Fuentes de obtención de enzimas

Las fuentes principales de producción de enzimas para empleo industrial son:

1. Animales: La industria empacadora de carnes es la fuente principal de las enzimas derivada del páncreas, estómago e hígado de los animales, tales como la tripsina, lipasas y cuajos (quimosina y renina).

2. Vegetales: La industria de la malta de cebada es la fuente principal de enzimas de cereales.  Las enzimas proteolíticas (que degradan proteínas) tales como la papaína y la bromelina se obtienen de la papaya y del ananá, respectivamente.

 3. Microbianas: principalmente se extraen de bacterias, hongos y levaduras que se desarrollan en la industria de la fermentación.
La ventaja de la obtención de enzimas microbianas es que los microorganismos se reproducen a ritmo acelerado, son fáciles de manipular genéticamente, crecen en un amplio rango de condiciones ambientales y tienen una gran variedad de vías metabólicas, haciendo que las enzimas obtenidas sean más económicas.

Las enzimas recombinantes y la industria alimenticia

 

Cuando una enzima nueva es identificada en un microorganismo, el gen que codifica para la misma puede ser transferido a cualquiera de las especies anteriores. De esta manera se puede producir mayor cantidad de dicha enzima en el tanque de fermentación. El producto obtenido, la enzima recombinante, es de mayor pureza, lo cual contribuye a una mejor calidad del producto.
Algunas enzimas recombinantes destinadas a la industria alimenticia son:
 

•	quimosina que sustituye a la natural obtenida del estómago de terneros, y que se obtiene a partir de los hongos Kluyveromyces lactis y Aspergillus niger transformados genéticamente con genes de vacuno.
•	α-amilasa obtenida a partir de Bacillus subtilis recombinante. Esta enzima licua el almidón y lo convierte en dextrina en la producción de jarabes. En la industria cervecera, favorece la retención de la humedad del producto y baja el contenido calórico del producto.

•	Pectinasas producidas por Aspergillus oryzae transformada con el gen de A. aculeatus. Permiten la clarificación de jugos concentrados al degradar las pectinas provenientes de restos de semillas.

•	Glucosa oxidasa y catalasa obtenidas a partir de Aspergillus niger recombinantes. Estas enzimas se utilizan para eliminar azúcares de huevos y evitan que aparezcan olores anormales durante la deshidratación de los mismos.
•	Lipasa obtenida en Aspergillus oryzae recombinante se utilizan en la fabricación de concentrados de aceites de pescado.

•	Glucosa isomerasa proveniente de Streptomyces lividens al que se le ha inserto el gen de Actinoplanes. Permite obtener, a partir de glucosa, jarabes ricos en fructosa, con mayor poder endulzante.

•	β-glucanasa producida por levaduras cerveceras recombinantes, que facilitan la filtración del producto.

Enzimas utilizadas en la industria alimenticia

Las enzimas se encuentran en todos los seres vivos y son piezas esenciales en su funcionamiento. Desde el punto de vista bioquímico son proteínas que actúan como aceleradores de las reacciones químicas, de síntesis y degradación de compuestos. Una de las características más sobresalientes de las enzimas es su elevada especificidad. Esto quiere decir que cada tipo de enzima se une a un único tipo de sustancia, el sustrato, sobre el que actúa.

Las enzimas tienen muchas aplicaciones en diversos tipos de industrias, entre las que se destaca la alimenticia. En algunos casos, como la obtención de yogur, o la producción de cerveza o de vino, el proceso de fermentación se debe a las enzimas presentes en los microorganismos que intervienen en el proceso de producción. Sin embargo, otros procesos de producción de alimentos, pueden realizarse mediante la acción de las enzimas aisladas, sin incluir a los microorganismos que las producen.
Desde hace unas décadas se dispone de enzimas relativamente puras extraídas industrialmente de bacterias y hongos, y algunas de ellas de las plantas y los animales y con una gran variedad de actividades para ser utilizadas en la elaboración de alimentos.
Actualmente, la ingeniería genética contribuye a la biosíntesis de enzimas recombinantes de gran pureza, que aportan mayor calidad al producto final, y optimizan los procesos de producción de alimentos.

Alimentos en los que se emplean enzimas

Pan: En la industria panadera se utiliza la lipoxidasa, una enzima que actúa como blanqueador de la harina y contribuye a formar una masa más blanda, mejorando su comportamiento en el amasado. Generalmente se la añade como harina de soja o de otras leguminosas, que la contienen en abundancia.
También se utilizada la amilasa que degrada el almidón a azúcares más sencillos que pueden ser utilizados por las levadura en la fabricación del pan. También se emplean proteasas para romper la estructura del gluten y mejorar la plasticidad de la masa, principalmente en la fabricación de bizcochos.

Leche y derivados: El cuajo del estómago de los rumiantes es un componente esencial en la elaboración de quesos ya que contiene dos enzimas digestivas (quimosina y pepsina), que aceleran la coagulación de la caseína, una de las proteínas de la leche. Otra enzima utilizada es la lactasa cuya función es degradar la lactosa, un azúcar compuesto por unidades de glucosa y de galactosa. Muchas personas sufren de trastornos intestinales al consumir leche ya que carecen de la lactasa y, en consecuencia, no pueden digerirla adecuadamente.

 

Cerveza: Al igual que en la fabricación del pan el uso de amilasas que degradan el almidón, presentes en la malta, es fundamental en la fabricación de la cerveza. También se emplea la enzima papaína para fragmentar las proteínas presentes en la cerveza y evitar que ésta se enturbie durante el almacenamiento o la refrigeración.

 

 

Vinos. Uno de los problemas que se pueden presentar en la fabricación de vinos es la presencia del hongo Botrytis cinerea que produce beta-glucanos, un polímero de glucosa que pasa al vino y entorpece su clarificación y filtrado. Este problema se soluciona añadiendo enzimas con actividad beta-glucanasa que lo degradan. También se utilizan enzimas para mejorar el aroma, las cuales liberan los terpenos de la uva, dándole un mejor bouquet al vino.

 

 

 

Jugos concentrados: A veces la pulpa de las frutas  y restos de semillas hacen que los jugos concentrados sean turbios y demasiado viscosos, lo que ocasiona problemas en la extracción y la concentración. Este efecto se debe a la presencia de pectinas, que pueden degradarse por la acción de enzimas pectinasas presentes en el propio jugo o bien obtenidas y añadidas de fuentes externas.

Las enzimas en los alimentos

La papaína contenido en la papaya

La papaya produce papaína, enzimas útil en aquellas personas que no producen suficientes enzimas pancreáticas y provocan síntomas de indigestión intestinal como gases, distensión abdominal y flatulencias.
 

 

 

* La enzima papaína es resistente a los hongos, contribuyendo a disminuir las micosis.

 

* La papaína tiene una fuerte resistencia a la inflamación y ayuda a combatir las inflamaciones de las articulaciones.

 

* Es un potente antioxidante que protege el cuerpo del daño celular provocado por la radiaciones libre. 

 

 

La bromelina contenido en la piña

 

La bromelina de la piña es una proteinasa que desdobla las proteínas ayudando a la digestión, tiene propiedades antinflamatorias.

Las personas con hemorragias  deberán tomarla con precaución por que la bomelina al combinarse con ciertos fármacos, como la aspirina y los anticoagulantes, aumenta el riesgo de hemorragia.

 

 

 

 

 Kiwi

 

Contiene actinidina, una enzima que actúa como catalizador para la digestión de proteínas.

 

Miel de abeja

 

 Contiene enzimas digestivas que ayudan a mejorar el movimiento intestinal y la absorción de los alimentos.

La miel contiene diastasa, glucosa oxidasa, catalasa y invertasa.

 

 * La diastasa cataliza el almidón en dextrina posteriormente en glucosa o azúcar.

* La glucosa oxidasa es una enzima que desdobla la glucosa.

* La catalasa desdobla el peróxido de hidrógeno de agua.

* La invertasa digiere losa carbohidratos dividiendo dividiendo la sacarosa en sus componentes que son glucosa y fructosa.  

 

 

 

Verduras crudas

 

En especial las verdes; como brócoli, apio y perejil son ricas en clorofila y contienen enzimas y antioxidantes que contribuyen a mejorar la salud.

Los espárragos crudos contienen glutatión peroxidasa, una enzima que colabora en la producción de antioxidantes, vitaminas y sales de minerales.

 

Es importante consumir frutas y verduras crudas por que las enzimas se destruyen con el calor de la cocción o frituras  de alimentos.

  

Clasificación de enzimas

Uso en la industria alimentaria

Las enzimas no reaccionan químicamente con las sustancias sobre las que actúan ni alteran el equilibrio de la reacción. Su función consiste sólo en aumentar la velocidad de las reacciones actuando como catalizadores. Sabiendo sus funciones, ¿por qué se usan enzimas en la transformación de los alimentos? Cabe destacar que su uso en este campo es limitado. Aunque existe una elevada cantidad de enzimas, son pocas las que se utilizan en la industria.
Entre sus ventajas destaca la capacidad de modificar de manera muy específica el alimento, es decir, actúan donde se precisa su acción y no en más puntos. Y lo hacen a bajas concentraciones, necesitan valores de temperatura y pH muy suaves, lo que permite que no se altere el alimento. Además mejoran la textura, el aroma y el gusto del producto y pueden usarse para la elaboración de nuevos productos.

 "Las enzimas actúan donde se precisa su acción y no en más puntos, lo que facilita que no se altere el alimento"

 

 

¿Cuáles son las enzimas responsables de la transformación? Son pocas las responsables de los cambios en los alimentos y se denominan enzimas técnicas. Provienen de tres orígenes distintos pero sus funciones no varían. Pueden hallarse en los vegetales, cuya obtención se deriva de cebada o también de la piña y la papaya, como por ejemplo las proteasas. De los animales la obtención proviene del hígado, pulmón o de diferentes órganos del animal o, finalmente, de los microorganismos, quizá las más importantes, ya que son mucho más termoestables que el resto y en un único microorganismo pueden hallarse varias enzimas.

ENZIMAS

Las enzimas son sustancias químicas que puede fabricar el propio organismo a partir de las proteínas o que se pueden adquirir a través de los alimentos. Forman parte importante dentro de la alimentación diaria, al igual que las vitaminas, los azúcares o los minerales, y sin ellas la vida no es posible, ya que regulan todas las reacciones químicas del cuerpo humano.

Las enzimas se relacionan con la activación de otros nutrientes haciendo que estos sean más aprovechables por el aparato digestivo. También ayudan en la destrucción de microbios patógenos y regulan procesos químicos como la detoxificación, por lo que se les atribuye un rol depurativo. No obstante, el contenido en enzimas de los alimentos ha decrecido por el procesado, el refinado y los métodos de conservación que hoy día se utilizan en la industria alimentaria.

"Las enzimas se encuentran en gran cantidad en alimentos frescos como frutas, ensaladas, leche, mantequilla, queso, carne, pescado y huevo".

 

 

 

 Desde que el alimento se selecciona para ser procesado hasta que llega al consumidor pasa por diferentes etapas de transformación, que se podrían clasificar en tres grandes grupos. El primero es la preparación de la materia prima, donde se hallan los procesos de lavado, cortado o picado. En segundo lugar están los procesos de conservación, entre los que destacan la esterilización, desecación, congelación o liofilización y, finalmente, los procesos de transformación, quizá de los más importantes porque tienen como objetivo el aumento de la vida útil del alimento y cambiar su textura, sabor y aroma.