Enzimas en la industria de alimentos

Docente Tecnología, Innovación y alimentos

31 May 202014:34

Summary

TLDREn esta sesión se explora el uso de enzimas en la industria alimentaria. Las enzimas, debido a su especificidad, pueden sustituir la síntesis química en procesos como la interesterificación. Aunque algunas son costosas, sus beneficios incluyen la facilidad de control y la baja concentración necesaria. Se discuten fuentes de enzimas como animales, vegetales y microorganismos, y su aplicación en la producción de alimentos como cerveza, jarabes de maíz, leche deslactosada, y queso. También se mencionan las ventajas de las enzimas en la mejora de la textura de alimentos y su papel en la clarificación de jugos y vinos.

Takeaways

🧬 Las enzimas son altamente específicas y pueden reemplazar la síntesis química en la producción de alimentos.
🔬 La inter esterificación de grasas puede ser más específica y sencilla mediante enzimas.
💡 Las enzimas requieren control de pH, temperatura, presencia de iones y concentración del sustrato.
💲 Aunque algunas enzimas son costosas, se utilizan en bajas concentraciones y pueden ser inactivadas fácilmente.
🌱 Las enzimas pueden obtenerse de fuentes animales, vegetales y microorganismos, siendo estos últimos los más utilizados.
🧪 Las enzimas pueden ser intracelulares (requieren ruptura celular) o extracelulares (se encuentran fuera de la célula).
🍺 Las amilasas se utilizan en la producción de cerveza para cortar las cadenas de almidón y liberar azúcares fermentables.
🌾 La beta amilasa y la alfa amilasa en la harina de trigo ayudan a liberar monosacáridos y mejorar la textura del pan.
🍬 Las enzimas como la glucosa isomerasa se utilizan para convertir glucosa en fructosa en jarabes altos en fructosa.
🍎 Las pectinasas se utilizan para clarificar jugos de fruta y vinos, ayudando a precipitar la materia suspendida.

Q & A

¿Cuáles son algunas de las ventajas de usar enzimas en la producción de alimentos?
-Las enzimas son altamente específicas, pueden reemplazar la síntesis química, requieren controles sencillos (pH, temperatura, presencia de iones y concentración del sustrato), no necesitan equipos costosos, se utilizan en concentraciones muy bajas (0.1% o menores), y pueden ser fácilmente inactivadas mediante tratamiento térmico o cambio de pH.
¿Cuáles son algunas desventajas del uso de enzimas en la industria alimentaria?
-Algunas enzimas son costosas debido a su baja disponibilidad, son consideradas aditivos alimentarios y deben cumplir con la normatividad de cada país, y los procesos de purificación son costosos.
¿De dónde se pueden obtener las enzimas para uso industrial?
-Las enzimas pueden obtenerse de fuentes animales, vegetales y microorganismos, siendo los microorganismos (bacterias, hongos y levaduras) los más utilizados en la obtención de enzimas para uso industrial.
¿Qué diferencia hay entre enzimas intracelulares y extracelulares?
-Las enzimas intracelulares se encuentran dentro de la célula y requieren la ruptura celular para su liberación y purificación. Las enzimas extracelulares se encuentran fuera de la célula y no necesitan la ruptura celular para su obtención.
¿Cómo se utilizan las enzimas en la elaboración de cerveza?
-En la elaboración de cerveza, se remoja la cebada y se deja germinar para liberar amilasas propias de la cebada, que cortan las cadenas de almidón en carbohidratos de cadena corta. Esto proporciona el sustrato necesario para la fermentación por las levaduras.
¿Qué papel juegan las amilasas en la industria alimentaria?
-Las amilasas cortan las cadenas de almidón en fragmentos más cortos, liberando glucosa, maltosa y otros oligosacáridos. Se utilizan en la elaboración de cerveza, jarabes de maíz y productos de panadería.
¿Qué es la glucosa isomerasa y cómo se utiliza?
-La glucosa isomerasa es una enzima que convierte la glucosa en fructosa. Se utiliza en la producción de jarabes de maíz alto en fructosa.
¿Cómo ayudan las pectinasas en la industria alimentaria?
-Las pectinasas hidrolizan las cadenas de pectina, facilitando el ablandamiento de frutas durante la maduración, y se utilizan industrialmente para clarificar jugos de fruta y vinos, haciendo que la materia suspendida precipite.
¿Qué función tienen las proteasas en la producción de alimentos?
-Las proteasas rompen las proteínas, liberando aminoácidos que sirven como fuente de nitrógeno para levaduras, mejorando la textura del pan al actuar sobre el gluten, y ablandando las fibras musculares en la carne.
¿Qué son las lipasas y cómo se utilizan en la industria alimentaria?
-Las lipasas son enzimas que rompen el enlace éster entre el glicerol y los ácidos grasos. Se utilizan para la modificación de aceites y grasas, y en la producción de quesos maduros para liberar ácidos grasos que generan olores y sabores característicos.
¿Cómo se puede verificar la eficacia de la pasteurización de la leche?
-Se utiliza la prueba de la fosfatasa alcalina. Si no hay actividad de esta enzima después del tratamiento térmico, significa que la pasteurización fue adecuada. Si la enzima sigue activa, el tratamiento térmico no fue suficiente.

Outlines

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🔬 Uso de enzimas en la industria alimentaria

En esta sección, se aborda el uso de enzimas en la industria alimentaria, destacando sus ventajas y desventajas. Las enzimas son específicas y pueden reemplazar la síntesis química, como en la inter esterificación de grasas, donde la reacción enzimática es más controlada y sencilla. Sin embargo, algunas enzimas son costosas y deben cumplir con normativas alimentarias. Se obtienen de animales, plantas y microorganismos, siendo estos últimos los más usados. Se pueden producir enzimas intracelulares y extracelulares, y una vez obtenidas, se purifican a través de solventes o cromatografía, aunque las mezclas comerciales no son totalmente puras.

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🍺 Enzimas en la producción de cerveza y jarabes

Se explica el uso de amilasas en la producción de cerveza, donde se germina cebada para liberar estas enzimas que cortan las cadenas de almidón, proporcionando sustratos fermentables para la levadura. También se describe la producción de jarabes de maíz, donde el almidón se hidroliza para liberar monosacáridos como glucosa, que luego se convierte en fructosa usando glucosa isomerasa, obteniendo jarabe alto en fructosa. Las enzimas también facilitan la obtención de goma guar y goma algarrobo, y la clarificación de jugos y vinos mediante pectinasas que precipitan las partículas en suspensión.

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🥩 Enzimas en la producción de productos alimentarios

Se detallan los diferentes usos de proteasas en la industria alimentaria. En la cerveza, liberan aminoácidos útiles para las levaduras. En cereales, ayudan a elaborar miso y tofu. En panificación, mejoran la elasticidad del gluten. También se usan en la elaboración de salsa de soya y para ablandar carne al romper fibras musculares. La renina es crucial para la producción de quesos, donde se controla el pH y temperatura para optimizar su actividad. Las lipasas, por otro lado, modifican aceites y grasas, y son esenciales para desarrollar sabores en quesos maduros. Finalmente, se menciona el uso de tratamientos térmicos cortos para desnaturalizar enzimas que oxidan y dañan frutas y hortalizas.

Mindmap

Keywords

💡enzimas

Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos, acelerando las reacciones químicas en los seres vivos. En la industria alimentaria, se utilizan para procesos como la inter-esterificación de grasas, la clarificación de jugos y vinos, y la producción de jarabes. Su especificidad y eficiencia las hacen valiosas, aunque su costo y la necesidad de cumplir con normativas son desventajas mencionadas en el video.

💡inter-esterificación

La inter-esterificación es un proceso de modificación de grasas que se puede realizar mediante métodos químicos o enzimáticos. El uso de enzimas para este proceso permite una mayor especificidad y controles más sencillos, como la regulación del pH y la temperatura, reduciendo la necesidad de equipos costosos. Este concepto resalta una de las ventajas de las enzimas en la industria alimentaria.

💡amilasas

Las amilasas son enzimas que descomponen el almidón en azúcares más simples. Hay diferentes tipos, como la alfa-amilasa y la beta-amilasa, que cortan distintos enlaces en las cadenas de almidón. Se utilizan en la producción de cerveza y en la industria de jarabes, donde facilitan la conversión del almidón en azúcares fermentables, esenciales para la fermentación y la producción de jarabes de maíz.

💡fermentadores

Los fermentadores son dispositivos utilizados para cultivar microorganismos bajo condiciones controladas. En la producción de enzimas industriales, los microorganismos como bacterias y hongos se desarrollan en estos fermentadores, donde se optimizan factores como la temperatura, el pH y la concentración de oxígeno para maximizar la producción enzimática. Este proceso es crucial para obtener enzimas a gran escala.

💡pectinasas

Las pectinasas son enzimas que descomponen la pectina, un componente de las paredes celulares vegetales. Estas enzimas se utilizan industrialmente para ablandar frutas durante su maduración y para clarificar jugos de frutas y vinos, ayudando a precipitar las partículas suspendidas y facilitando su eliminación. Esto mejora la claridad y calidad de los productos finales.

💡glucoamilasa

La glucoamilasa es una enzima que convierte la glucosa en fructosa, utilizada en la producción de jarabes de maíz alto en fructosa. Este tipo de jarabe es comúnmente utilizado como edulcorante en la industria alimentaria. El video menciona el uso de esta enzima para transformar los carbohidratos resultantes de la hidrólisis del almidón en un producto comercialmente valioso.

💡proteasas

Las proteasas son enzimas que descomponen las proteínas en aminoácidos. Tienen múltiples aplicaciones en la industria alimentaria, como en la elaboración de cerveza, donde liberan aminoácidos necesarios para la fermentación, y en la producción de miso y tofu. También se utilizan para ablandar la carne y mejorar la textura del pan mediante la modificación del gluten.

💡lipasas

Las lipasas son enzimas que descomponen las grasas en ácidos grasos y glicerol. Son utilizadas en la industria alimentaria para la modificación de aceites y grasas, y en la producción de quesos maduros, donde contribuyen al desarrollo de sabores y aromas característicos. Estas enzimas también se utilizan para verificar la eficacia de la pasteurización en productos lácteos.

💡celulosa

La celulosa es un polisacárido que forma la estructura de las paredes celulares de las plantas. Las enzimas que descomponen la celulosa, como las beta-glucanasas, facilitan procesos como la extracción de aceites y la eliminación de cascarillas en productos como el café. Estas enzimas son importantes para mejorar la eficiencia y calidad de los procesos de producción en la industria alimentaria.

💡inulina

La inulina es una fibra prebiótica que se encuentra en el agave y en la raíz de achicoria. Las enzimas que descomponen la inulina se utilizan para producir preparados comerciales de inulina y jarabes de agave, que son populares como edulcorantes naturales y suplementos dietéticos. El uso de enzimas en este contexto permite la obtención de productos saludables y funcionales.

Highlights

Las enzimas en la industria alimentaria son altamente específicas y pueden reemplazar a la síntesis química.

La inter esterificación enzimática es más específica y sencilla de controlar que la química.

Las enzimas requieren concentraciones muy bajas y son fáciles de inactivar mediante tratamiento térmico o cambio de pH.

Las enzimas son costosas debido a su baja disponibilidad y deben cumplir con la normatividad de cada país.

Las enzimas se pueden obtener de fuentes animales, vegetales y microorganismos, siendo estos últimos los más utilizados.

Las amilasas se usan para cortar cadenas de almidón, liberando glucosa y otros oligosacáridos.

En la elaboración de cerveza, las amilasas liberan carbohidratos de cadena corta para la fermentación.

La harina de trigo contiene amilasas que liberan monosacáridos utilizados como sustratos por las levaduras.

La melaza se usa para producir jarabes de maíz y jarabes altos en fructosa.

Las glucanasas rompen cadenas de celulosa, facilitando la extracción de aceites y eliminación de cascarillas de café.

Las pectinasas se usan para clarificar jugos de fruta y vinos.

Las proteasas rompen proteínas y se utilizan en la elaboración de cerveza, miso, tofu, salsa de soya, y ablandamiento de carne.

La quimosina se usa globalmente para la elaboración de quesos.

Las lipasas rompen enlaces éster y se usan para modificar aceites y grasas, y generar sabores en quesos maduros.

Las enzimas no deseadas en frutas y hortalizas se inactivan mediante escaldado para evitar daños.