El pardeamiento de las masas y la polifenol oxidasa


Las polifenol oxidasas (PPOs) son enzimas ubicuas que catalizan la reacción dependiente de oxígeno que transforma o-difenoles en o-quinonas. Estas quinonas son reactivas y capaces de modificar covalentemente un amplio abanico de especies nucleofílicas, del interior de las células, que conduce a la formación de polímeros marrones, conocido como pardeamiento enzimático.


Esta enzima se encuentra en todas las plantas, y ejemplo de esto es el pardeamiento en las rodajas de manzana, los puntos negros en los aguacates y marcas oscuras en las cáscaras de plátano, así como también los puntos oscuros en masas de trigo refrigeradas y congeladas. Es también responsable de la decoloración gris en los productos del trigo, tales como tallarines frescos, panes frescos, congelados, refrigerados y galletas, siempre que se haya empleado el trigo blanco en su producción.


¿Por qué y para qué las plantas tienen fenoles?


En las plantas existe una gran cantidad y diversidad estructural de compuestos fenólicos pertenecientes a diversas familias como ácidos fenólicos, cumarinas, lignanos, ligninas y flavonoides. Estos compuestos desempeñan funciones importantes en las plantas, siendo las más relevantes las de protección frente a radiación ultravioleta y frente a condiciones de estrés biótico gracias a las propiedades antimicrobianas de los propios compuestos fenólicos y mediante el sellado de heridas por lignificación.


En el mercado de los Estados Unidos, los productos de trigo duro y blanco como los panes de grano entero son cada vez más populares. En Asia, el trigo duro y blanco es de elección para elaborar una variedad de productos de fideos frescos.


En palabras de Bob Graybosch, Genetista de plantas y líder de investigación del Servicio de Investigación Agrícola (ARS-agricultural research service) en la Unidad de Investigación de Bioenergía en Lincoln, Nebraska, señala que los altos niveles de polifenol oxidasa en el grano hace que el trigo blanco muchas veces tenga un color indeseable, colocándolo en desventaja en relación con los trigos del mercado de Australia. "La polifenol oxidasa es un gran problema para los mercados asiáticos, debido a que no quieren ver los fideos grises cuando los cuelgan para que se sequen, para luego venderlos."


Desde hace 15 años, Graybosch ha estado estudiando la enzima polifenol oxidasa en el trigo, "Una gran cantidad de trigos blancos todavía tienen altos niveles de polifenol oxidasa," dice Graybosch. "Para tener un trigo blanco tanto para el mercado de exportación y el mercado interno, las empresas quieren bajar o anular los niveles de polifenol oxidasa."


Se han desarrollado algunos trigos bajos en polifenol oxidasa, pero la eliminación completa de este rasgo de la enzima es lo que siempre buscaron. En el año 2000, en colaboración con la Universidad de Nebraska y la Universidad del Estado de Montana, Graybosch examinó a más de 3.000 trigos de la NSGC (Colección Nacional de Granos Pequeños ARS) con la presencia del polifenol oxidasa. Posteriormente, el equipo analizó los trigos que tenían niveles bajos de la enzima. Las líneas de mejoramiento de trigo con niveles muy bajos o incluso cerca de cero de la polifenol oxidasa fueron generados a partir de estos cruces.


Finalmente, el científico logró producir una línea de trigo llamada "070R1074", prácticamente sin polifenol oxidasa. Este logro fue posible debido al cruce de dos trigos australianos que se introdujeron en la colección del germoplasma en pequeños granos en la década de 1930 ". Durante 70 años, estos dos trigos australianos han estado en la colección de germoplasma con el interés y la importancia económica que la industria de la molienda y los exportadores necesitan y desean, " dice Graybosch.


¿Cómo evitar el pardeamiento de las masas de trigo?

Existen distintos tipos de inhibidores de PPOs, destacándose cuatro grupos: sulfitos, agentes antioxidantes o reductores, acidulantes y compuestos quelantes. Los sulfitos son los más efectivos en prevenir el pardeamiento enzimático.


Una de las mejores alternativas al uso de los sulfitos es el ácido ascórbico, este compuesto es altamente efectivo en la inhibición del pardeamiento por su habilidad para reducir las quinonas producidas antes de que la reacción de formación de pigmentos tenga lugar, y se recomienda emplear del 1 al 1.5% sobre el peso de la harina. A veces se usa en combinación con acidulantes, siendo el más utilizado el ácido cítrico debido a su presencia natural en los tejidos vegetales. Otros tipos de compuestos no suelen emplearse debido a que las concentraciones efectivas son muy altas, lo cual afecta el sabor de los alimentos y en algunos casos se ha demostrado efectos adversos a la salud, tal es el caso del β-mercaptoetanol, cisteina, ácido etilendiamino-tetra acético (EDTA), dithiotreitol y tiourea.


Referencias

  1. http://bioquimicaenlavidacotidiana.blogspot.com/2017/11/pardeamiento-enzimatico.html

  2. https://www.foodnewslatam.com/imagenes/5538-polifenol-nueva-l%C3%ADnea-de-trigo-elimina-la-decoloraci%C3%B3n-de-los-alimentos.html

  3. Ashie INA, Simpson BK y Smith JP (1996) Critical Reviews in Foods and Science Nutrition 36 (1-2): 1-30

  4. Hermann K (1976) Flavonols and flavones in food plants: a review. Journal of Food Science and Technology 11(5): 433-448

  5. Lee CY y Whitaker J (1995) Enzymatic browning and its prevention, ACS Symposum Series 600, Washington, DC; American Chemical Society Ed.

  6. Sapers GM (1993) Browning of foods: control by sulfites, antioxidants, and other means. Food Technology 47: 75-84

  7. Tomás-Barberán FA y Espin JC (2001) Phenolic compounds and related enzymes of quality in fruits and vegetables. Journal of the Science of Food and Agriculture 81 (9): 853-876

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