Fundamentos y Aplicaciones de las Enzimas: Clasificación, Factores y Procesos Bioquímicos

Clasificación de las Enzimas (Nomenclatura IUBMB)

Oxidorreductasas: (Catalasa)

Transferasas: (Aminotransferasa)

Hidrolasas: (Lactasa)

Liasas: (Piruvato descarboxilasa)

Isomerasas: (Fosfoglucosa isomerasa)

Ligasas: (ADN ligasa)

Factores que Afectan la Actividad Enzimática

A continuación, se explican dos factores cruciales que modulan la velocidad y eficiencia de las reacciones enzimáticas:

Temperatura

Cada enzima posee una temperatura óptima a la que funciona mejor. Las variaciones extremas afectan directamente su estructura tridimensional:

• Si la temperatura es muy alta, la enzima se desnaturaliza y pierde su función catalítica.
• Si la temperatura es muy baja, la reacción se ralentiza significativamente.

pH

Cada enzima tiene un pH óptimo. Cambios en el pH pueden alterar la ionización de los grupos funcionales del sitio activo, modificando la estructura de la enzima y, por ende, su actividad.

El Proceso de Malteo y la Función Enzimática

El malteo es un proceso biotecnológico donde se germina la cebada para activar enzimas endógenas que transformarán el almidón en azúcares fermentables. Posteriormente, el grano se seca (tostado) para detener la germinación y preservar las enzimas activas.

Enzimas Clave en el Malteo

• Amilasa α: Rompe el almidón en cadenas de polisacáridos más cortas (dextrinas).
• Amilasa β: Convierte esas cadenas cortas en maltosa (un disacárido, principal azúcar fermentable).
• Proteasas: Rompen proteínas en aminoácidos, que sirven como nutrientes esenciales para la levadura durante la fermentación.
• Glucanasas: Mejoran la filtración del mosto al romper los β-glucanos, que pueden causar viscosidad.
• Lipasas: Actúan sobre las grasas. Su actividad debe controlarse para evitar la formación de sabores indeseados (rancidez).

Maduración Vegetal: Enzimas Involucradas en el Cambio de Frutos

La maduración es el proceso natural en el que los frutos cambian de color, sabor, textura y aroma hasta volverse comestibles. Este proceso está finamente regulado por enzimas y la hormona etileno.

Enzimas de la Maduración

• Amilasa: Convierte el almidón almacenado en azúcares simples, incrementando el dulzor del fruto.
• Pectinasa: Degrada la pectina, el cemento que une las paredes celulares, resultando en un fruto más blando.
• Celulasa: Rompe la celulosa, contribuyendo a suavizar la textura general.
• Clorofilasa: Degrada la clorofila, permitiendo que se manifiesten otros pigmentos y cambiando el color del fruto.
• Polifenoloxidasa: Causa el pardeamiento o oscurecimiento (oxidación) si el fruto sufre daño.
• Catalasa/Peroxidasa: Controlan el estrés oxidativo dentro de la célula vegetal.

Oscurecimiento Enzimático (Pardeamiento) en Vegetales

El oscurecimiento enzimático en vegetales es causado principalmente por la acción de la polifenoloxidasa (PPO, también conocida como tirosinasa) sobre sustratos fenólicos (como los polifenoles), lo que resulta en la formación de quinonas que se polimerizan en pigmentos oscuros.

Métodos para Disminuir o Evitar el Pardeamiento Enzimático

1. Aplicación de Calor (Escaldado): El tratamiento térmico inactiva la polifenoloxidasa al desnaturalizar su estructura proteica, impidiendo que actúe sobre los sustratos fenólicos.

2. Uso de Antioxidantes (como el Ácido Ascórbico): El ácido ascórbico (Vitamina C) actúa como agente reductor. Reduce las quinonas formadas antes de que puedan polimerizarse, evitando así la aparición de pigmentos oscuros.