enzimas deteriorantes segunda parte color
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Tecnologia de fruta y hortalizasTRANSCRIPT
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SEGUNDA PARTE: COLOR
M.C. MARCO FAVIO RAMÍREZ SEPÚLVEDA
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LIPOXIGENASA(Linoleato : oxigeno oxidorreductasa)
Produce cambios de color y sabor (blanqueo de harinas).
Oxida CLF y CTN
Produce olor a heno
Daña vitaminas y proteínas
Oxida ácidos grasos (a.g.) insaturados
Enzima deterioradora de alimentos y degradadora de
color (descubierta a principios del siglo xx).
Strain (1941) la aisló y la identifico:
Oxidasa de grasas blanqueaba CLF a y b (extractos
acuosos de soya) en presencia de grasa y O2.
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CARACTERISTICAS DE LA LIPOXIGENASA
cataliza la hidroperoxidación de á. g. polinsaturados y esteres con dobles enlaces: ac.
linoleico, linolenico y araquidonico.
(sistema cis, cis-1,4-pentadieno)
Los hidroperóxidos formados (RL) atrapan e- y H+ del medio (proxidantes)
Rango óptimo de actividad entre 7 y 8; pI=4.9
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Carotenoides con alto numero de dobles enlaces conjugados facilita su oxidacion → deterioro de color de los productos, ocurre por medio de tres mecanismos distintos:
Autoxidación
Fitoxidacion (acción del oxígeno en presencia de luz)
Oxidacion acoplada o co-oxidación en sistemas que contienen lípidos.
Mecanismo de degradación de color través de la co-oxidación
Los pigmentos se destruyen por el ataque de radicales libres producidos por descomposición del hidro peróxido del acido graso formado por la acción de lipoxigenasa.
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TRANSFORMACIONES
DE LOS
HIDROXIPEROXIDOS
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DEGRADACIÓN
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ACCIONES SECUNDARIAS
DE LA LIPOOXIGENASA
CO-OXIDACION
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CONSECUENCIAS NEGATIVAS
ACCIÓN DE LIPOXIGENASAS
(ESQUEMA GENERAL)
PÉRDIDA DE CALIDAD SENSORIALPÉRDIDA DE CALIDAD NUTRITIVA
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Degradación de Carotenoides (CTN)
Se acelera con presencia o aumento de a.g. (lipólisis).
Mecanismos de oxidación
Autoxidación- espontanea
F…?
Co-oxidación- lípidos
Susceptibilidad
+ anillo β-ionona
- sustituciones de OH en p. 3 (ej. Zeaxantina)
Los C. Fenólicos inhiben blanqueo de CTN.
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Efecto del daño mecánico.Aumenta velocidad de degradación de CLF y CTN.
Son inestables cuando se exponen a:
• pH ácido
• O2
• Luz
Desencadena catabolismo de lípidos: act. Lipasas, a.g. + LO = RL degradación de CLF y CTN.
Producción de etileno: refuerza lo anterior (senescencia).
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Intervención de LO en procesos de cicatrización: zanahoria mínimamente procesada ( algunos días de almacenamiento ): capa
blanquecina sobre su superficie por deshidratación del tejido , lignificación (formación de RL por LO) y reducción de β caroteno.
Control: uso de AC o películas comestibles (2% O2 en durazno y persimonio y 10% en perejil- 20% mas de retención de CLF).
• Reducción de pH
• Reducción de temperaturaOtros tratamientos
anti-LO:
Conclusión: pérdida de color en vegetales es debida a oxidación o co-oxidación de sus pigmentos con participación de enzimas
mencionadas (PPO, POD, CLFasa, PAL y LO) y sus productos de degradación (RL).
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CLOROFILASA
- Color verde →factor de calidad→ índice de frescura y madurez (tomate y naranja).
- Compuestos verdes o café oliva y transparentes.
- Escasa información sobre mecanismo de degradación en productos procesados.
-Diferentes trabajos → estudio del efecto de tratamientos sobre incremento en color o concentración de clorofila en almacenamiento.
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En tomate
- En dos estado de madurez (rojo ligero y rosa) empacados en aire o AC a 1° C – 10 días.
-Al final incremento en licopeno y disminución en clorofila (CLF)
en ambos estados.
- En AC menores cambios.
Hortalizas de hojas
- Amarillamiento en perejil →degradación de clorofila.
- AC → reduce la velocidad de degradación de CLF e incrementa
la vida de anaquel.
- Se acumulo clorofilido pero fue degradado por peroxidasa a
compuestos incoloros.
ALGUNOS TRABAJOS
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Apio : 4 cm a 0 y 10°C
Mayor amarillamiento y disminución de concentración de CLF a 10 °C (retención del 50% CLF – 1 semana; 8% CLF – 27 días)
Lo mismo ocurre en lechuga y espinaca
Efecto de inmersión en soluciones:
40 s en solución de Ac. Cítrico (2g ) y CaCl2 (1g) y
extracto de ajo (250g): disminución Act. clorofilasa
(CLFasa) , quizá por cambio del pH del tejido.
Mayor [ ] CLF a y b →sobre todo en hojas y en piel de fruta
inmadura
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Recordatorio CLF
Porfirina → anillo tetrapirrólico centro Mg2+
4° anillo: residuo de ac. Propiónico unido, esterificado a un grupo
fitol.
CFL a se degrada más rápido que CFL b.
CFL inestable – degradación por fotoblanqueo (in vitro
no in vivo)
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Notar:
Efecto de pH bajo
Perdida de Mg2+
Reemplazo por Cu o Zn
- Mg2+Menos fitol
Menos fitol
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Mecanismo de degradación de CLFasa: desprotección
por daño de membrana tilacoide + estrés oxidativo
(formación de radical superóxido, 1O2).
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Diferentes mecanismos de degradación
Tejido con o sin daño mecánico
Tejido con tratamiento térmico a diferentes temperaturas por diferentes tiempos: inactivación de CLFasa > 60°C
Cambio de CLF a feofitina (FF) = f(°T, t, pH medio)
Ejemplo: °T [90 a 100°C] degradación en dos pasos:
1° formación de FF y 2°: paso de FF a piroFF
> 60°C → incremento en la permeabilidad celular.
Incremento de ácidos celulares por liberación
Se facilita la degradación de CLF por desorganización completa de membranas del cloroplasto
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Estabilidad de CLF = f (tipo de ácidos celulares y de asociación de CLF con proteínas que la protegen)
Degradación de CLF:
Característica Blanqueo (escalde) Precortados
Edo. De tejido Tejido alterado Tej. Intacto
Edo. De enzima Inactivación térmica de enzimas
Enzimas activasigual que en ciclos metabólicos
Capacidad de respuesta a estrés ambiental
No SI (desarrollo de senescencia)
Causa de cambio de color de CLF
Insuficiente o excesivo tratamiento Térmico.
Por oxidación enzimática
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Diferentes grados de degradación por especie:
Berro – pérdida del 60% CLF en 2 días
Perejil – pérdida del 70% CLF – 7 días
Se explica por diferente capacidades para resistir el estrésoxidativo a nivel de membranas lipídicas protectoras.
Posibles evidencias de que retención de CLF esta asociada ala conservación de las proteínas de ligado de las CLF y a lainhibición del catabolismo de los lípidos de la membranatilacoide (compuesto de protección).
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Otro mecanismo de degradación oxidativa de CLF es poracumulación de ácidos grasos (a.g.) poli-insaturados productodel:
Estrés oxidativo (ambiental) de membranas o
Desarrollo natural de la senescencia,
Dichos a.g. son oxidados por la lipoxigenasa formando ERO(peroxidos) que degradan CLF.
¿Cuál es el coctel mortal para la CLF?
A+E+S
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CLOROFILASA
Glicoproteina asociada a m. tilacoidal al igual que la CLF ligada a proteínas (inactivada por lípidos adyacentes)
Hidroliza alcoholes esterificados en cadena lateral de ac. Propiónico
Activación por ruptura de m. tilacoidal por calor y por daño mecánico
°T óptima de activación en hortalizas: 60 – 82 °C (escalde a 100°C – inactivación)
Inhibidores: a.- feofotina (≥5µm) b.- Hg 2+ y Fe2+
pH: 6 a 9 – enzima estable; pI = 4.5 (ácido lábil)
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En maduración y senescencia:
Se activa mecanismo que destruye cloroplastos y sus pigmentos
Igual sucede con daño mecánico → producción de etileno
→ inicio de cascada de señales con respuesta a nivel
genético.
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Modelo de degradación de CLF en tejido fresco
Eliminación de fitol (lipofilico) por CLFasa
Cambio de polaridad de CLF
Cambio de interacciones proteína-lípidos
Aumento en la liberación de CLF (hidrofílico)
Incremento en la liberación de antioxidantes (carotenoides y plastoquinonas: protectores de CLF)
Disminución en la capacidad de secuestro RL (radicales libres)
Cambios conformacionales en proteínas ligadas a CLF
Incremento en la susceptibilidad a ataque proteolítico.
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Disminución de pH: produce activación de enzimas capaces de remover clorofilido (CLFasa) y Mg2+
Tratamientos para conservación del color verde
Ambiente ligeramente ácido (inmersión en solución de
ácido cítrico) – disminuye la actividad de CLFasa
A la vez mantener organización de la
membrana sino transformación de CLF en FF→ inmersión en solución de CaCl2 (mantenimiento de estructura y función celular)
Beneficios de AC. Papel de CO2: competidor del etileno por
sitio activo receptor del etileno. Por tanto, bloqueo de
cascada de señales que propician degradación del sistema.
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