Enzimas Microbianas Usadas en Alimentos

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  • 7/23/2019 Enzimas Microbianas Usadas en Alimentos

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    Enzimas microbianas usadas en alimentos

    Dr. Renato Chvez R.Universidad de Santiago de ChileFacultad de Qumica y Biologa

    Departamento de [email protected]

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    Enzimas ????

    Generalidades de enzimas en alimentos

    Enzimas microbianas en alimentos (procesos)

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    -Detergentes

    -Bioblanqueamiento de celulosa-Textiles

    -PRINCIPALMENTE EN ALIMENTOS

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    Ejemplo muy sencillo:

    Para que sirve este utensilio?

    Ahora la modernidad..

    Qu contendr este producto?

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    Algunos ejemplos

    BEBIDAS Y ALIMENTOS FERMENTADOS

    PANIFICACION

    QUESERIA

    PRODUCCION DE ENDULZANTES

    MODIFICAR AROMAS

    TEXTURIZAR

    ASPECTO ORGANOLEPTICO

    ABLANDAR CARNES

    CLARIFICACION DE BEBIDAS (VINOS , CERVEZAS Y JUGOS)

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    Mejoran la clarificacin de jugos.Conversin de la glucosa en fructosa (jarabes de altafructuosa).Aumenta la solubilidad y disminuye la turbidez del t.

    Evita el oscurecimiento y los sabores desagradables.

    PectinasasGlucosa-isomerasaTannasaGlucosa-oxidasa

    Bebidas noalcohlicas

    Mejoran la clarificacin y extraccin de jugos.Evitan el oscurecimiento y los sabores desagradables.

    Pectinasas

    Glucosa-oxidasa

    Vinificacin

    Usadas para licuar la pasta de malta.Evitan la turbidez durante la conservacin de ciertosproductos.

    AmilasasPapana,Pepesina

    Cervecera

    Mejora la calidad del pan.Disminuye la viscosidad de la pasta.Produce una miga muy blancaMejora la coloracin de la superficie.

    AmilasaProteasaLipoxidasaLactasa

    Panificacin

    Ablandamiento de carnes.Produccin de hidrolizados.

    Papana,FiscinaBromelina

    Crnicas

    Evita la textura arenosa provocada por la

    cristalizacin.Permite la utilizacin de jarabes de alta fructosa.

    Lactasa

    Glucosa-isomerasaHelados

    Coagulacin de las protenas de la leche (casena).Influencia en el sabor y aceleracin de la maduracin.

    Quimosina(renina)LactasaLipasa

    Quesera

    Enmascara el gusto a xido.Fabricacin de leche delactosada, evita la

    cristalizacin de leche concentrada.

    Tripsina.Lactasa

    Lctea

    USOSENZIMASINDUSTRIA

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    Generalidades de las enzimas usadas en alimentos

    -En su gran mayora corresponden a enzimas hidrolticas(para ruptura de polmeros con diversas estructuras).

    -Estas deben producirse en grandes volmenes(toneladas) para satisfacer la demanda.

    -Deben ser de bajo costo para hacerlos competitivos con

    procesos de operaciones unitarias que reemplazan.

    -Su purificacin debe ser sencilla y, en el mejor de loscasos, que las preparaciones sean parcialmente puras.

    -Deben ser inocuas y de fcil eliminacin

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    Procedencia de las enzimas usadas en alimentos

    -ORIGEN ANIMAL (MATADEROS, PROTEASAS, LIPASAS)

    -VEGETALES (PROTEASAS)

    -VARIOS MICROORGANISMOS, PRINCIPALMENTE:

    BacteriasLevadurasHongos

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    Pregunta capciosa:

    Desde cuando creen Uds. que se usan enzimasmicrobianas en la elaboracin de alimentos?

    LEVADURA

    BACTERIA

    HONGO

    Procesos enzimticos involucrados?

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    Si bien los M.O. que actan sobre alimentos lo hacenmediante reacciones enzimticas, lo que nos interesaes el uso sistemtico, deliberado y cuantificado deenzimas o preparados enzimticos por parte delhombre para procesos alimentarios.

    Ejemplos concretos a continuacin:

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    Produccin de jarabes (syrup) de almidn

    Almidn???: Polisacrido constituido exclusivamente porglucosa, formado por amilosa y amilopectina

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    Almidn de maz al 40 % P/V Agua desionizada

    Ca2+ (20 ppm) 5 min a 105C (gelatinizacin) pH=5.8- 6.5 (ajuste desde 4.5)

    - amilasa 0.15 %

    pH 4.5, TEMP= 60 C, filtracin

    Dilucion (10-20 % peso seco)

    glucoamilasa (0.15 U/g almidn)8 horas a 60 C

    Jarabe de glucosa

    Resumen produccin de jarabes de

    glucosa y fructosa

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    -amilasas usadas son de M.O.

    MICROORGANISMOS PRODUCTORES: BACTERIAS

    -Bacillus amiloliquefasciens, Bacillus licheniformis

    - Enzima termoestable, T optima: 90C.

    -pH optimo: neutro ;

    -Requieren Ca2+

    Glucoamilasas: de hongosAspergillus niger, Rhizopus niveus

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    Sacarosa Jarabe de glucosa

    xilosa isomerasa

    Jarabe de glucosa/ fructosa (60 : 40)

    Jarabe rico en fructosa

    invertasa

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    Invertasa (sacarasa)

    Microorganismo productor: Saccharomyces cerevisiae.

    .

    Producto: glucosa y fructosa

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    Glucosa (xilosa) isomerasaOrigen bacteriano: Bacillus coagulans,Actinoplanes missouriencis,Streptomyces.

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    Intolerancia a la lactosa

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    Lactasa (-galactosidasa)

    BIOQUMICA

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    -Se usa la leche pasteurizada

    -La leche pasteurizada se incuba con la enzima -galactosidasa

    (o lactasa) de Kluyveromyces spp. (LEVADURAS).

    -T del estanque: 6-10 C

    -Tiempo de reaccin: 15-20 horas

    -Se hidroliza sobre el 85% de la lactosa.

    Deslactosado de la leche

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    PROCESO INDUSTRIAL QUE NO ES PTIMO

    -Kluyveromyces ES UN ORGANISMO MESFILO

    -La T ptima de la actividad de sus enzimas es 35-40C.

    -Cmo optimizar el proceso?

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    Industria del vino

    Pectinas: Componentes de la paredde los vegetales (hasta 30%). Son

    polmeros variados degalacturonanos.

    Importancia en alimentos:Viscosidad de los zumos, jugos ymostos.

    PROBLEMA: Filtrado.

    Solucin: Uso de pectinasas(mezcla de varas enzimas que

    degradan la pectina)

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    Industria del vino: algo ms sofisticado

    -En la uva, unida por enlaces glicosdicos, se encuentran lamayora de los terpenos voltiles que le dan aroma al vino.

    -La liberacin de estos aromas es importante,particularmente para los vinos blancos aromticos(Moscatel, Riesling, etc.)

    -Alternativa cada vez ms en boga: uso de enzimas

    --glucosidasa (ESTA ES UNA CELULASA) yarabinofuranosidasa (ESTA ES UNA XILANASA).

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    Industria del vino: algo ms soficticado

    Airn

    Riesling

    Moscatel

    EFECTO DE BETA-GLUCOSIDASA SOBREAROMAS DE VINO

    Comparar barra blanca (sintratamiento) con barra ploma(tratamiento con enzimacomercial)

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    Procesamiento de alimentos animales

    La adicin de enzimas mejora la digestibilidad animal, bajandolos costos de alimentacin y satisfaciendo los requerimientosenergticos con menos alimento.

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    El alimento preferido del chileno: PAN

    - Se ha visto que las lignocelulasas en general mejoran las propiedadesreolgicas de la masa, su estructura (disolviendo cristales depolisacridos), el volumen de la masa, y mantienen el pan ms fresco.

    Butt et al. (2008): Xylanases in Baking Industry, Food Technol. Biotechnol. 46: 2231