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ENZIMAS DE LOS ENZIMAS DE LOS ALIMENTOSALIMENTOS

Mag.Mariela CarmineCarrera: Ingeniería Química

Cátedra: Bromatología y Toxicología

ENZIMAS DE LOS ALIMENTOSENZIMAS DE LOS ALIMENTOS

Los alimentos, por su naturaleza,

contienen las enzimas que el organismo

utiliza para la síntesis y degradación de

los componentes químicos que lo

constituyen.

GeneralidadesGeneralidades

� Proteínas (apoenzima + cofactor((vit, cat))

� Catalizador biológico� Reacciones bioquímicas� Altas velocidades� Elevado grado de especificidad� Animales, vegetales, levaduras, hongos y

bacterias� Alimentos enzimas

endógenas

beneficiosos dañinos

provocan

Sustrato una sola sustancia

Esp. abs.

Enzimas en alimentosEnzimas en alimentos

� Muy pocas� Oxidoreductasas: fenolasas, acido

ascorbico oxidasa, catalasa, peroxidasa, lipooxigenasa y glucosa oxidasa

� Hidrolasas(+): lipasas, proteasas, carbohidratasas.

� Liasas, pectinliasas

� Isomerasas, glucosa isomerasa

� Ligasas

� Tranferasas

Sitio ActivoSitio Activo

� El sitio activo de una enzima es aquella porción de la proteína que participa directamente en la unión y la transformación de sustrato.

Tº extremas

Condiciones drásticas de pH,fuerza iónica

Agentes químicos

Inactivación de la enzimas

Cambio en la velocidad de

reacción

Inactivación termina de Inactivación termina de una enzimauna enzima

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pHpH

pH:5-8

TemperaturaTemperatura

T: Optima:30-45 Cº Tº> 55 Cº

Enzimas en el procesado Enzimas en el procesado de alimentosde alimentos

� presentes en propia MP

� Realizan su función enzimática durante el proceso de producción

� Parte integral del alimento o producidas por microorganismos.

� Efectos deseables e indeseables

¿COMO SE CONTROLA EL

DETERIORO DE

ALIMENTOS MEDIADO

POR ENZIMAS?

� Modificar el pH del alimentos

� Tratamientos térmicos llegando a temperatura de inactivación y evitando reversión

� Disminuyendo el aw

� Aislando el sustrato

� Agregado de inhibidores

� Eliminar cofactores

� Consumir sustrato

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� Modificar el pH del alimentos:Escabeches

� Tratamientos térmicos llegando a temperatura de inactivación y evitando reversión:Pasteurización,cocción,esterilización,es-caldado ;etc.

� Disminuyendo el aw: Salazones, desecación, deshidratación.

� Aislando el sustrato: Tratamiento con acomplejantes del sustrato.

� Agregado de inhibidores:

prolisina y algunos polifenoles se usan en Pardeamiento

� Eliminar cofactores: acomplejar metales divalentes enoxidasas(Fe, Cu, Zn, etc) con EDTA.

� Consumir sustrato:con ascórbico para las que necesitan oxigeno.

Reacciones de Reacciones de Pardeamiento u Pardeamiento u oscurecimientooscurecimiento

PARDEAMIENTOPARDEAMIENTO

Se entiende por tal las distintas reacciones que producen la aparición de

colores pardos o marrones en los alimentos

TIPOS DE PARDEAMIENTOTIPOS DE PARDEAMIENTO

Enzimático

Reacciones de Maillard

Caramelización

Oxidación de Ácido Ascórbico

Oxidación de ácido ascórbicoOxidación de ácido ascórbico

Los productos de oxidacióndel ascórbico aportan confierencolores pardos a los alimentos endonde se encuentra.

Es más común en alimentosexpuestos a la luz y de alta aw(bebidas, jugos, pulpas de frutas)

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Reacciones de PardeamientoReacciones de PardeamientoMecanismo O Grupo aminos

necesariosT Ph Azucares

reduc.

Caramelización No

No Si OH/H

Si

Maillard No

Si No OH Si

Oxidación (Ac. Ascórbico)

Si No No H No

Polifenol Oxidasa

Si No No H No

� Oxido reductasa

� TIROSINASA=CATECOLASA=POLIFENOLOXIDASA=POLIFENOLASA= FENOLASA

� Provocan el oscurecimiento o empardeamiento de ciertos alimentos.

� Se produce por la acción de la PFO sobre distintos sustratos que posteriormente polimerizan dando compuestos llamados melaninas

� Sustratos sobre los que actúa: compuestos insaturados que tienen estructura de monofenoles o de o-difenoles

PardeamientoPardeamiento EnzimáticoEnzimático

Propiedades de la PFOPropiedades de la PFO

� Se encuentra compartamentalizada e inactiva

� La ruptura celular desencadena la reacción por activación de una proteasa que genera la forma activa

� pH óptimo entre 5 a 8.

� Necesita Cu++ y O2 ligados al sitio activo.

� Su actividad tiene dos etapas: hidroxilación (lenta) y oxidación (rápida)

Tipo de reacciones de la Tipo de reacciones de la enzimaenzima

ligero amarillo hasta un café oscuro

Pardeamiento enzimáticoPardeamiento enzimático

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Efecto del pH en laEfecto del pH en laactividad de la PFOactividad de la PFO

Efecto de la temperatura en Efecto de la temperatura en la actividad de la PFOla actividad de la PFO

Prevención del pardeamiento Prevención del pardeamiento enzimáticoenzimático

� Evitar contusiones que dañen los tejidos

� Inactivación de enzimas por el calor, no siempre se pueden utilizar.

� Adición de los compuestos reductores ( Ac. Asc), que transforman las quinonas en fenoles permite retardar el pardeamiento enzimático.

Prevención del pardeamiento Prevención del pardeamiento enzimáticoenzimático

� Inmersión de frutas, después del pelado y corte, en agua ligeramente salada o en una solución de sacarosa o glucosa, limita la entrada de oxígeno hasta el tejido vegetal.

� Descenso de pH retarda ya que la PFO es act. entre pH 5-7; y a pH < a 3 queda inactivada en forma irreversible. Se utiliza ácido cítrico, ácido málico o ácido fosfórico.

Prevención del pardeamiento Prevención del pardeamiento enzimáticoenzimático

� Resulta eficaz la eliminación de oxígeno en los tejidos (por vació o burbujeo de nitrógeno)

� Anhídrido sulfuroso y los bisulfitos; reacciona con las quinonas y/o bloquena la PFO.

� Se puede inactivar la enzima con reactivos que se unan al cobre.(cofactor)

CASO SOBRE DETERIORO DECASO SOBRE DETERIORO DE

PULPA DE FRUTAPULPA DE FRUTA

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Pulpa de Fruta: DuraznoPulpa de Fruta: Durazno

� Se entiende por Jugo y Pulpa el triturado de frutas u hortalizas privadas de su piel o cáscara.

� Deberán presentar las proporciones de jugo y pulpa correspondientes a las de la fruta u hortaliza de la cual proceden.

� Se rotularán "Jugo y pulpa de ..." llenando el espacio en blanco con el nombre de la fruta u hortaliza que corresponda.

INGREDIENTES y ADITIVOSINGREDIENTES y ADITIVOS

� Fruta� Acido Ascórbico� Acido Cítrico

ProcesoNº Paso

Recepción de MateriaPrima

Volcado y Remojado

Lavado

CocciónTº: 85 a 100 ºC

Tiempo: 20 - 30 min

Selección

Molienda

Despulpado / Descarozado

Tamizado

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AditivadoAc. Ascórbico (ANT): 150 ppmAc. Cítrico (ACI): 100 ppm

pH: 4

Separación y almacenamiento

de Fibra, Piel y Pulpa

FLUJOGRAMA DE PROCESO PARA ELABORACIÓN DE PULPA Almacenamiento TanquePulmón

Almacenamiento

Concentrado 1º Efecto: Vacío: 60 a 70 cm Hg

Temperatura: 50 a 70 ºC 2º Efecto: Vacío: 0,5 a 0,7 Kgf/cm2

Temperatura: 70 a 85 ºC

Almacenamiento TanquePulmón

Esterilización Tº: 95 a 105 ºC

EnfriamientoTº: 35 a 45 ºC Tiempo: 1 min

EnvasadoTemperatura Producto: 30 a 35 ºC

Expedición

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Composición Química Composición Química

� Valor Energetico: 135,9 Kal� Agua: 69 g� Glúcidos: 23,1 g� Proteínas:0,9 g� Lípidos:3,1 g� Fibra:3,1 g

Características del productoCaracterísticas del producto

Características físico químicas

� pH 3.5 – 4.1� º Brix 30 – 32� Aw elevada

Características deseablesMientras mas clara la pulpa mejor.

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¿Como se puede evitar ¿Como se puede evitar el pardeamiento en la el pardeamiento en la

pulpa de fruta?pulpa de fruta?

ResoluciónResolución

SELECCIÓN

� Evitar el inicio de la reacción de pardeamiento enzimático (eliminar fruta marrón y dañada)

ADITIVADO

� Ac. Ascórbico (consume oxigeno y transforman las quinonas en fenoles permite retardar el pardeamiento enzimático)

� Ac. Cítrico: baja pH y quela el cobre

ResoluciónResolución

MOLIENDA

� Se debe hacer rapido, para evitar el contacto entre la enzima y el sustrato

COCCIÓN

� Inactivación de enzimas fenolasa,pectinestearasa,Pectinmetilestearasa etc.Tº>55º

� Trabajar a bajas temperaturas para evitar caramelización

ResoluciónResoluciónCONCENTRADO

� Vacío (elimina oxigeno disuelto) evita que se oxide el Ac.ascórbico,Evita que se oxide la pulpa.

� Aw disminuye. � inactiva enzimas (etapa mas lenta).

ESTERILIZACIÓN� Asegura la inactivación de las enzimas

OPERACIÓN EFECTO LOGRADO

RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA

Eliminar fruta marrón y dañada. Evitar inicio de reacción de pardeamiento

VOLCADO Y REMOJADO

LAVADO

SELECCIÓN Evitar el inicio de la reacción de pardeamiento enzimático ( eliminar fruta marrón y dañada)

MOLIENDA Se debe hacer rápido

ADITIVADO

Ac. Ascórbico ( consume oxigeno y transforman las quinonas en fenoles permite retardar el pardeamiento enzimático), Ac. Cítrico: baja pH, y quela el cobre

COCCIÓN Inactivación de enzimas, polifenoloxidasa, pectinestearasa, etc. Tº>55º.

DESPULPADO/ DESCAROZADO

TAMIZADO

ALMACENAMIENTO TANQUE PULMÓN

OPERACIÓN EFECTO LOGRADO

CONCENTRADOVacío (elimina oxigeno disuelto) evita que se oxide el Ac.ascórbico, evita que se oxide la pulpa. Aw disminuye. inactiva enzimas ( etapa mas lenta).

ALMACENAMIENTO TANQUE PULMÓN

ESTERILIZACIÓNAsegura la inactivación de las enzimas

ENFRIAMIENTO

ENVASADO

ALMACENAMIETO

EXPEDICIÓN