3. ENZIMAS QUE SE APLICAN EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS AZUCARADOS.
3.1. INVERTASA O SACARASA.
Origen y acción: La hidrólisis de la sacarosa en glucosa y fructosa (azúcar invertido) puede ser realizada por dos enzimas: la betafructosidasa, que actúa sobre el extremo fructosa de la molécula de sacarosa, y la alfa-glucosidasa, que la ataca por el extremo de la glucosa. Actualmente, se entiende generalmente por "invertasa" la beta-fructosidasa, que es producida por levaduras (Sacaromyces cerevisiae, Candida), mientras que la alfa-glucosidasa constituye preferentemente las invertasas intestinales y de hongos (Aspergillus oryzae).
Rango de pH: 4-6.
Aplicaciones: El uso frecuente de la invertasa en alimentos azucarados se basa en la transformación lenta y parcial de la sacarosa en azúcar invertido que tiene mayor poder edulcorante, mayor carácter humectante, mayor solubilidad y, por lo tanto, menor tendencia a cristalizar y endurecer. De esta manera, actúa como un agente de reblandecimiento en alimentos azucarados con tendencia a cristalizar la sacarosa y evaporar agua, lo que afecta su aspecto y consistencia. Además, la fructosa resultante tiene cierto carácter humectante y da sensación de frescura al producto. Productos de confitería, como bombones con relleno, productos de jaleas, fondants, mazapanes y pasteles adquieren entonces una consistencia suave, cremosa y blanda, aún después de un almacenamiento prolongado.
La actividad enzimática de la invertasa depende del pH, siendo su óptimo de 4,5 a 5,0, y de la temperatura que puede variar de 25° a 55°C; no debe agregarse a productos con más de 65°C ni a aquellos con más de 20% de alcohol (bombones con relleno), pues la enzima es inactivada. Como la invertasa produce una hidrólisis, exige la presencia de agua (por lo menos 5% del peso del azúcar). De un preparado líquido de invertasa se agregan normalmente 100-125 ml para 100 kg de masa; dicha cantidad puede aumentarse si no se puede llevar al pH óptimo mediante la adición de ácido cítrico, por razones de sabor.
A veces se agrega la invertasa al producto previamente mezclado con sorbitol, que también posee un gran poder higrostático o estabilizador de la humedad, en el sentido de retenerla frente a variaciones en la humedad ambiente. Mientras que el sorbitol reblandece de inmediato y su acción continúa durante el almacenamiento, la invertasa actúa de preferencia en el transcurso del almacenamiento.
Otra aplicación importante de la invertasa está en la elaboración de azúcar invertido a partir de sacarosa por vía enzimática, la cual aventaja a la hidrólisis ácida, por ser más fácil de controlar. Además, el jarabe resulta de mayor concentración, presenta mejores caracteres de color y sabor y no contiene indicios de productos secundarios como el furfural. Una vez elaborado el jarabe por inversión enzimática, se calienta a 80°C para inactivar la enzima, teniendo aplicación en diferentes productos azucarados y licores.
Por otra parte, desechos de frutas ricas en sacarosa pueden ser hidrolizados por invertasa en glucosa y fructosa y éstas fermentadas por levaduras para producir etanol y/o proteínas unicelulares (74, 11).
Es interesante que la acción cariogénica del azúcar invertido es bastante inferior ala causada por la sacarosa. La propiedad de no producir caries es aún mucho más manifiesta en el xilitol, alcohol pentavalente, de poder edulcorante, semejante al de la sacarosa.
3.2. GLUCOAMILASA O AMILOGLUCOSIDASA.
Origen: Fúngico (Aspergillus niger, Rhizopus, Endomyces).
Acción: Hidroliza los enlaces 1,4 y 1,6 del almidón (tanto amilosa como amilopectina) desde los extremos no reductores de las cadenas con separación de unidades sucesivas de glucosa.
pH óptimo: 4-6.
Aplicación: Se usa para la elaboración enzimática de jarabe de glucosa y de glucosa a partir de almidón (40). En el campo analítico tiene aplicación en la determinación cuantitativa del almidón y alfa-oligo y poliglucósidos en alimentos.
3.3. GLUCOSA-ISOMERASA.
Origen: Bacteriano (Streptomyces, Aerobacter, Lactobacillus).
Acción: Cataliza la isomerización de glucosa en fructosa.
Aplicación: Como se trata de una reacción reversible, la transformación no es cuantitativa, resultando a partir de la glucosa, un azúcar invertido, isomerosa, es decir, mezcla de fructosa y glucosa.
Desdoblando primero el almidón mediante glucoamilasa -eventualmente inmovilizada-, se puede transformar la glucosa resultante mediante la glucosa-isomerasa para lograr jarabes de alto poder edulcorante a partir de almidón de maíz o de papa (16).
3.4. CELULASAS.
Origen: Fúngico (Trichoderma reesei y T. viride, Aspergillus flavus).
Acción: Se trata de un complejo de por lo menos 3 enzimas, que en conjunto son capaces de desdoblar la celulosa hasta glucosa.
pH óptimo: 2-7.
Aplicación: Se prevé su uso para la elaboración futura de glucosa y productos azucarados a partir de residuos celulósicos de bajo costo y abundante disponibilidad, como lo son muchos desperdicios de ciudades y desechos industriales. Debido a la presencia de sustancias acompañantes en estos residuos con acción inhibidora sobre la hidrólisis de la celulosa, como las ligninas, puede ser necesario un pretratamiento de la celulosa (15, 16).