SEGUNDA PARTE: COLOR

M.C. MARCO FAVIO RAMÍREZ SEPÚLVEDA

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.

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

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.

TRANSFORMACIONES

DE LOS

HIDROXIPEROXIDOS

DEGRADACIÓN

ACCIONES SECUNDARIAS

DE LA LIPOOXIGENASA

CO-OXIDACION

CONSECUENCIAS NEGATIVAS

ACCIÓN DE LIPOXIGENASAS

(ESQUEMA GENERAL)

PÉRDIDA DE CALIDAD SENSORIALPÉRDIDA DE CALIDAD NUTRITIVA

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.

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).

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).

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.

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

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

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)

Notar:

Efecto de pH bajo

Perdida de Mg2+

Reemplazo por Cu o Zn

- Mg2+Menos fitol

Menos fitol

Mecanismo de degradación de CLFasa: desprotección

por daño de membrana tilacoide + estrés oxidativo

(formación de radical superóxido, 1O2).

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

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

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).

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

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)

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.

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.

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.