Enzimas en aplicaciones de molinería y panadería -...
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Enzimas estudiadas
• Alpha-amilasa
• Xilanasa
• Glucosa-oxidasa y Hexosa oxidasa
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• Glucosa-oxidasa y Hexosa oxidasa
• Lipasas
• Transglutaminasa
• Amilasa bacteriana
1. Funcionalidad de la α-Amilasa
Almidón
• Función de la αααα-Amilasa
– Provee azúcar fermentable para la
levadura y el aumento de volumen
– Mejora la estructura de la miga
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Almidón
Levadura
CO2
– Mejora la estructura de la miga
– Aumenta el color de la corteza
– Corrige la concentración
Funcionalidad de la α-Amilasa
• Substrato de amilasa = almidón dañado
Cadena de alm idón deteriorada
5 Granulo de alm idón
Alm idon : Am ilasa + am ylopectina
Funcionalidad de la α-Amilasa
• Diferente tipos de amilasas
αααα-amylase Glucoamylaseα-amilasa Glucoamilasa
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ββββ-amylase
Pullullanase
β-amilasa
Pullulanasa
Funcionalidad de la α-Amilasa
• Influencia de la αααα-Amilasa
En el volumen … Y en el color de la corteza
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2. Funcionalidad de la Xilanasa
• Función de la xilanasa
– Fortalecer la red de gluten
(efecto en el volumen, retención
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(efecto en el volumen, retención
de agua)
– Estabilizar la variación de la
calidad
– Mejorar la tolerancia de la masa
y la manejabilidad
Funcionalidad de la Xilanasa
• Mecanismo de la xilanasa
– La Xilanasa va a dividir la larga e insoluble cadena de
arabinoxylan y crear fragmentos solubles
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+Xylanase
arabinoxylan
Soluble
Red de GlutenProteina + arabinoxylan
Insoluble
Funcionalidad de la Xilanasa
• Mecanismo de Endo-xilanasa
– Interacción del arabinoxylan soluble con la red de
gluten más redRed compleja
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H2OH2O H2O
+
Red de gluten arabino-xylans
Soluble
H2O
Red compleja
Funcionalidad de la Xilanasa
• Influencia de la xilanasa
+27%
3000
+19% +21%
16
+1%+6%
+27%
1750
2000
2250
2500
2750
0 25 50 100 150ppm
volu
me
(ml)
+14%+19% +21%
+9%
Xilanasa: bacteriana contra fungalpuro endocontra endo + exo
Comparación de Xilanasas (70 min prueba)
22002250
17
1900195020002050210021502200
0 2 4 6 8 10
Dose (g/100 kg)
volu
me
(ml) bacteriano
fung 1
fung 2
3. Funcionalidad de la Oxidasa
• Mecanismo de la Oxidasa
– Reacción de oxidación “identica” a la funcionalidad del
acido ascorbico
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acido ascorbico
– Oxidación de los grupos de sulfhidril durante la mezcla
S-H
H-S
S
S
Funcionalidad de la Oxidasa
• Substrato de Glucosa oxidasa = glucosa
• Substrato de Hexosa oxidasa = hexosa
OH O H O
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C
HCOH
HOCH
HCOH
HCOH
CH 2 OH
C
HCOH
HOCH
HCOH
HCOH
CH 2 OH
O 2 H 2 O 2
glucosa Acido Glutónico
GOX
Agua Oxigenada
4. Funcionalidad de la Lipasa
• Substrato de lipasa = – triglicéridos presentes por naturaleza en la harina (1-1,5%) ”
monogliceridos”
– Polar-lípidos también presentes en la harina “molécula con una parte de polarización mas fuerte como el Datem o SSL”
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C H
C R H
C O H
H
H
C (CH 2 ) n CH 3
O
G
L
Y
C
E
R
O
L
Ácido graso
R Ácido graso
Ácido graso
C H
C OH H
C O H
H
H
C (CH 2 ) n CH 3
O
G
L
Y
C
E
R
O
L
Ácido graso
OH
Impacto de la gelatinización del almidón
Sin monoglicéridos: estiramiento de la
amilasa y ‘retrogradacion’Calentamiento en
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Almidón crudo
Con monoglicéridos: reducción del estiramiento de la amilasa => menos ‘retrogradación’
Calentamiento en presencia de agua
Funcionalidad de la Phospho-lipasa
• Substrato de lipasas = Grasa naturalmente presente en la harina (2-3%)
C H
C R H
H G
L
Y
C
R Á cid o g raso
Á c id o g raso OHO O
O
HO
HO
O
HO
OH
POLAR
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APOLAR
POLAR
O
O
O
O
P
O
O-
O N+
C R H
C O H
H
C (C H 2 ) n C H 3
O
C
E
R
O
L
Á cid o g raso
O
O
O
O
OHOHO
APOLAR
POLAR
Digalactosil-diglicéridoTriglicérido
Lecitina
• Phospho-Lipasa transforma
la Lecitina y el DiGalactosil-
Diglycerido en Lyso-Lecitina
y DiGalactosilMonoglycerido
CHOH
CH2 OH
H
C CH CH
O
COOH
O C CH3
O
OCCH3
CH2
O
O
O
APOLAR
POLAR
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• Estos productos tienen un
fuerte efecto de
emulsificación idéntico al
Datem o SSLC O
-C
CH2
O
O
O
CH3 Na+
APOLAR
POLAR
DATEM
SSL
5. Transglutaminasa
• Proteína = larga cadena de aminoácidos
Ácido glutámico glutamina prolina Leucina Lysine Cysteina
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Ácido glutámico glutamina prolina Leucina Lysine Cysteina
Funcionalidad de la
Transglutaminasa
• Mecanismo de la transglutaminasa– Interacción de la glutamina
con los residuos de lisina.
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con los residuos de lisina.
– Inter- y intra- conexión molecular.
6. Funcionalidad de la amilasa bacteriana
• Comparación de la amilasa fungal y bacteriana
Amilasa fungal y bacteriana: Actividad en relación atemperatura
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0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
10 20 30 40 50 60 70 80Temperatura (°C)
Act
ivid
ad (
%) Amilasa fungal
Amilasa bacteriana
Funcionalidad de la amilasa bacteriana
• Substrato de la amilasa bacteriana = almidón
gelatinizadoAlmidón intacto Almidón hinchado Almidón gelatinizado
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Almidón hinchado Almidón gelatinizado
75 - 95 °C< 75 °C
Funcionalidad de la amilasa bacteriana
• Mecanismo de la amilasa bacteriana – Corta las cadenas de amilasa y
amilopectinaBAGluten
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amilopectina
– Reduce la retrogradación de la amilasa y amilopectina
– Reduce la sinéresis del almidón con el gluten
– Reduce el envejecimiento del pan
Leached
amylose
BA
Amilopectina
amorfa
Corrección de la harina estándar: ascórbico, amilasa, xilanasa
Enzyme efficiency
1550
1650
1750
1850
60
80
100
120
70 min. Proofing
120 min. Proofing
31
1250
1350
1450
1550
0 2 4 6 0.5 1 1.5 2 4 6
Acide asc. Amylase Xylanase
Dose (g/100 kg farine)
0
20
40
60 120 min. Proofing
Cost
Otras enzimas
Enzyme efficiency
1750
1850
700
800
70 min. Proofing
120 min. Proofing
Cost
32
1250
1350
1450
1550
1650
1750
0 2 4 6 0.5 1 1.5 2 4 6 5 10 20 10 20 30 40 0.5 1 1.5 3 5 10 20 40
Acide asc. Amylase Xylanase GOX HOX Lipase TG
Dose (g/100 kg flour)
Vol
ume
(ml)
0
100
200
300
400
500
600
cost
(E
uro)
Optimización del ingrediente estándar utilizado en la harina
Enzyme efficiency
2050
2250120
140
70 min. Proofing
120 min. Proofing
Cost
33
1250
1450
1650
1850
2050
0 2 4 6 0.5 1 1.5 2 4 6
Acide asc. Amylase Xylanase Asc +xyl +amyl
Dose (g/100 kg flour)
Vol
ume
(ml)
0
20
40
60
80
100
cost
(E
uro)
Efecto adicional de la enzima sobre esta mezcla optimizada
del ingrediente estandar
utilizado en la harina.Enzyme efficiency: on flour treated with asc. + amyl. + xyl.
2250
700
800
900
70 min. Proofing
120 min. Proofing
Cost
34
1250
1450
1650
1850
2050
0 20 30 40 10 20 40 10 20 40 1 2 3
Asc. +Amyl + xyl
GOX HOX TG Lipase
Dose (g/100 kg flour)
Vol
ume
(ml)
0
100
200
300
400500
600
700
cost
(E
uro)
Conclusiones
• La corrección más eficiente es la mezcla de Ácido ascórbico, Alfa amilasa y Xilanasa.
• La Oxidasa es costosa pero puede ser útil cuando la tolerancia adicional es necesaria.
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la tolerancia adicional es necesaria. • La Phospho-Lipasa es útil en proceso de larga
fermentación pero depende fuertemente de la composición de la harina.
• La Transglutaminasa como tal o enzima de la corrección estándar no mejora perceptiblemente la harina.
Resumen de la funcionalidad de las
enzimas
Volumen Blandura Absorción ToleranciaXilanasa bacteriana +++ + + +++
Pan Masa
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Xilanasa bacteriana +++ + + +++Amilasa fungal +++ + (-) (-)Oxidasas + + +++Lipasa ++ ++ ++Transglutaminasa +Amilasa bacteriana +++
Aviso de copyright
BELDEM SA., Groot Bijgaarden, 2003
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