Aplicaciones Industriales de Beta-Galactosidasas y Rol de los Arabinoxilanos en Cereales

Uso Industrial de $\beta$-Galactosidasas

Formas de Incorporación

• Solubilizada
• Inmovilizada
• Microencapsulada (liberación en intestino)

Fuentes Microbianas Comunes

Generalmente bacterianas o fúngicas:

• Levaduras: Kluyveromyces lactis, K. fragilis
• Mohos: Aspergillus oryzae, A. niger

Tipos de $\beta$-Galactosidasas según Condiciones Óptimas

Enzima Neutra

• pH: 6,5 - 7,3
• Temperatura (T): 35 - 40 ºC

Enzima Ácida

• pH: 3 - 5
• Temperatura (T): 46 - 55 ºC

Nota: Una menor temperatura implica un mayor tiempo de reacción. Ejemplo: 6-10 ºC durante 15-20 horas puede lograr un 85% de hidrólisis.

Componentes de Cereales y Relevancia en la Industria Alimentaria

Enfermedad Celíaca y Proteínas del Gluten

La enfermedad celíaca está relacionada con la ingestión de:

• Gliadinas (Trigo)
• Hordenina (Cebada)
• Secalina (Centeno)
• Avenina (Avena)

Estas proteínas presentan una forma tridimensional estabilizada por puentes disulfuro ($\text{S-S}$), fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno ($\text{H}$), interacciones hidrofóbicas y dipolo-dipolo. Estas interacciones son cruciales para:

• Propiedades viscoelásticas de la masa.
• Estructura de la miga.
• Retención y movilidad del agua y del gas.

Otros Componentes de la Harina de Trigo

Amilasa: Hidroliza el almidón para permitir la fermentación.

Arabinoxilanos: Estructura y Beneficios

Estructura Química

Los arabinoxilanos son componentes estructurales de los cereales, constituyendo un grupo heterogéneo de polisacáridos con patrones de sustitución y grado de polimerización variables. Están constituidos por:

1. Una cadena principal lineal de $\beta$-D-(1,4)-xilopiranosa.
2. Sustitución en los grupos hidroxilo ($\text{OH}$) de las posiciones 2 y 3 por residuos de tipo L-arabinofuranosil, unidos mediante enlaces glucosídicos $\beta$ (1,4).
3. La posición 5 suele estar sustituida por restos de ácido ferúlico, lo que facilita la formación de enlaces cruzados por la oxidación del ferulato presente en las cadenas adyacentes.

Beneficios de los Arabinoxilanos para la Salud

Los arabinoxilanos ofrecen múltiples efectos positivos:

• Efectos prebióticos.
• Capacidad antioxidante.
• Efecto sobre el metabolismo lipídico.
• Modulación de la respuesta inmune innata y adquirida.
• Actividad antitumoral.
• Aumento de la masa fecal con mejora de la función del colon.
• Efecto beneficioso en el metabolismo de la glucosa.
• Mejora de la salud cardiovascular.

Propiedades de los Prebióticos

Los prebióticos exhiben las siguientes propiedades funcionales:

• Capacidad de fermentación.
• Capacidad de intercambio o captación de iones.
• Capacidad de absorción y retención de agua.
• Viscosidad y capacidad para formar geles.
• Capacidad para fijar o captar moléculas orgánicas.