Cinética de inactivación enzimática y degradación de color de alimentos

Abstract

El empleo de las enzimas en la industria alimentaria cada día va en aumento. Aproximadamente el 30% de las enzimas aisladas en el mundo se emplea en la industria alimentaria, alcanzando una facturación anual superior a los cien mil millones de dólares. Las enzimas poseen múltiples aplicaciones en la industria alimentaria que va desde su empleo en la industria láctea para retirar la lactosa de la leche para consumo de un sector de la población que es intolerante a la lactosa, para tal efecto se emplea la betagalactosidasa, así también es empleado en la industria quesera para la fabricación de quesos en el cual participa la renina microbiana obtenida por recombinación de genes. En la gastronomía las enzimas participan en el ablandamiento de carnes, así tenemos a la papaína y la bromelina. Asimismo la enzima glucosa oxidasa es empleado en la industria de deshidratación del huevo, gracias a esta enzima que elimina la glucosa presente en la clara de los huevos es que se evita obtener un producto deshidrata de color oscuro, debido a la reacción entre los aminoácidos y la glucosa durante la denominada reacción de Maillar. Las enzimas también están presentes en la industria panificadora, gracias a la amilasas se obtiene la glucosa a partir de los almidones presentes en la harina de trigo. En este caso la amilasa convierte parte del almidón en glucosa que junto con los aminoácidos y catalizado por el calor propicia el color dorado de la corteza del pan. La amilasa y la glucoamilasa también participan en la producción de jarabes de glucosa a partir del almidón de maíz que luego con la participación de glucosa isomerasa da como producto final los jarabes ricos en fructosa que los Estados Unidos de América produjeron en el año 2016 la cantidad de 15 millones de toneladas. La industria de la cerveza emplea grandes cantidades de proteasas como la papaína para clarificar los productos de cervecería. Asimismo la industria de los jugos por ejemplo los jugos a partir de la manzana emplean la pectinasa para clarificar los jugos. Por otro lado así como las enzimas participan en procesos que mejoran la calidad y la productividad de muchos alimentos, así también algunas participan proporcionando efectos perjudiciales en los alimentos, por ejemplo en la oxidación de los lípidos participan las lipasas que si no se controla a tiempo a estas enzimas obtendremos productos con características oxidadas. En muchos procesos algunas enzimas participan en reacciones de oscurecimiento como por ejemplo en la papa, algunas variedades de manzana y en muchos otros vegetales, las enzimas involucradas en dichos procesos son generalmente las polifenoloxidasas que requiere su inactivación, de lo contrario los productos sufrirán oxidaciones enzimáticas dando como resultado colores oscuros y al mismo tiempo afectando al sabor y valor nutritivo. La inactivación de las enzimas generalmente se realiza con calor. Es importante tener en cuenta que cada enzima presenta diferente resistencia al calor. Por este motivo es importante el estudio de la cinética de inactivación enzimática, para obtener productos de calidad. Un nuevo método para destruir bacterias e inactivar enzimas con mucha eficacia está siendo aplicado por muchas industrias y los investigadores han dirigido sus investigaciones para su aplicación en varias presentaciones de alimentos. Se trata del empleo del ozono como desinfectante de materias primas. La ventaja de emplear ozono radica en que una vez añadido al alimento en dosis recomendada es convertido en oxigeno como producto final. Este método de conservación es muy prometedor por su bajo costo, no deja residuos tóxicos, no requiere de calentamiento del producto y por lo tanto no altera las características organolépticas del producto.

The use of enzymes in the food industry is increasing every day. Aproximately 30% of the enzymes isolated in the world are used in the food industry, reaching an annual turnover of over one hundred billion dollars. Enzymes have multiple applications in the food industry that goes from their use in the dairy industry to remove lactose from milk for consumption by a sector of the population that is lactose intolerant, for this purpose betagalactosidase is used, as well as It is used in the cheese industry for the manufacture of cheeses in which the microbial renin obtained by recombination of genes participates. In gastronomy enzymes participate in the softening of meats, so we have papain and bromelain. Likewise, the glucose oxidase enzyme is used in the egg dehydration industry, thanks to this enzyme that eliminates the glucose present in the egg white, it is avoided to obtain a dark colored dehydrated product, due to the reaction between amino acids and glucose during the so-called Maillar reaction. Enzymes are also present in the bakery industry, thanks to amylases glucose is obtained from the starches present in wheat flour. In this case, the amylase converts part of the starch into glucose which, together with the amino acids and catalyzed by heat, promotes the golden color of the crust of the bread. Amylase and glucoamylase are also involved in the production of glucose syrups from corn starch that later with the participation of glucose isomerase gives as end product the fructose-rich syrups that the United States of America produced in 2016 the amount of 15 million tons. The beer industry uses large amounts of proteases such as papain to clarify brewery products. Likewise, the juice industry, for example, juices made from apples use pectinase to clarify juices. On the other hand, just as enzymes participate in processes that improve the quality and productivity of many foods, so also some participate by providing harmful effects on foods, for example in the oxidation of lipids, lipases are involved, which if not controlled in time to these enzymes we will obtain products with oxidized characteristics. In many processes some enzymes participate in darkening reactions such as in potatoes, some apple varieties and in many other vegetables, the enzymes involved in these processes are generally the polyphenoloxidases that require their inactivation, otherwise the products will suffer enzymatic oxidations resulting in dark colors and at the same time affecting the flavor and nutritional value. The inactivation of enzymes is usually done with heat. It is important to keep in mind that each enzyme has different heat resistance. For this reason it is important to study the kinetics of enzymatic inactivation, to obtain quality products. A new method to destroy bacteria and inactivate enzymes very effectively is being applied by many industries and researchers have directed their research for application in various food presentations. It is the use of ozone as a disinfectant of raw materials. The advantage of using ozone is that once added to the food in a recommended dose, it is converted into oxygen as the final product. This method of preservation is very promising because of its low cost, does not leave toxic residues, does not require heating of the product and therefore does not alter the organoleptic characteristics of the product.