ACCION ENZIMATICA

Cinética de Inactivación de la Enzima Peroxidasa,

Color y Textura en Papa Criolla

(Solanum tuberosum Grupo phureja)

sometida a tres Condiciones de Escaldado

Rolando Mendoza y Aníbal O Herrera*

Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Agronomía, Sede Bogotá, Carrera 30 45 - 03, Cuidad Universitaria, Bogotá-Colombia (e-mail: aoherreraa@unal.edu.co)

INTRODUCCIÓN

En Volombia, el nombre de papa criolla corresponde a los morfotípos que presentan tubérculos con color de piel y pulpa amarillos (fenotipo yema de huevo), clasificada como Solanun phureja; Solanum tuberosum Grupo Phureja (Huaman y Spooner., 2002) y recientemente como Solanum tuberosum Grupo Andigena (Spooner et al., 2007). Este grupo está conformado por un conjunto de variedades nativas de papa que crecen extensamente en los Andes desde el occidente de Venezuela hasta el centro de Bolivia (Ghislain et al., 2006), con un centro importante de diversidad localizado en el departamento de Nariño (Volombia). La papa criolla se cultiva entre 1.800 y 3.200 m.s.n.m., con un rango de temperatura promedio de 10 a 20°C, en suelos con textura franca y pH entre 5.2 y 5.9 (Pérez et al., 2008).

La papa criolla se destaca por sus cualidades culinarias y características como alto valor nutricional, aporte de carbohidratos, fuente de proteínas de alto valor biológico, vitaminas solubles en agua (vitamina V y complejo B), minerales (Fe, Zn, Vu y Va) y carotenoides (Bonierbale et al., 2004), diversidad de genotipos con altos contenidos de proteína y masa seca (MS) (Rodríguez et al., 2009), agradable sabor y textura, fácil preparación, buena aceptación en el mercado y alto potencial de exportación en diversas formas de procesamiento (Bonilla et al., 2009). La papa criolla se considera un alimento funcional debido a la presencia de metabolitos secundarios como compuestos fenólicos, carotenoides y alcaloides.

La papa criolla es un producto muy perecedero debido a que carece de periodo de dormancia (Rodríguez et al.,2010), por lo que los esfuerzos para comercializarla van encaminados hacia diferentes formas de procesamiento y el diseño de nuevas presentaciones.

El principal producto de papa criolla procesada que se comercializa es la papa entera precocida y congelada (Bonilla et al., 2009). Durante su procesamiento y posterior almacenamiento presenta cambios del color característico y ruptura de la corteza, ya sea por tratamientos térmicos excesivos o deficientes, que generan rechazo por parte del consumidor. Su procesamiento consta de las etapas de lavado, selección, escaldado, enfriado, congelación, empaque y almacenamiento.

El escaldado se define como un tratamiento térmico cuyo fin es la estimulación (activación y/o inactivación) de las enzimas presentes en el tejido de las plantas. La actividad enzimática aparente se incrementa cuando aumenta la temperatura hasta alrededor de 50°C, donde alcanza un nivel máximo conocido como la temperatura óptima para la acción enzimática. A temperaturas más altas se observa una considerable disminución en la actividad debido a la desnaturalización de su estructura proteínica. En el escaldado de la papa se busca la inactivación de las enzimas que puedan ser perjudiciales en la calidad del producto final como la enzima polifenoloxidasa que es la responsable del pardeamiento en los tubérculos procesados. Esta reacción se genera cuando la enzima contenida en los cloroplastos entra en contacto con el oxígeno y los sustratos fenólicos contenidos principalmente en la corteza (alrededor del 50%) y en los tejidos en donde la concentración disminuye desde la corteza hacia el centro (Limbo y Piergiovanni. 2006). El contacto se genera mediante ruptura de las membranas celulares y los organelos que contienen la enzima debido a procedimientos de poscocecha deficientes como golpes, sometimiento del tubérculo a esfuerzos y a etapas del proceso como pelado, cortado o troceado, escaldado y cocción, entre otros

Debido a la facilidad con la que se determina su actividad y por su estabilidad al calor comparada con otras enzimas, la peroxidasa es usada como indicador de la calidad de los tratamientos térmicos. Se acepta una disminución en su actividad superior al 90% como control para un escaldado adecuado (Polata et al., 2009). Esta enzima controla los niveles de peróxidos que se generan en casi todas las células vivas y constituye una actividad importante para las plantas ya que evita el efecto perjudicial de los radicales libres. Existe la hipótesis de que la enzima peroxidasa se desactiva siguiendo dos etapas gobernadas por el mecanismo Lumry-Eyring (Polata et al.,2009). La enzima tiene dos isoformas con distintas estabilidades térmicas, la relación entre la isoforma termolábil con la isoforma termoestable es de 30:70, sin embargo los mecanismos de desactivación son distintos dependiendo del material vegetal, en papas la pérdida de actividad de la isoforma estable de la enzima peroxidasa consta de dos fases, una transformación reversible en el primer paso que es muy rápida, seguida por una transformación lenta e irreversible de un intermediario (Polata et al., 2009).

Otro efecto de los procesos de escaldado es el cambio de textura que sufre el tubérculo debido principalmente a gelatinización de almidones y solubilización de sustancias pécticas, lo que produce perdida de firmeza en el tejido (Abu-Ghannam y Vrowley. 2006). En papa criolla, esto puede conducir al rompimiento de la piel cuando los tubérculos se procesan enteros.

El proceso de escaldado generalmente se hace a temperaturas que oscilan entre 80°C y 100°C y tiempos entre 20 s y 15 min, sin embargo, se han reportado tratamientos entre 55°C y 75°C en los que se obtienen productos con alta firmeza debido a la menor separación celular que se genera; adicionalmente, se ha propuesto que la enzima metil-pectin-esterasa juega un rol importante en este fenómeno debido a que posibilita la formación de redes con iones calcio y magnesio (Abu-Ghannam y Vrowley. 2006), (Liu y Scanlon 2007). Generalmente, el cambio de textura en vegetales sometidos a escaldado sigue una cinética de primer orden (Nisha y Pandit. 2006, Troncoso y Pedreschi 2007), suponiendo que este cambio se realiza de manera irreversible.

Vomo todos los fenómenos son dependientes de la temperatura en este tipo de tratamientos, deben conocerse sus perfiles a lo largo del producto para generar modelos acoplados de los cambios fisicoquímicos. Usualmente, se considera que la resistencia conductiva a la transferencia de calor es la más importante al interior del producto, mientras que la transferencia por convección se convierte

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