Las enzimas pectinolíticas son uno de los grupos importantes de enzimas utilizadas en la industria de procesamiento de alimentos.
¿Cuáles son las fuentes más comunes de enzimas pectinolíticas?
Las enzimas pectinolíticas son un grupo de enzimas relacionadas que hidrolizan sustancias pécticas. La pectina es un polisacárido complejo presente en la lámina media de las paredes celulares de las plantas. Está compuesta por múltiples unidades de ácido D-galacturónico unidas por un enlace glucosídico alfa. Se han descrito enzimas pectinolíticas en plantas superiores y microorganismos que incluyen bacterias y hongos. La pectina es digerida completamente por tres enzimas principales: pectina metilesterasa, pectinasa y pectina liasa para liberar ácidos galacturónicos y sus oligómeros.
En la naturaleza, los microorganismos han sido dotados de un vasto potencial. Producen una gama de enzimas, que han sido explotadas comercialmente a lo largo de los años. Se ha informado que las enzimas microbianas representan el 25% de las ventas totales mundiales de enzimas.
Las sustancias pécticas pueden convertirse por medio de microorganismos o sus enzimas en monosacáridos constituyentes u oligosacáridos específicos sin la producción de subproductos indeseables.¿Qué tipos de enzimas pectinolíticas existen y cuáles son sus diferencias?
– Protopectinasas: degradan la protopectina insoluble presente en frutos verdes y dan lugar a pectina soluble altamente polimerizada. La pectinosinasa también es sinónimo de protopectinasa.
–Metilesterasas de pectina: son responsables de la eliminación de ésteres de metoxilo, lo que resulta en pectinas ácidas y metanol. A menudo denominada pectina pectilhidrolasa, pectinesterasa, pectasa, pectina demetoxilasa y pectolipasa, es una esterasa de ácido carboxílico y pertenece al grupo de enzimas hidrolasas.
La pectina metilesterasa fúngica actúa mediante un mecanismo de múltiples cadenas, eliminando los grupos metilo al azar. Por el contrario, las pectina metilesterasas vegetales tienden a actuar en el extremo no reductor o junto a un grupo carboxilo libre, y avanzan a lo largo de la molécula mediante un mecanismo de cadena única.
–Poligalacturonasas: son las enzimas pectinolíticas que catalizan la escisión hidrolítica de la cadena de ácido poligalacturónico en presencia de agua. Son las más estudiadas entre la familia de enzimas pectinolíticas. Las poligalacturonasas se clasifican en dos clases: endopoligalacturonasa y exopoligalacturonasa.
La endopoligalacturonasa hidroliza los ácidos poligalacturónicos y libera ácidos oligogalacturónicos. La exopoligalacturonasa hidroliza los ácidos pécticos y libera monogalacturonato.
–Liasas de pectina: las liasas (o transeliminasas) realizan una descomposición no hidrolítica de los pectatos o pectinatos, caracterizada por una división transeliminativa del polímero péctico. Las liasas rompen los enlaces glucosídicos en el cuarto carbono y eliminan simultáneamente el hidrógeno del quinto carbono, produciendo un producto insaturado.
Las liasas de poligalacturonato (liasas de pectato) son producidas por muchas bacterias y algunos hongos patógenos, siendo las liasas de endopoligalacturonato más abundantes que las liasas de exopoligalacturonato. Las liasas de poligalacturonato se han aislado de bacterias y hongos asociados con el deterioro de los alimentos y la podredumbre blanda.
Se pueden clasificar en cuatro tipos según su patrón de acción, en endo-poligalacturonato liasa, exo-poligalacturonato liasa, endo-polimetilgalacturonato liasa y exo-polimetilgalacturonato liasa.¿Cuáles son las aplicaciones principales de las enzimas pectinolíticas en la industria alimentaria?
La fabricación de productos industriales importantes mediante el uso de tecnología enzimática es un método sostenible y tiene mucho que ofrecer en comparación con el uso de catalizadores químicos. La enzima puede gestionar la preparación industrial en condiciones de reacción suaves utilizando un sustrato específico.
La enzima utiliza un tiempo más corto, produce desechos limitados o nulos y es ecológica por naturaleza. El sistema enzimático complejo de pectinasa cataliza la descomposición de los polímeros de pectina. Las pectinasas son conocidas por su tremendo potencial en varias industrias.
Uso en productos alimenticios
La pectina se ha utilizado en diversos procesos y aplicaciones industriales debido a su biocompatibilidad, su rentabilidad, su fácil disponibilidad y su presencia entre los compuestos naturales más abundantes de la Tierra. Las principales aplicaciones de la pectina en las industrias son el aditivo alimentario, el agente espesante, el agente gelificante, el agente texturizante cosmético, una buena fuente de fibra dietética y también los componentes de películas biodegradables, adhesivos, papel y envases alimentarios antimicrobianos.
La pectina metilesterasa y la endopoligalacturonasa tienen un papel importante en el ablandamiento de frutas, la extracción y clarificación de jugos, la preparación de gel, la fabricación de alimentos, la extracción de aceite de oliva, etc. El ácido galacturónico, se utiliza para la producción de vitamina C como agente ácido en las industrias alimentarias y como agente de detergente en las industrias químicas.
Casi todas las preparaciones comerciales de pectinasas se producen a partir de fuentes fúngicas. Los hongos filamentosos, especialmente Aspergillus niger, son los principales productores de pectinasas ácidas, utilizadas principalmente en las industrias de jugos de frutas y vinos.
Enzimas pectinolíticas en la industria alimentaria
Se ha utilizado ampliamente en las industrias de jugos de frutas y verduras. Estas industrias producen comercialmente diferentes jugos, incluidos jugos claros, espumosos, jugos turbios y productos unicelulares. En los jugos claros espumosos, se agrega pectinasa para mejorar la producción de jugos hidrolizando partículas de pectina
También tienen un papel importante en la fermentación del té y el café. Además de aumentar la fermentación del té, la pectinasa también destruye el carácter espumoso del té instantáneo en polvo mediante la degradación de la pectina.
La pectinasa es muy importante para los procesos industriales sostenibles y se puede aplicar en diferentes aplicaciones industriales. Cataliza la descomposición y modificación de sustancias basadas en pectina mediante reacciones de hidrólisis, transeliminación y desesterificación.
La pectinasa se puede obtener de diferentes organismos y, por lo general, se utilizan microorganismos para la producción industrial de pectinasa. Las pectinasas microbianas tienen enormes aplicaciones en diferentes industrias y se encuentran entre las enzimas industriales más importantes que tienen un papel importante en el mundo biotecnológico actual.
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