Los procesos enzimáticos en la Postcosecha de las frutasla Postcosecha de las frutas

Germán Antonio Giraldo Ph. D.

Armenia 2007

UTILIZACIÓN DE ENZIMASpara maceración ; Celulasas, Pectinasas

para licuefacción ; Arabinasa, Ramnogalacturonasa, xilanasa, celobiasa

para prevenir enturbiamiento ; Lacasa + O2, ultrafiltraciónpara prevenir enturbiamiento ; Lacasa + O , ultrafiltración

DISEÑO DE NUEVAS ENZIMAS

Para clarificación de jugo

Pectinasas; para clarificación del jugo

Celulasas; Mejora el rendimiento de extracción con pectinasas

Amilasas; Hidrólisis del almidón, rico en algunas pulpas

UTILIZACIÓN DE ENZIMAS

Jugos

Clarificación – Pectinasas (1958)

Maceración – Pectinasas y hemicelulasas (1975)

Licuefacción – Pectinasas, hemicelulasas y celulasas (1988)Licuefacción – Pectinasas, hemicelulasas y celulasas (1988)

DespectinaciónPectinliasasPectinestearasasPoligalacturonasas arabinoxidasas

LicuefacciónPectinliasas; Pectinestearasas; Poligalacturonasas; arabinasas;ramnogalacturonasa; arabinogalactonasa; xilulasa; glucanasa; celobiohidrolasa; celobiasa.

MaceraciónPectinliasasPectinestearasasPoligalacturonasas arabinoxidasas

Las reacciones de pardeamiento en las frutas son

catalizadas por la polifenol oxidasas (PPO), la

cual está presente en la hidroxilación de los

monofenoles a o-difenoles, y en la oxidación de

los o-difenoles a las o-diquinonas (catecolasa).

La intensidad del pardeamiento se debe a la

cantidad de enzimas en forma activa y por su

localización en el tejido de la fruta. En muchas

frutas, los niveles de las sustancias fenólicas

dependen de: la Variedad de la fruta, el estado de

madurez y de factores ambientales.

Las células dañadas por el corte liberan enzimasLas células dañadas por el corte liberan enzimas

proteolíticas y pectinolíticas que podrían

difundirse hacia el interior de los tejidos,

originando la pérdida de firmeza.

La hidrólisis de los componentes de la pared

celular después del corte se dan en forma

diferente a los originados en el proceso normal

de maduración de las frutas, como el proceso de

solubilización de las protopectinas.

En muchas frutas, como por ejemplo el Kiwi, laEn muchas frutas, como por ejemplo el Kiwi, la

velocidad de migración de las macromoléculas

a través del tejido es sorprendentemente

elevado 1mm/h (Cuq y Vial, 1989).

Operaciones como el troceado dan como

resultado una dramática pérdida de firmeza en el

tejido de las frutas. El exudado de enzimastejido de las frutas. El exudado de enzimas

pectinolíticas y proteolíticas proveniente del

contenido celular de células rotas, penetrando los

tejidos más internos.

La transformación de las protopectinas a

pectinas solubles reducen la cristalinidad de la

celulosa y el espesor de las paredes celulares.celulosa y el espesor de las paredes celulares.

La pérdida de turgencia y el intercambio de

iones en las paredes celulares pueden reducir

la firmeza de las frutas.

Las sales de calcio han sido utilizadas para

aumentar la firmeza de una gran variedad de

frutas MP. Los iones de calcio interactúan con losfrutas MP. Los iones de calcio interactúan con los

polímeros pécticos para formar una red

polimérica la cual aumenta la fortaleza mecánica,

retrasando así la senescencia y controlando los

desordenes fisiológicos en frutas y vegetales.

En la actualidad, el uso del lactato de calcio como

mejorador de textura, está tomando un gran

auge. Se ha estudiado ampliamente en frutosauge. Se ha estudiado ampliamente en frutos

pomos la inmersión en disoluciones de CaCl2

siendo comprobado su efectividad como agente

preventivo en la pérdida de firmeza. Las

concentraciones varían desde 0.1 – 1% .

La peroxidación enzimática de los ácidos grasos

insaturados es el caso más grave deinsaturados es el caso más grave de

modificaciones bioquímicas del aroma en frutas y

hortalizas MP, ésta reacción es catalizada por

lipoxidasas y da origen a la formación de aldehídos

y cetonas.

Los hidroperóxidos son compuestos inestables

que pueden ser citotóxicos y afectar

particularmente a las proteínas y a lasparticularmente a las proteínas y a las

membranas celulares (Watada et al., 1990).

La alteración de las membranas puede originar

la rotura de las barreras de difusión de esta

forma generarse desordenes fisiológicos.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

Los productos hortícolas son susceptibles a los daños

mecánicos durante la cosecha, transporte, almacenamiento o

procesamiento; dichos daños causan estrés físico que afecta a

los tejidos de la planta y altera el metabolismo fenólico. En loslos tejidos de la planta y altera el metabolismo fenólico. En los

tejidos, el pardeamiento inducido por daños mecánicos ha sido

atribuido a la actividad de la polifenol oxidasa (PPO), la cual

actúa causando su oxidación y polimerización con el

consecuente desarrollo de un color café.

• De acuerdo con lo anterior, las actividades enzimáticas

pueden determinarse midiendo la velocidad de

desaparición de los sustratos o la velocidad de aparición

de los productos. Por lo tanto, la PPO podría analizarse

desde diferentes técnicas (midiendo la absorción de

oxígeno; la desaparición de compuestos fenólicos; la

formación del color café o la formación de un

intermediario en la reacción).

VERDE OSCURO

Ab

so

rba

ncia

/[p

rote

ína

]

0,2

0,1

VERDE OSCURO

Ab

so

rba

ncia

/[p

rote

ína

]

0,2

0,1

VERDE CLARO0,2

0,1

Ab

so

rban

cia

/[p

rote

ína ]

VERDE CLARO0,2

0,1

0,2

0,1

Ab

so

rban

cia

/[p

rote

ína ]

Cinética enzimática de los bananos a través de losestados de maduración durante 10 minutos

0,0

Tiempo (minutos)

10987654321

0,0

Tiempo (minutos)

10987654321

0,0

Tiempo (minutos)

10987654321

0,0

Tiempo (minutos)

10987654321

0,0

Tiempo (minutos)

10987654321

VERDE AMARILLO0,2

0,1

0,0

Tiempo (minutos)

10987654321

Ab

so

rba

ncia

/[p

rote

ína

]

VERDE AMARILLO0,2

0,1

0,0

Tiempo (minutos)

10987654321

Ab

so

rba

ncia

/[p

rote

ína

]

0,2

0,1

0,0

Tiempo (minutos)

10987654321

0,2

0,1

0,0

Tiempo (minutos)

10987654321

Ab

so

rba

ncia

/[p

rote

ína

]

AMARILLO

Tiempo (minutos)

0,2

0,1

0,0

10987654321

Ab

so

rba

ncia

/[p

rote

ína

]

AMARILLO

Tiempo (minutos)

0,2

0,1

0,0

10987654321

0,2

0,1

0,0

10987654321

Ab

so

rba

ncia

/[p

rote

ína

]

0.500

0.750

1.000

Abs

ppo

/pro

tein

a(nm

)Procesamiento de plátano (consumo verde)

Figura 6. Absorbancia a 420nm en el tiempo Poscosec ha registrada en el extracto enzimático proveniente de la pulpa de plát ano Dominico Hartón en estado verde sobre la cantidad de proteína prese nte en cada una de

ellas.

0.000

0.250

0.500

0 5 10 15t min

Abs

ppo

/pro

tein

a(nm

)

abs 0 h abs 18 habs 24 h abs 42 habs 72 h abs 66 habs 48 h

0.600

0.800

1.000

Abs

ppo

/pro

téin

a (

nm)

0.000

0.200

0.400

0 18 24 42 48 66 72

Tratamiento

Abs

ppo

/pro

téin

a (

nm)

• Los análisis realizados para la extracciónde la enzima y su cuantificación resultaronconfiables, ya que las gráficasconfiables, ya que las gráficaspresentaron una tendencia expresadacomo la cinética enzimática de Michaelis-Menten.

Rehidratación de mango en yogur

REHIDRATACIÓN EN YOGUR

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 5 10 15 20 25 30M

25-65 (L1)

25-65 (L2)

45-45 (L1)

45-45 (L2)

45-65 (L1)

45-65 (L2)

65-65 (L1)

65-65 (L2)

-0,3

-0,2

Tiempo (h)

Acción enzimas de los fermentos

Reforzar la estructura del mango con calcio por impregnación a vacío

• Disgregación de las muestras

• Mayores ganancias de masa del tratamiento 45-45 a los dos nivelesde humedad

TENICAS PARA CONTROLAR LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA EN FRUTAS

Las técnicas que se pueden usar para controlar la actividad enzimática en frutas son:

� El secado o deshidratación osmótica � La deshidratación con vacío� La deshidratación con vacío� El escaldado� El cambio en pH�La microondas�Los inhibidores

� EL SECADO O DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA

�LA DESHIDRATACIÓN CON VACÍO

�EL ESCALDADO

�EL CAMBIO EN pH

�LA MICROONDAS

�LOS INHIBIDORES