Oxidación enzimática y prevención del pardeamiento en alimentos

Resumen

El documento explica la reacción de oxidación enzimática que provoca el pardeamiento en alimentos, catalizada por polifenoloxidasas, y los pigmentos melánicos que se forman. Describe sus efectos desfavorables y favorables en distintos productos. Además, recoge los métodos para prevenirlo, como el control del pH, el tratamiento térmico, los agentes reductores y los sulfitos, así como su mecanismo de acción.

Puntos clave

La oxidación enzimática requiere compuestos fenólicos y O2, y es catalizada por la familia de enzimas polifenoloxidasas (tirosinasa, catecolasa, entre otras), cuyo centro activo contiene dos átomos de cobre.
El pardeamiento se debe a pigmentos llamados melaninas, que se forman a partir de quinonas generadas por vía enzimática.
El daño del tejido pone en contacto sustratos y enzimas, favoreciendo el oscurecimiento de frutas y hortalizas como la manzana, la patata y la banana.
En algunos procesos, como la fermentación del té y cacao o el secado del tabaco, se busca un ligero oscurecimiento.
Métodos de prevención: descenso del pH con ácidos orgánicos, tratamiento térmico, agentes reductores, sustratos de azúcares, desoxigenación y agentes sulfitantes.
Los sulfitos se disocian según el pH, la fuerza iónica y la temperatura, y se distinguen el sulfito combinado, el libre y el sulfito total.

Ponte a prueba

Reacción de oxidación enzimática

En la que intervienen como sustrato compuestos fenólicos y O2, catalizada por la familia de enzimas llamadas Fenolasa, Fenoloxidasa, Polifenoloxidasa, Catecolasa, Cresolasa, Tirosinasa. Estas enzimas se encuentran en prácticamente todos los seres vivos. El nombre sistemático para las enzimas responsables de la acción oxidante es O-difenol oxígeno oxidoreductasa. Todas poseen un centro activo con un núcleo de 2 moléculas de Cu.

Productos

Los pigmentos que se forman son las MELANINAS. Estas aparecen de color pardo a negro, pero existen colores intermedios como rosa, azul y rojo. Se forman a partir de quinonas formadas por vía enzimática. Las quinonas reaccionan con el agua para dar trihidroxibencenos, los cuales reaccionan con otras quinonas para dar hidroxiquinonas que conducen a polímeros.

Efectos desfavorables

Aparecen cuando se daña el tejido, como obscurecimientos de harina elaboradas de patata, banana, manzana y papa. Reducción de compuestos fenólicos que tienen propiedades antioxidantes, influyendo en la pérdida de características sensoriales como el amargo, picante y astringente en cervezas y vinos. Pérdida de aroma en vainilla. En camarones y langostinos, aparecen manchas negras.

Efectos favorables

En algunos procesos se desea un ligero oscurecimiento, como en la maduración de dátiles, elaboración de sidra de manzana, fermentación del té y cacao, y secado del tabaco.

Prevención del pardeamiento enzimático

Evitar contusiones o daños a los tejidos que pongan en contacto sustratos y enzimas.
Empleo de ácidos orgánicos. El descenso del pH disminuye el pardeamiento enzimático (inmersión en ácido cítrico).
Tratamiento térmico. La inactivación de enzimas por calor (congelación y descongelación dañan el tejido y favorecen el pardeamiento enzimático).
Agentes reductores. Transforman quinonas a fenoles.
Uso de sustratos de azúcares. Después del pelado y corte, las frutas pueden sumergirse en sustratos de azúcares, limitando la absorción de O2. Se usan jarabes con un 30-50% de sacarosa.
Control de oxígeno (desoxigenación) mediante vacío, consumo de O2, ácido ascórbico y borboteo con N2.
Agentes sulfitantes (SO2, bisulfitos NaHSO3, metabisulfitos K2O5S2) eficaces contra el pardeamiento enzimático. Los sulfitos aplicados a diferentes alimentos.

Funciones

La inhibición del pardeamiento enzimático y no enzimático, control y eliminación del crecimiento microbiano, prevención del enranciamiento oxidativo y modificación de propiedades reológicas de los alimentos.

Agentes sulfitantes

Se encuentran en productos farmacéuticos, bebidas y alimentos. En los alimentos se utilizan como aditivos con funciones conservadoras y antioxidantes. Incluyen SO2 y otros sulfitos inorgánicos que generan SO2 en las condiciones de uso.

Mecanismo de acción

Los sulfitos, al entrar en contacto con un medio acuoso, sufren un proceso de disociación que depende del pH, la fuerza iónica y la temperatura del medio, llegando a un equilibrio. Parte del sulfito disociado puede unirse a ciertos componentes del alimento de forma reversible o irreversible. Esta fracción se denomina sulfito combinado, quedando una fracción de sulfito no ligada al alimento o sulfito libre, el cual permanece en forma disociada. Ambas fracciones se denominan sulfito total.

Preguntas frecuentes

¿Qué enzimas provocan el pardeamiento enzimático?

Las enzimas de la familia de las polifenoloxidasas, como la tirosinasa, la catecolasa, la fenolasa y la cresolasa. Todas poseen un centro activo con dos átomos de cobre.

¿Cómo se puede prevenir el pardeamiento enzimático en los alimentos?

Evitando daños en los tejidos, bajando el pH con ácidos orgánicos como el cítrico, aplicando tratamiento térmico, usando agentes reductores, sumergiendo las frutas en jarabes de azúcar y empleando sulfitos.

¿Qué son las melaninas?

Son los pigmentos que se forman por el pardeamiento enzimático a partir de quinonas. Suelen ser de color pardo a negro, aunque pueden presentar tonos rosa, azul o rojo.