PARDEAMIENTO ENZIMATICO

PARDEAMIENTO ENZIMATICOINTRODUCCIN:Es la transformacin enzimtica en sus primeras etapas y en presencia de oxigeno, de compuestos fenlicos en polmeros coloreados.Las melaninas son los pigmentos oscuros que se forman al final de esta cadena de reacciones.Modifica las caractersticas organolpticas y nutricionales en los alimentos.Se da durante la manipulacin tras la cosecha, de la conservacin y de las transformaciones tecnolgicas.En casos como la maduracin de fruta desecadas, preparacin de la sidra, fermentacin del te y otros, se busca un cierto grado de pardeamiento.

SUSTRATOS Y ENZIMAS DEL PARDEAMIENTOSUSTRATOS FENLICOS:Los ms importantes son los derivados del pirocatecol, del cido benzoico, el cido cinmico, los flavonoides, los taninos y las ligninas.Su reactividad es mas o menos elevadas.

El ncleo pirocatecol que encontramos en la dopa y la dopamina es un potente sustrato de pardeamiento.Los flavonoides estn en forma de glicsidos. EN LOS FLAVANOIDES TENEMOS:Los flavan-3-oles.Las flavonas.Las isoflavonas.Las flavononas.Las isoflavononas.Las antocianidinas.

LOS FLAVAN-3-OLES: como las catequinas y derivados son los polifenoles ms importantes de acuerdo al grado de madurez.Van de tonalidades de amarillo a marrn. Durante la oxidacin enzimtica.

LOS FLAVANONAS: poseen un grupo carbonilo en posicin 4.LA NARINGINA (glucsido de la naringenina): sabor amargo antes de la maduracin.

LAS ANTOCIANINAS: pigmentos de color rojo, violeta y azul.LA CIANIDINA.LA DELFIDINA.LA MALVIDINA.LA PEONIDINA.PETINIDINA.

LOS TANINOS: Contribuyen a la textura y sabor.TANINOS HIDROLIZABLES: resultado de la esterificacin de cinco funciones hidroxilo de la glucosa por diversos cidos polifenlicos.TANINOS CONDENSADOS.

LAS LIGNINAS:Proporcionan rigidez a determinados tejidos vegetales.

SUSTRATOS DE PARDEAMIENTO: PATATA: la tirosina y el cido clorognico.PLTANO: la 3,4-dihidroxifeniletilamina.HOJAS DE ESCAROLA: el cido quicrico.TOMATE: derivados glucosados del cido p-cumrico, del cido cafeico y del cido felrico.PLANTAS VASCULARES, BACTERIAS,MOHOS Y LIQUENES: los flavonides.CEBOLLA: los glucsidos de la quercitina.ZANAHORIA: los glucsidos de la luteolina y de la apigenina.NARANJA: la hesperidina.ENZIMAS DEL PARDEAMIENTO:POLIFENOLOXIDASAS (PPO): Actan sobre los fenoles con presencia de oxigeno.Se localizan en dos formas denominadas isoenzimas.Se diferencian por su afinidad por el oxigeno y los sustratos fenlicos, velocidad de reaccin mxima y su relacin actividad hidroxilante/actividad oxidante(consumen oxigeno).Su pH de actividad esta entre 5-7.

PEROXIDASAS: hacen intervenir al perxido de hidrgeno.

POLIFENOLOXIDASAS (PPO):

CATECOLOXIDASAS:Catalizan la hidroxilacin de los monofenoles en o-difenoles y la oxidacin de los o-difenoles en o-quinona.Contienen dos atomos de cobre.LACASAS:Presentes en plantas superiores, los mohos y determinadas bacterias. Intervienen en la elaboracin de licores (Botrytis cinerea). Contienen cuatro atomos de cobre.Mas estables en medio cido.Menos sensibles a los inhibidores (sulfitos).Menos resistentes a un incremento de la temperatura.MECANISMOSFORMACIN DE QUINONAS:

Las polifenoloxidasas realizan la hidroxilacion de los monofenoles en O-difenol y la oxidacin de estos en y p-difenol en quinonas.

Estas reacciones estn asociadas a una evolucin del color de los productos.El color de las o-quinonas depende del pH y los compuestos fenlicos.

REACCIONES A PARTIR DE QUINONAS:QUINONASMolculas inestables.Potentes oxidantes. fuertemente electrfilas.Dan lugar a productos coloreados o no.

Reaccionan bien en reacciones de oxidacin de compuestos reductores con generacin del compuesto O-difenlico.

Pueden producir reacciones de oxidacin acopladas con los o-difenoles, pueden ser rapidas y dependen del sustrato.Las o-quinonas pueden formar al reaccionar con los polifenoles:Dmeros.Oligmeros.Copolmeros.

La unin con molculas de agua da lugar a trihidroxibenceno, oxidados por la polifenoloxidasa o por las quinonas, para formar hidroxiquinonas.

Las quinonas pueden reaccionar con grupos tioles o aminas de protenas, de aminocidos y de aminas.En funcin de su estructura funcionan como inhibidores competitivos de la polifenoloxidasa.

Las o-quinonas pueden oxidar al cido ascrbico en cido deshidroascrbico regenerando el o-difenol.

Despues de multiples reacciones se forman las melaninas.El color rosa, rojo, azul, marron, negro y la intensidad de coloracin de los pigmentos difiere de los polifenoles, T y pH.FACTORESSUSTRATOS:El contenido de compuestos fenlicos de los productos vegetales depende de:La variedad.El estado de maduracin. La luz.La temperatura.Los nutrientes.Los pesticidas. En frutas jvenes la contecntacion de polifenoles es alta y disminuye durante su desarrollo por fenmeno de dilucin.Tras la cosecha la concetracion permane constante

Las enzimas se localizan en mitocondrias y cloroplastos.Los compuestos fenlicos en las vacuolas.El OXIGENO es el segundo sustrato.Una deslocalizacin celular ocasionada por diferentes traumatismos de origen:MECNICO:Choque.Corte.Heridas diversas.PATOLGICO:Ataque de microorganismos.FISIOLGICO:Falta de regulacin celular de diversa naturaleza.CONDICIONES FISICOQUMICAS Y PRESENCIA DE INHIBIDORES NATURALES :LA TEMPERATURA:El ptimo de las polifenoloxidasas es de 25-35C, ocurren dos fenmenos: El aumento de velocidad de catlisis.La inactivacin trmica de la enzimas.El de pardeamiento enzimtico es 35 y 40C. Una T demasiado baja provoca deslocalizaciones celulares.

EL pH:El de pardeamiento enzimtico se situa entre: 4 y 7. El ptimo de las polifenoloxidasas es de pH 5 y 7.

El descenso de la actividad de agua frena las actividades enzimticas por una menor movilidad de sustratos .El cido ascrbico es el inhibidor ms utilizado, ya que reduce las o-quinonas a sus derivados fenlicos correspondientes.

Los compuestos fenlicos participan en el color y calidad gustativa del alimento.El color evoluciona a marrones.Los compuestos fenlicos poseen propiedades antioxidantes , inhiben la formacin de radicales libres (hierro y cobre).La capacidad antioxidante atribuir para transferir, a los radicales libres, loas tomos de hidrogeno de los grupos hidroxilo aromticos y a estabilizar electrones no apareados por la estructura aromtica polimerizada.

CONSECUENCIASEl color tiene un papel primordial por ello usamos mtodos como:La espectroscopia de absorbancia UV visible.Colorimetra tristimulus.La reflectrometria. Tambin es posible utilizar el consumo de oxigeno o la oxidacin indirecta de ciertos compuestos.

LA ESPECTROSCOPIA DE ABSORBANCIA UV:Utiliza la medida de la absorbancia, generalmente a una longitud de onda entre 400 y 500 nm, la cual solo considera pigmentos solubles.

EVALUACIN:Las catequinas forman pigmentos:De color amarillo con un mximo de absorbancia a 380nm.El cido clorognico:Amarilo-anaranjado con un mximo de absorbancia a 420nm.El o-dihidroxifenilalanina:Pigmentos rosas con un mximo de absorbancia de 480nm.

LA COLORIMETRA TRISTIMULUS:Utiliza tres filtros (rojo, verde y azul) a semejanza de los receptores de la retina.

LA REFLECTROMETRIA:Utiliza receptores multiples para medir la reflectancia espectral de un objeto para cada longitud de onda.

CONTROL Y PREVENCIN :DESNATURALIZACIN O INHIBICIN DE LAS POLIFENOLOXIDASAS:Se da por inmersin en agua caliente (escaldado).Vapor de agua.Tratamientos con microondas.Una corta exposicin a temperaturas de 70-90C.El descenso del pH a valores 4.Los cidos ctrico, mlico, fumrico, sdico, clorhdrico y fosfrico son los mas utilizados a menudo.Los halogenuros ejercen una actividad inhibidora.Los cloruros de sodio y calcio retrasan el pardeamiento no enzimtico.

MODIFICACIN O ELIMINACIN DE LOS SUSTRATOS DE OXIDACIN:La inhibicin del pardeamiento enzimtico se puede conseguir eliminando del medio uno de los dos sustratos (oxigeno o compuestos fenlicos).

LA ELIMINACIN DEL OXIGENO:Mediante la inmersin de los productos en siropes, salmueras o por rebozado.Mediante el envasado en atmosferas modificadas o inertes. LA ULTRAFILTACION:Se utiliza para eliminar los polifenoles de los zumos de frutas.Un tratamiento con lacasa.

LAS CICLODEXTRINAS:Para eliminar la naringina y reducir el amargor.La estructura se parece a un cono donde la superficie externa es hidrfila y la cavidad interna hidrfoba.

EL QUITOSANO:Establecer interacciones electrostticas con partculas solidas.

ACCIN SOBRE LOS PRODUCTOS DE REACCIN:Se utilizan diversos agentes para prevenir el pardeamiento enzimtico de los alimentos mediante interacciones con los productos de reaccin. Su efecto es generalmente temporal ya que desaparecen como consecuencia de reacciones de oxidorreduccin en las que participan. La cantidad de agentes que se deben utilizar depende de la abundancia de los compuestos fenlicos sensibles a la oxidacin enzimtica y de la duracin durante la cual debe ser inhibido el pardeamiento.DINMICA MOLECULAR EN LAS MATRICES ALIMENTARIASLas migraciones moleculares pueden ser el origen de profundas alteraciones de la calidad organolptica, microbiolgica y nutricional durante la conservacin de alimentos. Ests migraciones estn reguladas por parmetros termodinmicos y cinticos que representan respectivamente la cantidad de molculas que deben difundir y el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio termodinmico.INTRODUCCIN:MIGRACIN DE AGUA Y MODIFICACIN DE LA CALIDAD DE LOS ALIMENTOS1.1 MIGRACIN DE AGUA:1.2 EQUILIBRIO CON LA ATMSFERA:

Mientras que los productos con abundante agua sufren una deshidratacin, como el caso de frutas y vegetales.

1.3 EQUILIBRIO EN UN ALIMENTO HETEROGNEO:A la salida del horno hay un gran contenido en agua decreciente del centro a la periferia de las galletas que tiende a equilibrarse durante el almacenamiento. Las migraciones de agua se traducen en la expansin de las zonas que captan agua y en las concentracin de las zonas que la ceden.1.4 EQUILIBRIO DESPUS DE UN CABIO DE ESTADO Y/O DE ESTRUCTURA:CONTROL Y PREVENCIN1.1 FACTORES TERMODINMICOS:Las migraciones de agua asociadas o no a un cambio de estado pueden ser el origen de alteraciones irremediables para la calidad de los productos alimenticios.1.2 FACTORES CINTICOS:Un segundo factor para luchar contra las migraciones de agua es de orden cintico. Las migraciones de agua en el interior de un alimento heterogneo son altamente dependientes de la complejidad del camino de difusin y de la viscosidad de la fase acuosa. La presencia de cristales o de materia grasa son obstculos a las migraciones de agua.