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1. INTRODUCCIÓN
Pala/ras cla0es: pardeamiento enzimático, peroxidasa, polifenoloxidasa, inactivación enzimática.
PARDEAMIENT O ENZIMÁTICO: Acción de la Peroxidasa Poli!enoloxidasa "#co$e %a&'erine1( Maldonado Arianna1( )*il )*ilca ca +end nd1( ,#ne1 Mara 1
Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería Química y Agroindustria, Quito, Ecuador e-mail: e-mail: kathyta!"h kathyta!"hotmail otmail#com, #com, ari$atita"h ari$atita"hotmai otmail#com l#com,, %endy&'1()"hotmail#com, maryhm*11+"hotmail#com
Res*$en: El objeti objetivo vo de esta esta prácti práctica ca fue deter determin minar ar el
ENZ,MATIC RO+NIN2: Ac&ion o! Peroxidase and Pol3'enoloxidase 2bstra 2bstract: ct: Durin Durin+ + t(e practi practice ce of enzym enzymati aticc bro3ni bro3nin+ n+ (as objective: objective: determina determinate te t(e enzymatic enzymatic bro3nin+ bro3nin+ of foods; foods; determinate t(e time and +ood temperature to inactive t(e enzymes 3(o produce enzymatic bro3nin+ on potatoes and apples. o t(at, on t(e laboratory it 3as realize t(e test of inactivation of peroxidase to case of potatoes and inactivation of polyp(enoloxidase to case of apples, in bot( case it 3as realized at !, "!, "# and $! %&.4o 5nactivation of peroxidase used: used: a soluci solucion on of a+uay a+uayaco acoll anf peroxi peroxide de of (ydro+ (ydro+en, en, 3(ile as for inactivation of pol yp(enoloxidase used buffer of acetate, catec(ol anf pp(enylendiamina and to understand t(e effect 3as realized a curve on a semilo+arit(mic scale, temperature vs time lo+. 5t 3as obtained as a result t(at t(e enzymatic bro3nin+ of potatoes and apples are immediately after bein+ exposed at environment, also enzymatic inactivation for potatoes started at " min at "#%& or 0 min at $!%&, t(at is to t(ese conditions did did not not see see redd reddis is( (br bro3 o3n n colo colora rati tion on;; in apple apple juice juice polyp(enoloxidase inactivation 3as +iven at 1 min at "# and $!%&, in t(ese conditions did not see violet coloration.
tiempo y temperatura óptimos para inactivar las enzimas que %e4ords: enzymatic enzymatic bro3nin+, bro3nin+, peroxidas peroxidase, e, polyp(enol polyp(enol provocan pardeamiento enzimático enzimático en la papa y manzana. De oxidase, enzymatic inactivation. mane manera ra que, que, en el labo labora rato tori rio o se efec efectu tuó ó la prue prueba ba de inacti inactivac vación ión de la peroxi peroxidas dasaa para para el caso caso de la papa papa e inactivación de la polifenoloxidasa para el caso del zumo de manzana; en ambos casos se efectuó a !, "!, "# y $! %& a En la industria de los alimentos es importante la calidad y el diferentes tiempos en intervalos de ' minutos (asta los )* minutos. minutos. En la inactivaci inactivación ón de peroxidasa peroxidasa se utilizó: una l-mite de vida 6til de frutas y ve+etales, que se encuentran solución solución de a+uayacol a+uayacol y peróxido peróxido de (idró+eno, (idró+eno, mientras mientras procesadas. Esta industria se ve afectada por el pardeamiento que, en la inactivación de la polifenoloxidasa se utilizó: una enzimático, ya que se produce alteraciones en los productos a+radable bless para para el consum consumido idorr ocasio ocasionan nando do p/rdid p/rdidas as solución buffer de acetato, catecol y pfenilendiamina y para no a+rada ente entend nder er el efec efecto to se reali ealizó zó una una curva urva en esca scala comerciales. semilo+ar-tmica, semilo+ar-tmica, temperatura vs lo+ del tiempo. 7ara 7ara evitar evitar el pardea pardeamie miento nto,, se (a utiliza utilizado do difere diferente ntess e obtuvo como resultado que el pardeamiento enzimático en m/todo m/todoss como: como: inacti inactivac vación ión de las oxidas oxidasas as,, adició adición n de la papa papa y en la manz manzan anaa es inme inmedi diat ato o desp despu/ u/ss de ser ser compue compuesto stoss in(ibi in(ibidor dores es,, reduc reducció ción n de p8, envasa envasado do de expuestas al ambiente, además que la inactivación de papa alimentos al vac-o, adición de sulfitos o bisulfitos, aunque los inició a los " min a "#%& o 0 min a los $!%&, es decir a estas 6ltimos ya no se utilizan por efectos adversarios en la salud. condiciones no se observó la coloración caf/ rojizo; en el zumo de manzana la inactivación de la polifenoloxidasa se El pardeamiento enzimático es un fenómeno que se relaciona dio a los 1 min a "# y $! %&, en estas condiciones no se con la activida actividad d de la enzima enzima polife polifenol noloxi oxidas dasaa la cual cual observó la coloración violácea. cataliza cataliza la oxidación oxidación de compuesto compuestoss fenólicos fenólicos a quinonas, quinonas, compuestos que tienen pi+mentos oscuros. Este proceso se lleva a cabo en etapas: (idroxilación enzimática al compuesto 1
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fenólico, oxidación del compuesto difenólico y la formación de un compuesto coloreado. 2demás, esta reacción tiene diferente desarrollo en cuanto a velocidad de reacción la misma que depende de varios factores entre los cuales se destacan: la temperatura, actividad del a+ua, contacto con ox-+eno, cambio de p8, acción de in(ibidores de pardeamiento, entre otros. 9a práctica se realizó con el objetivo de describir como ocurre el pardeamiento enzimático y cómo influye un cambio de temperatura en la inactivación de la enzima polifeoloxidasa en la papa y en el zumo de manzana.
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5. METODO6O27A "#
Inac&i0ación de la Peroxidasa 83a3as9: se lavó, peló y
' * 0 " )! )' )* ' * 0 " )! )' )* ' * 0 " )! )' )* ' * 0 " )! )' )*
7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva 7ositiva >e+ativa >e+ativa >e+ativa >e+ativa 7ositiva 7ositiva >e+ativa >e+ativa >e+ativa >e+ativa >e+ativa
cortó la papa en rodajas uniformes de !,# cm de espesor aproximadamente; se colocó siete rodajas de papa en a+ua a !, "!, "# y $! %&, se dejó una rodaja como patrón expuesta completamente al ambiente '!%&; se sacó del a+ua una $! rodaja cada dos minutos para cada una de las temperaturas de trabajo; inmediatamente despu/s, la rodaja se dejó enfriar bajo un c(orro de a+ua por aproximadamente dos minutos; posteriormente se realizó la prueba de la peroxidasa para lo cual: se colocó sobre el alimento fresco 1 +otas de la solución De acuerdo a la 4abla ), se tiene que a los '!, ! y "! %& la fresca de +uayacol, se a
. RE;U6TADO; , DI;CU;IÓN
2r#!ica1. =ecta de inactivación ensayo peroxidasa en la papa.
En la si+uiente tabla se presenta los resultados que se obtuvo al realizar el ensayo de peroxidasa con papas:
En la si+uiente tabla se presenta los resultados que se obtuvo al realizar el ensayo de polifenoloxidasa con zumo de manzana:
Ta/la1. Ensayo de peroxidasa con papa o. Roda
Te$3era&*ra 8=C9
Tie$3o 8$in9
odaja patrón
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Ta/la5. Ensayo de polifenoloxidasa con zumo de manzanas Presencia de en-i$a 7ositiva o ne+ativa No. T*/o de ensao 7ositiva
Te$3era&*ra 8=C9
Tie$3o 8$in9
Presencia de en-i
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bo de ensayo patrón ) ' 1 * # 0 ) ' 1 * # 0 ) ' 1 * # 0 ) ' 1 * # 0
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(ortalizas con el objetivo de preparar la materia para una etapa posterior y reducir la car+a enzimática que puede 7ositiva provocar cambios indeseables en la apariencia, color y sabor 7ositiva del productoA B>2D, '!)0, para ello se somete el alimento 7ositiva 7ositiva a una primera fase de calentamiento a una temperatura que 7ositiva oscila entre !%& y )!!%&, a esta etapa le si+ue otra, que 7ositiva consiste en mantener el alimento durante un periodo de 7ositiva tiempo, que var-a entre 1! se+undos y dos o tres minutos, a la 7ositiva 7ositiva temperatura deseada; el 6ltimo paso es realizar un 7ositiva enfriamiento rápido, de lo contrario, se contribuye a la 7ositiva proliferación de microor+anismos termófilos, resistentes a la 7ositiva temperatura. Corato, '!)' 7ositiva
)*
7ositiva
) ' 1 * # 0 ) ' 1 * # 0 ) ' 1 * # 0 ) ' 1 * # 0
7ositiva 7ositiva 7or /sta razón y de acuerdo a los resultados obtenidos, a nivel 7ositiva industrial resulta favorable trabajar a la temperatura de $!%&, >e+ativa ya que para ambos casos papas y zumo de manzana, el >e+ativa tiempo de inactivación se dio más pronto, es decir se >e+ativa >e+ativa disminuyó la velocidad del pardeamiento enzimático. >e+ativa 7ositiva >. CONC6U;IONE; 7ositiva El pardeamiento enzimático es un proceso que se puede >e+ativa controlar mediante el cambio en las condiciones del producto >e+ativa con el fin de que dic(as alteraciones frenen la acción >e+ativa catalizadora de las enzimas peroxidasa y polifenoloxidasa; la >e+ativa >e+ativa condición modificada fue la temperatura. 9a inactivación de
dic(as enzimas fue exitosa en temperaturas entre "! y $! %& en tiempos de calentamiento y posterior enfriamiento mayores a: 0 u " minutos en el caso de la peroxidasa y 1 minutos para la polifenoloxidasa.
De acuerdo a la 4abla ', se tiene que a los '!, ! y "! %& la presencia de la enzima polifenoloxidasa es positiva, es decir apareció un color caf/ li+eramente violáceo en menos de # minutos, por lo tanto no se tiene un tiempo de inactivación; 2nalizar la desactivación de enzimas en diferente variedad de por otra parte a las temperaturas de "# y $!%& el tiempo de papa, para determinar qu/ tipo de papa tiene una inactivación inactivación corresponde a 1 min para ambas, esto quiere más lenta y sea favorable en el mercado. decir que a partir de /ste tiempo no se evidenció el color caf/ Estudiar el cambio de textura cuando se efect6a la li+eramente violáceo en menos de cinco minutos. 7ara una desactivación enzimática puede ayudar si el producto final mejor ilustración de los resultados se presenta la ?ráfica ', sufre alteraciones y que tan viable es la desactivación. donde se observa el tiempo de inactivación de la enzima polifenoloxidasa se+6n las temperaturas de trabajo: 2nalizar el tiempo de la desactivación enzimática en c(ampi
RE?ERENCIA;
2r#!ica5. =ecta de inactivacion ensayo polifenoloxidasa en zumo de manzana.
7ara la industria de alimentos el pardeamiento enzimático es un proceso dif-cil de controlar y por ende se buscan m/todos que mejoren el tiempo de vida y la conservación de dic(os alimentos, entre /stos m/todos se tiene el proceso de escaldado que es: @un tratamiento t/rmico aplicado a frutas y
) Denoya, ?. 2rdanaz, C. anc(o, 2. Fen-tez, &. ?onzaález, &. y ?uidi, . '!)'. Eecto de la a$licacin de tratamientos com.inados de aditi/os so.re la inhi.icin del $ardeamiento en0imtico en man0anas c/# 2ranny 3mith mínimamente $rocesadas# =ecuperado de: (ttp:GG333.scielo.or+.arGpdfGriaGv1"n1Gv1"n1a)!.pd f Diciembre, '!)0 ' Cendoza, =. y 8errera, 2. '!)'. 4inética de Inacti/acin de la En0ima Pero5idasa, 4olor y 6e5tura en Pa$a 4riolla 73olanum tu.erosum 2ru$o $hure!a8 sometida a tres 4ondiciones de Escaldado# =ecuperado de: (ttp:GG333.scielo.clGscielo.p(pH
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scriptIsciJarttextKpidI!)"!0*'!)'!!!*!!!!$ Diciembre, '!)0. Corato, >. '!)'. Escaldado de alimentos para mayor inocuidad. =ecuperado de: (ttp:GG333.consumer.esGse+uridad alimentariaGcienciay tecnolo+iaG'!!$G!#G'#G)"#*"".p(p. Diciembre, '!)0 &alvo, C. '!!!. 9iouímica de los alimentos: 6irosinasa# Lbtenido de: (ttp:GGmilMsci.unizar.esGbioquimicaGtemasGenzimasGti rosinasa.(tml Diciembre, '!)0 7ilco, 2. '!)*. Pardeamiento en la ;an0ana# 6ema: tratamiento de los te!idos de man0ana y su eecto en la reaccin de $ardeamiento# Lbtenido de: (ttp:GGalimentos0)1.blo+spot.comG'!)*G!Gpardea Te$3era&*ra C '! mientoenlamanzana.(tml Diciembre, '!)0 Nillalobos, D. '!!" E/aluacin ísica y uímica! "! $ara e/itar la o5idacin en la $asta de aguacate"# $! mínimamente $rocesada# =ecuperado de: (ttp:GG3ebquery.ujmd.edu.svGsiabGbvirtualGF5F95L4 E&2 Te$3era&*ra C O'!N5=4B29G4E5G!*G2?5G2DNE!!!!"'0.pdf '! Diciembre, '!)0 ! B>2D. '!)0. Escaldado. =ecuperado de: "! (ttp:GGdatateca.unad.edu.coGcontenidosG'))0)0GCod"# $! uloJexeGExeO'!del O'!moduloGleccinJ'0Jescaldado.(tml. Diciembre, '!)0 &ontrol de alimentos. '!!$. Pardeamiento en0imtico en rutas# =$ardiami ento-en0imatico-en-rutas#html 7?iciem.re, +'1)8
AP@NDICE A •
?i*ra5. Ensayo polifeoloxidasa en zumo de manzana !%&
En las si+uientes tablas se encuentra los valores que se calculó para el ensayo de peroxidasa con la papa y el ensayo de polifenoloxidasa con el zumo de manzana, y que se utilizó para +raficar las rectas de inactivación. Ta/la. Nalores ensayo peroxidasa en la papa . Tie$3o $in
6o8&ie$3o9
" 0 •
Ta/la>. Nalores ensayo polifenoloxidasa en zumo de manzana . Tie$3o $in 6o8&ie$3o9 1 1
C#lc*los 8ap/ndice 29 7ara determinar la recta de inactivación de la enzima en la papa y zumo de manzana se realizó una +ráfica en la cual se presenta en escala semilo+ar-tmica: 4emperatura vs 4iempo de inactivación de la enzima.
E
?i*rasB &a/las
En las si+uientes fi+uras se presenta los resultados de pardeamiento enzimático con el ensayo de peroxidasa en la papa y ensayo de polifenoloxidasa en zumo de manzana, que se realizó a !%&.
En el eje de las abscisas se colocó los valores de temperatura y en el eje de las ordenadas eje lo+ar-tmico los tiempos de inactivación a los cuales se realizaron el ensayo. 7ara cada valor de temperatura se utilizó el tiempo (asta el cual la enzima estuvo activa, y corresponde a: '!%& enzima activa !%& enzima activa "! %& enzima activa "#%& tI " min $!%& tI 0 min
?i*ra1 . Ensayo peroxidasa en la papa !%&
!,$!1 !,"
e calculó el lo+aritmo en base diez de los tiempos de inactivación para cada temperatura:
log ( t 1) log ( 8 ) 0,903 =
=
!,* !,*
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