Pardeamiento enzimático

El pardeamiento enzimático del tejido de frutas y vegetales es una de las principales

causas de pérdida de calidad durante el almacenamiento poscosecha o procesamiento,

conduciendo a la formación de polímeros complejos de color marrón (melaninas). En general,

es causado por la oxidación de compuestos fenólicos por parte de la enzima polifenoloxidasa

(PPO, EC 1.14.18.1), que se caracteriza por presentar dos átomos de cobre en su centro activo

(Tomas-Barberán y Espín, 2001). Como se observa en la Figura 1.6, la reacción tiene lugar

cuando, en presencia de O2, PPO cataliza la hidroxilación de monofenoles a o-difenoles

(actividad cresolasa), y la posterior oxidación de los o-difenoles a quinonas (actividad

catecolasa). Las quinonas son muy inestables y reaccionan con aminoácidos o proteínas

Figura 1.6. Representación esquemática de la reacción de la enzima polifenoloxidasa (PPO) con mono y di-fenoles, en presencia de oxígeno (O2). Adaptado de Gacche y col. (2003).

Puede encontrarse una nomenclatura diferencial entre las enzimas con actividad

monofenol oxidasa (EC 1.14.18.1) y catecol oxidasa (EC 1.10.3.2), sin embargo en general el

término polifenoloxiasa (PPO) se emplea para ambos. La mayoría de las plantas presentan

múltiples formas de PPO y su función estaría relacionada a la resistencia frente a patógenos y

herbívoros, aunque esto no ha sido aún totalmente dilucidado (Mayer, 2006). Por su parte, la

enzima peroxidasa (POD, EC 1.11.1.7) participa también en las reacciones de pardeamiento,

catalizando la oxidación de fenoles en presencia de peróxido de hidrógeno. Sin embargo, dada

la baja concentración de H2O2 en el tejido de los vegetales, su contribución al deterioro es

considerada en menor medida (Mishra y col., 2013). A pesar de esto su participación en

procesos lentos, como el pardeamiento interno, podría ser posible.

El pardeamiento no sólo tiene efectos negativos en la apariencia, sino que también

genera cambios en el sabor, olor, textura y características nutricionales del producto. En este

sentido, la capacidad antioxidante de las frutas y vegetales se vería disminuida por la oxidación

directa de los compuestos fenólicos (Tomas-Barberán y Espín, 2001). El problema es

Introducción general. Berenjena

(Pérez-Gilabert y García-Carmona, 2000). En general, estos frutos se comercializan como

productos frescos enteros, y más recientemente como productos mínimamente procesados

(Barbagallo y col., 2012; Ghidelli y col., 2013). La aparición de pardeamiento enzimático se

asocia en el primer caso, al almacenamiento por períodos prolongados o al daño por frío

cuando se conservan a bajas temperaturas (Pérez-Gilabert y García-Carmona, 2000; Concellón

y col., 2007; Massolo y col., 2011). Mientras que en los productos frescos cortados la vida útil

del producto se ve limitada, debido al rápido desarrollo de pardeamiento luego del corte y

exposición del tejido al aire (Barbagallo y col., 2012; Mishra y col., 2012; Ghidelli y col., 2013).

En todos los casos, se produce una alteración y daño de la estructura del tejido, con pérdida de

compartimentalización celular que permite que los sustratos fenólicos, normalmente

confinados en las vacuolas, sean liberados y entren en contacto con las enzimas responsables

del pardeamiento ubicadas en plástidos (Concellón y col., 2007; Plazas y col., 2013a)

La medición del pardeamiento en berenjenas puede ser llevado a cabo visualmente o

empleando un colorímetro, siendo este último más preciso y comúnmente utilizado (Plazas y

col., 2013a). La evolución de la luminosidad (L*) de rodajas de berenjenas recién cortadas, es

un buen indicador del pardeamiento interno durante el almacenamiento. Concellón y col.

(2007) encontraron que luego de 13 d de almacenamiento a 0 °C, bajos valores de L*

correlacionaron con un severo nivel de daño por frío y de pardeamiento en pulpa y semillas, en

tanto que no observaron estos síntomas en frutos almacenados a la temperatura

recomendada (10 °C). Por su parte, Massolo y col. (2011) no hallaron en frutos enteros

almacenados por largos períodos (21 d) a 10 °C variaciones en el parámetro L*, sin embargo

una significativa disminución se produjo con la posterior transferencia de los frutos a 20 °C.

Según los autores, la disrupción del tejido asociada a la senescencia del fruto luego de un largo

período de almacenamiento, junto a una inducción de las enzimas a mayor temperatura

logró controlar el pardeamiento inducido por daño por frío. En berenjenas frescas cortadas y

almacenadas a temperatura ambiente o en refrigeración, se ha observado que el

pardeamiento comienza inmediatamente luego del corte y se incrementa con el tiempo de

conservación (Mishra y col., 2013; Barbagallo y col., 2012).

Numerosos trabajos han informado el rol central del nivel de actividad enzimática y

contenido fenoles en berenjena ante el desarrollo de pardeamiento. Asimismo, se indica que

es posible seleccionar variedades que presenten alto contenido de compuestos fenólicos, y a

su vez, un bajo nivel de actividad enzimática y grado de pardeamiento, favoreciendo el

mantenimiento de la calidad poscosecha y las aptitudes nutricionales del fruto (Prohens y col.,

2007; Mishra y col., 2013; Ghidelli y col., 2013; Plazas y col., 2013a,b). De todos modos son

muy pocos los estudios que hayan demostrado evidencias directas de que la enzima sea el

factor limitante para el proceso. En tal sentido es posible que otros factores sean centrales en

la extensión del pardeamiento, entre ellos la pérdida de compartimentalización celular, los

cambios en el pH intracelular, el incremento de la difusión del oxígeno o de la producción de

especies reactivas del oxígeno. Estos aspectos han recibido mucha menor atención.

Finalmente, la presencia de otros antioxidantes en berenjena, como el ácido ascórbico, puede

cumplir una función de protección frente al deterioro enzimático (Plazas y col., 2013a).

A fin de minimizar las pérdidas causadas por el pardeamiento, numerosos estudios se

han llevado a cabo con el objetivo de controlar la actividad de PPO. Los mecanismos

propuestos actúan ante uno o varios de los componentes necesarios para el desarrollo del

fenómeno: enzima, oxígeno, cobre o sustratos. De acuerdo a esto la inhibición puede ser

basada en el empleo de compuestos químicos como agentes reductores (sulfitos, ácido

ascórbico), quelantes de metales (ácido sórbico, ácidos policarboxílicos, EDTA); acidulantes

(ácido cítrico, málico y fosfórico) e inhibidores enzimáticos (ácido benzoico y cinámico), o a

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