Enzimas Para Productos Alimenticios

Enzimas para productos alimenticios. Un ingrediente con historia

Las enzimas cumplen una función vital en los seres vivos, y aunque su estudio se remonta a poco más de 100 años, desde tiempos prehispánicos hasta la fecha se han utilizado en la preparación de alimentos. Los consumidores demandan cada vez más alimentos hipocalóricos, con propiedades organolépticas adecuadas y,preferentemente, de origen natural, cuya fabricación no tenga impactos negativos en el medio ambiente. Las enzimas aportan estas características y son aprovechadas en la industria alimentaria. Actualmente se destaca su uso en la elaboración de edulcorantes, lácteos, panes, aceites, bebidas fermentadas y aditivos.
Aún antes de tener la noción de lo que eran las enzimas, la humanidad las ha utilizado durante unlargo tiempo en la preparación de alimentos: en relatos que datan del 800 A.C. (1-5), los griegos describen su papel en la elaboración de quesos. Actualmente y desde hace muchos años, algunas tribus indígenas de América ablandan la carne envolviéndola en hojas de papaya. En China y Japón se elaboran desde hace siglos bebidas alcohólicas de arroz, basadas en la utilización de extractos crudos. Sonejemplos de usos ancestrales de las enzimas que ahora conocemos como quimosina, papaína y amilasa.

A mediados del siglo XIX se descubrió que ciertas sustancias extraídas de plantas, animales y microorganismos, podían cumplir algunas de las funciones del organismo vivo. En 1876, el fisiólogo alemán Wilhelm Kühne propuso la palabra "enzima", de las raíces griegas "en" y "zyme", que significan "enla levadura", para nombrar estos extractos. (Ver Cuadro 1).

Una enzima es una proteína producida por un organismo vivo, que funciona como catalizador biológico y hace posible que las reacciones bioquímicas se realicen más rápidamente en las condiciones de pH y temperatura en las que se encuentran. (Ver Cuadro 2). La respiración, la digestión y la síntesis de ARN son ejemplos de los procesosenzimáticos que tienen lugar en los seres vivos. Al igual que los catalizadores químicos, las enzimas no afectan el equilibrio ni intervienen directamente en las reacciones que catalizan; sin embargo, presentan numerosas ventajas sobre aquéllos. (Ver Cuadro 3).

Lengua científica

Anteriormente, para determinar la nomenclatura común de las enzimas se tomaba su origen como prefijo y seagregaba el sufijo "–ina" (papaina, bromelina, renina). Desde fines del siglo XIX, se utiliza el compuesto sobre el cual actúan seguido del sufijo "–asa". Pueden citarse como ejemplos las amilasas, que actúan sobre el almidón; las proteasas, que operan sobre las proteínas y las lipasas, vinculadas a los lípidos. En 1964, la Comisión de Enzimas de la Unión Internacional de Bioquímicos y BiólogosMoleculares (IUBMB), propuso una clasificación internacional basada en cuatro dígitos que representan la clase de reacción que catalizan y los enlaces sobre los cuales actúan. La actividad enzimática también se reporta de acuerdo a una convención mundial. Una unidad internacional de actividad enzimática se define como la cantidad de enzima requerida para transformar un micromol de sustrato por minuto ensus condiciones óptimas de concentración, pH y temperatura.

Ingeniería enzimática

La naturaleza proteica de las enzimas las hace más frágiles y pueden perder su actividad cuando son sometidas a temperaturas, presiones y pHs extremos. Para protegerlas durante su aplicación industrial, en las formulaciones líquidas se pueden añadir agentes protectores o inmovilizarlas en diferentes soportes(resinas, sílica, polímeros). La inmovilización permite además reutilizarlas y trabajar en sistemas continuos.

Con las tecnologías de ADN recombinante se superaron algunos de los problemas que limitaban la aplicación industrial de las enzimas. La cantidad disponible era muchas veces insuficiente para satisfacer la demanda de la industria, ya que generalmente se obtenían por extracción a partir...