I.INTRODUCCION

El pardeamiento enzimático es el que ocurre por acción de enzimas, como por ejemplo la polifenoloxidasa que actúa sobre sustratos como los polifenoles produciendo las quinonas que se polimerizan para dar finalmente el color marrón. Este proceso ocurre en algunas frutas frescas y hortalizas cuando son peladas, golpeadas o cortadas.

En el campo de los alimentos, el pardeamiento enzimático puede ser un problema muy serio en frutas, manzanas , y papa . al producir alteraciones en el color que reducen el valor comercial de los productos, o incluso los hacen inaceptables para el consumidor. Estas pérdidas son muy importantes en el caso de las frutas tropicales y de los camarones, productos trascendentales para la economía de muchos países poco desarrollados.

El pardeamiento enzimático se puede controlar mediante los siguientes procesos:El escaldado. Consiste en sumergir el alimento en un baño de agua hirviendo por un minuto.Disminución del PH: a PH bajos la actividad catalítica decrece y produce una inactivación de la enzimas.

Métodos químicos: se realiza con ciertas sustancias como el dióxido de azufre para inhibir del pardeamiento enzimático.

OBJETIVOS

1. Conocer como se lleva a cabo el pardeamiento enzimático en algunas frutas y algunas formas de evitarlo para mejorar las características del producto final.

2. Determinar mediante algunas pruebas la forma de disminuir el pardeamiento enzimático en algunas frutas y hortalizas.

3. Realizar un control de tiempo para establecer que frutas se pardean más rápido que las otras.

4. Establecer que aditivos podemos utilizar en la industria de los alimentos para que no haya pardeamiento y conocer las cantidades permitidas por la normatividad vigente.

II.MARCO TEORICO

2.1.1Pardeamiento enzimático

reacción de oxidación en la cual el substrato del enzima que la lleva a cabo (polifenoloxidasa, fenolasa o tirosinasa) es el oxigeno. Se produce cuando realizamos un corte en un alimento (frutas o verduras) y lo exponemos al aire. El producto de la reacción son quinonas, responsables de la coloración marrón. Es lo que comúnmente se denomina oxidación. Ejemplos de este tipo de pardeamiento es el cambio que se produce en una manzana tras hacerle un corte y dejarla expuesta un tiempo al aire.

Pardeamiento no enzimático: reacción que tiene lugar a través de dos procesos:

Reacción de Maillard: tiene lugar entre un azúcar reductor (glucosa o ribosa) y un aminoácido. Este tipo de reacción se ve favorecida por altas temperaturas y cambios de pH.

Caramelización: se produce entre dos azúcares y en ausencia de compuestos aminados cuando éstos se someten a altas temperaturas. Además de la coloración marrón, se producen compuestos aromáticos similares a los producidos en las reacciones de Maillard.

2.1Por qué algunas frutas se oscurecen cuando las cortamos

Seguro que te has fijado en que cuando cortamos una manzana, esta adquiere un color pardo al cabo de pocos minutos. ¿Sabes por qué se produce este cambio de color? Quizá pienses que es porque "se oxida", pero ¿realmente es así? Y lo que es más interesante, ¿sabes cómo evitarlo?

Como sabes, este fenómeno no es exclusivo de las manzanas, también lo podemos observar en otras frutas como los plátanos, las peras, los melocotones...Pero hay otras en las que no sucede esto, como las naranjas y los limones. ¿Por qué razón? Además, no sólo se produce en algunas frutas, también lo podemos apreciar en las lechugas, los champiñones y otras setas, en las patatas e incluso en algunos mariscos como las gambas. Veamos a qué se debe...

En pocos minutos el color de esta manzana adquiere tonos pardos

2.2Pardeamiento enzimáticoQuizá el tema de hoy resulte un poco complejo, pero intentaré explicarlo de forma que se pueda entender fácilmente. Para ello, seguiremos con el ejemplo de la manzana.

Lo que sucede cuando pelamos y cortamos una manzana, cuando se nos cae al suelo o cuando está sobremadurada, es que algunas de sus células resultan dañadas, lo que provoca la salida de parte de su contenido. Entre este contenido se encuentran

unas enzimas que son las protagonistas de hoy: las polifenol oxidasas, también conocidas como PPOs.

Por cierto, ¿sabes lo que es una enzima? Para explicarlo de forma sencilla, podríamos decir que una enzima es una molécula que tiene la función de hacer que las reacciones bioquímicas sean más rápidas, es decir, actúan como catalizadores de dichas reacciones. Así, cada enzima actúa sobre un determinado compuesto (llamado sustrato) para dar como resultado otro compuesto (llamado producto). Por ejemplo, la enzima catalasa actúa sobre el agua oxigenada (peróxido de hidrógeno, H2O2), para dar como producto agua (H2O) y oxígeno (O2), algo que se aplica por ejemplo para limpiar las lentillas. (Puedes encontrar más información sobre las enzimas .

Pues bien, cuando cortamos una manzana, dañando así sus células, hacemos posible que las enzimas polifenol oxidasas, que estaban encerradas en una estructura de la célula (concretamente en los cloroplastos), se pongan en contacto con el sustrato sobre el cual actúan, que estaba encerrado en otra estructura de la célula (concretamente en las vacuolas).

 Este dibujo es una representación esquemática de una célula vegetal. En su interior hay varias estructuras, como (1) los cloroplastos donde se encuentra la polifenol oxidasa y (2) las vacuolas

donde se encuentran los polifenoles (Imagen adaptada a partir de esta)

La ruptura celular desencadena el comienzo del proceso: las polifenol oxidasas provocan la oxidación de unos compuestos incoloros llamados polifenoles (el sustrato), para transformarlos en otros llamados quinonas (el producto). Las quinonas, que son incoloras, pueden reaccionar con ciertas sustancias para dar lugar a otros compuestos coloreados. Esto es lo que sucede a veces en ciertos alimentos, como los ajos, las cebollas y las patatas, que adquieren un color rosáceo. Finalmente las quinonas se reagrupan, sufren otra oxidación y se transforman en un compuesto de color pardo llamado melanina, que es el responsable de ese color oscuro de la

manzana cortada. Por cierto, este compuesto es también el que hace que nuestra piel se ponga morena con el sol.

Supongo que a estas alturas ya te habrás dado cuenta de que el proceso que acabamos de describir recibe el nombre de pardeamiento enzimático porque intervienen unas enzimas que provocan un color pardo en el alimento. Como puedes imaginar, el hecho de que algunos alimentos adquieran este color pardo supone un inconveniente para la industria alimentaria, ya que a nadie le gusta comprar fruta con ese aspecto. Además el valor nutricional del producto disminuye ligeramente. Por estos motivos se emplean métodos para evitar que el proceso tenga lugar en ciertos productos, como por ejemplo algunas frutas que se venden cortadas, patatas crudas peladas listas para cocinar, etc. ¿Cómo puede evitarse esta serie de reacciones?

Pobres plátanos moribundos... (Fuente)

2.3Métodos de control del pardeamiento enzimático

Existen varios métodos para impedir que se lleve a cabo este proceso. Algunos de ellos los podemos poner en práctica en casa (de hecho mucha gente ya lo hace sin saber muy bien por qué). Veamos, hemos dicho que en el proceso interviene una enzima, que actúan sobre un sustrato, provocando su oxidación, así que podemos actuar sobre estos tres factores (o sobre alguno de ellos) para tratar de impedir que el proceso se lleve a cabo. Para ello se suele tomar alguna de estas medidas:

2.3.1Tratamiento térmico: si calentamos el alimento podemos inactivar el conjunto de enzimas polifenol oxidasas e impedir así que puedan actuar. De hecho, no sólo inactivamos estas enzimas, sino que inactivamos todas las enzimas presentes en el alimento. Esta es la principal razón por la cual se escaldan o blanquean los vegetales antes de proceder a su conservación, como por ejemplo los champiñones antes de enlatarlos. Para ello basta con sumergirlos en agua hirviendo durante unos segundos.

 Escaldando que es gerundio (Fuente)

2.3.2Adición de ácidos: si rociamos la manzana de nuestro ejemplo con un ácido como pueden ser los que contiene el zumo de un limón (ácido cítrico y ácido ascórbico), el valor del pH descenderá, lo que impedirá que la enzima pueda actuar. Además el bajo valor del pH provoca una transformación de los sustratos. 

 ¿A que se te hace la boca agua? sshhhh (Fuente)

2.3.3Eliminación del oxígeno: para impedir la oxidación del sustrato por parte de la enzima, podemos eliminar el oxígeno, o al menos parte de él. Esta es una de las razones por las cuales sumergimos en agua las patatas una vez peladas y troceadas. De otro modo se pondrían oscuras en seguida. A nivel industrial se puede envasar a vacío o en atmósferas protectoras (ya hablamos sobre atmósferas protectoras aquí). Esto último es lo que se hace en el caso de algunas frutas que se venden cortadas y peladas.

2.3.4Adición de sal: La adición de sal en una concentración determinada inhibe y retrasa el pardeamiento enzimático, pero como puedes imaginar plantea el problema del sabor (la manzana con ciertas concentraciones de sal no queda muy bien que digamos...).

2.3.5Adición de sulfitos: Los sulfitos son unos compuestos químicos que impiden que el pardeamiento enzimático se lleve a cabo. Este es, junto al tratamiento térmico y el descenso del pH, el método más efectivo y también el que se utiliza en la industria. Como puedes imaginar, este método no está al alcance del ámbito doméstico. 

2.3.6Adición de  quelantes: algo que no hemos mencionado hasta ahora es que las polifenol oxidasas son  enzimas que están constituidas por átomos de cobre. Si añadimos al alimento sustancias que secuestren ese cobre (sustancias quelantes) impediremos así que las enzimas puedan actuar. Esto es lo que ocurre por ejemplo si rociamos la manzana de nuestro ejemplo con zumo de limón, ya que el ácido cítrico forma un complejo (un quelato) con el cobre de las enzimas.

Estructura de las polifenol oxidasas. Las esferas verdes representan los átomos de cobre, mientras que las estructuras azules corresponden al aminoácido histidina

2.5En alimentos

Las principales fuentes de polifenoles son bayas, té, cerveza, uvas/vino, aceite de oliva, chocolate/cacao, nueces, maníes, granadas, yerba mate, y otras frutas y vegetales.

Investigaciones realizadas por la Dra. Sara Arranz del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han puesto de manifiesto que en las frutas existe una fracción de polifenoles «no extraíbles» (PFNE) con propiedades bioactivas que no eran cuantificadas durante los análisis de contenidos en base a polifenoles «extraíbles» (PFE), superando los primeros hasta en cinco veces las concentraciones obtenidas por las mediciones habituales de los PFE. Se informaron valores de 112−126 mg/100 g de fruta fresca para los PFNE, frente a 18,8−28 mg/100 g de fruta fresca para los PFE. Este grupo de polifenoles se extraen en el laboratorio a partir de las paredes de las células de la fruta usando diversos ácidos.[2]

Los más elevados niveles de polifenoles se encuentran generalmente en la cáscara de las frutas.

2.6Beneficios para la salud

Los polifenoles fueron durante un breve período de tiempo conocidos como vitamina P. Sin embargo rápidamente se encontró que no eran esenciales y fueron reclasificados. Los beneficios para la salud de polifenoles específicos como quercetina son bien conocidos, sin embargo para los demás hay menos resultados.

El Dr. Paul Kroon afirma que en el cuerpo humano estos compuestos fermentan activados por las bacterias que habitan en nuestro sistema digestivo, creando metabolitos que pueden ser beneficiosos, por ejemplo, por su actividad antioxidante. Las investigaciones indican que los polifenoles pueden tener capacidad antioxidante con potenciales beneficios para la salud. Podrían reducir el riesgo de contraer enfermedades cardiovasculares y cáncer.[3]

También fueron investigados como una fuente adicional de beneficios para la salud en la producción orgánica, pero no se ha obtenido ninguna conclusión.[4] Los polifenoles se unen con hierro de grupos no hemo (v.g. de plantas) in vitro en sistemas modelo.[5] Esto puede disminuir su absorción en el cuerpo.

III. MATERIALES Y REACTIVOS

4.1. Materiales

* Materias primas: bananos, manzanas, peras, coconas, hongos frescos, paltas o cualquier otra fruta o verdura del cual se sospecha que sufre oscurecimiento

* 5 tubos de ensayo

* 4 vasos de precipitados de 100 ml

* 1 termómetro (-10º a 100º C)

* 6 vidrios de reloj

* 2 placas petri

* 1 reloj 

4.2. Reactivos

* Solución de NaCl al 2%

* Solución de acido cítrico al 1.5%

* Solución de acido cítrico al 0.5%

* Solución de bicarbonato de sodio al 2%

* Solución de bicarbonato de sodio al 1%

* Solución de acido ascórbico al 5 %

* Solución de acido ascórbico al 2.5 %

* Solución de acido ascórbico al 1 %

* Solución de HCl 2 M

* Agua destilada

* Jugo de limón

* Jugo de camu camu

V.Procedimiento

5.1Contacto del aire con el tejido vegetal

* Tomar una fruta que esté sana y fresca

* Lavarla con cuidado sin maltratarla

* Cortar cuatro pedazos de la fruta

* Un trozo de la fruta se sumerge en el agua fría destilada

* Otro trozo de la fruta se sumerge en solución de NaCl al 2%

* Los otros dos trozos se dejan al aire libre

* Se debe controlar los tiempos en que aparece el pardeamiento enzimático

* Repetir los experimentos con las muestras de verdura y hongo comestible

5.2 Efecto del calor sobre el pardeamiento enzimático

* Se rotulan 3 tubos de ensayo con los números 1, 2 y 3

* En cada tubo se coloca 5 a 10 mL de jugo de manzana

* El tubo 1 se calienta a 40º C por 5 minutos

* El tubo 2 se calienta a 60º C por 5 minutos

* El tubo 3 se calienta a 80º C por 5 minutos

* Repetir los experimentos con las muestras de verdura y hongo comestible

5.2 Control del pH sobre el pardeamiento enzimático

* Se seleccionan diferentes clases de frutas: manzana, pera y banano

* De cada fruta se sacan tres muestras

* A cada una de las muestras se le coloca las soluciones de ácido ascórbico

* A cada una de las muestras se le coloca las soluciones de bicarbonato de sodio

* A cada una de las muestras se le coloca las soluciones de ácido cítrico

* Repetir los experimentos con las muestras de verdura y hongo comestible

VI.RESULTADOS

La primera experimentación de pardeamiento enzimático se hizo con la manzana ya que hicimos con agua , NACL,y aire libre ya que tuvimos los siguientes resultados , por otro lado se trabajo con segundos

Agua : con el agua se pardeo a los 7.3 minutos

NACL : Se pardeo a los 5 minutos

Aire : se pardeo a los 2 minutos

El segundo procedimiento se hizo con el proceso de escaldado ya que se hizo con la manazana y se obtuvo los siguientes resultados :

En este proceso tuvimos que licuar la manzana con un determinado volumen de liquido para después ser llevado al baño maria

El tubo 1 se calienta a 40º C se pardio a los 5 minutos El tubo 2 se calienta a 60º C se pardio a los 5 minutos El tubo 3 se calienta a 80º C se pardio a los 5 minutos

El tercer procediemiento experimenta se hizo con dos componentes acido cítrico y bicarbonato de sodio estos dos componentes están en liquido , en una placa Petri habíamos agregado estos estos componentes y encima de ello lo pusimos trosos de manzana y tuvimos los siguientes resultado en minutos el cual se pardeo .

acido cítrico

0.5 % obtuvimos un pardeamiento enzimático de la manzana a los 6.39 minutos

1.5% obtuvimos un pardeamiento enzimático de la manzana a los 7.00 minutos

Bicarbonato de sodio

1% obtuvimos un pardeamiento enzimático de la manzana a los 2 minutos

2% obtuvimos un pardeamiento enzimático de la manzana a los 3 minutos

Con el jugo de camu camu(acido ascorvico) se pardio a los 7 minutos

VII. CONCLUSIONES

DURANTE EN LA PRACTICA SE LLEGO A OBTENER LOS RESULTADOS EXACTO AL CUAL SE DIO CON DIFERENTES COMCOMPONENTES IMPORTANTES ACIDO CITRICO, ACIDO ASCORBICO , BICARBONATO DE SODIO

Durante en el pardeamiento enzimático se llego a demostrar mas en al aire libre y al tener contacto la materia prima tiende a tener cambios de oxidación.

Durante en el pardeamiento enzimático de los componentes se llego a un medio corto de tiempo con bicarbonato de sodio fue casi al igual al primer experimento , los resultados son casi iguales que se hace al aire libre.

En el pardeamiento enzimático del acido cítrico se obtuvo un tiempo mas largo ya que se obtuvo en los 6 – 7 minutos de pardeamiento enzimático .

Durante el pardeamiento enzimático con escaldo con un equipos baño maria se tuvo entre 4-5 minutos casi comprando el pardeamiento enzimático que se hizo con acido cítrico entre una variación de una a dos minutos.

VII. DISCUSION

SEGÚN CHARLES LEMMAN los resultados obtenido durante en el pardeamiento enzimático son ciertamente positivos al obtener estos resultados tiene que depender del clima de la ciudad donde habitamos por que en la zona del frio se ve la pardeacion lentamente , y en la zona del calor al cortar la materia prima se pardean en instantes segundos , por eso es importante recordar siempre hay mantener a nuestra materia prima en buen estado y que siempre perdure sus propiedades químicas ya que es importante para el hombre , y para finalizar conocer en cuanto tiempo puede oxidarse una materia prima .

8. BIBLIOGRAFÍA

Badui, S. 1986. Química de los Alimentos. Edit. Alhambra. México, D.F.

Belitz, H.; Grosch, W. 1985. Química de los Alimentos. Acribia. Zaragoza, España.

Cheftel, J.; Cheftel, H. 1976. Introducción a la Bioquímica y Tecnología de losAlimentos. Acribia. Zaragoza, España.

Coenders A. 2001. Química Culinaria. Editorial Acribia. Zaragoza, España

 Tscheuschner, H. 2001. Fundamentos de Tecnología de los Alimentos. Acribia.Zaragoza, España.

¿Explique en qué procesos es ventajoso el pardeamiento enzimático en los alimentos.?

Eliminación y modificación de sustratos. Inactivar la enzima (bloqueo, inhibidores). Crear condiciones poco favorables para la acción

enzimática Minimizar el contacto con el oxígeno Empleo de antioxidantes, entre otros

10.2. ¿Qué otras sustancias naturales o sintéticas se usan para evitar el pardeamiento enzimático?.

Agentes Reductores

-Acido ascórbico BenzoquinonaJugo de manzana