.
• Glucosa oxidasa y catalasa
Obtenidas a partir de las Aspergillus niger
recombinantes.
Estas enzimas se utilizan para eliminar azúcares de huevos y evitan que
aparezcan olores anormales durante la deshidratación de los mismos.
• Lipasa
Obtenida del Aspergillus oryzae recombinante,
las mismas se utilizan en la fabricación de concentrados de aceites de
pescado.
• Glucosa isomerasa
Proveniente de Streptomyces lividens al
que se le ha inserto el gen de Actinoplanes.
Permite obtener, a partir de glucosa, jarabes ricos en fructosa, con mayor
poder endulzante.
• ß-glucanasa
Producida por levaduras cerveceras recombinantes, que facilitan la
filtración del producto.
Nota:
El siguiente articulo es un extracto de lo que se ha publicado oportunamente
en la pagina web
a la cual se la puede consultar, pues
tiene artículos muy interesantes sobre biotecnología de los alimentos.
Es mi deseo que este extracto del articulo en cuestión, sirva como medio de
consulta para algún miembro de nuestra institución.
Alberto Juan BAIRGIAN |
