Modificaciones de la pared celular de aceitunas, variedad hojiblancaAcción de glicosidasas

Resumen

Uno de los principales caracteres organolépticos de los alimentos vegetales, que puede determinar su aceptabilidad o rechazo, es la textura. Por esta razón, entre los objetivos más importantes de su conservación y procesado industrial, figura el de mantener esta dentro de unos márgenes que sean aceptables comercialmente. Parece evidente que el proceso de pérdida de textura, aún cuando no está totalmente dilucidado, está asociado a modificaciones de los polímeros que constituyen la pared celular, que es la encargada de dar consistencia a la célula. Estas modificaciones pueden ser debidas a acciones enzimáticas, si se trata de productos en fresco, o a la acción conjunta de enzimas y otros agentes químicos tales como álcalis, ácidos, etc., si se refiere a productos procesados industrialmente. El conocimiento de estas modificaciones y sus causas constituye un tema de investigación básico-aplicada del mayor interés, por las repercusiones que tiene sobre la calidad de los alimentos vegetales y sobre la economía de los procesos. La pared celular contiene moléculas de celulosa organizadas en fibrillas y rodeadas de una matriz de pectinas, hemicelulosas y lignina. Los detalles estructurales son poco conocidos y no está determinada exactamente la forma en que están asociados los distintos polímeros. Hasta el momento los únicos datos que aparecen confirmados son que la celulosa se halla rodeada de una cubierta de xiloglucano, unidos a ella por enlaces de hidrógeno, y que algunas cadenas laterales (normalmente galactanos y arabinogalactanos) de las sustancias pécticas actúan de nexos de unión de estas con la celulosa dando así coherencia a la pared celular. Hasta hace algunos años los enzimas más estudiados en relación con el ablandamiento de frutos eran los pectinolíticos. Sin embargo, a medida que se profundiza en el conocimiento de la estructura de la pared, aparecen más evidencias experimentales que indican que su degradación es un proceso complejo que requiere la acción conjunta de estos enzimas con hemicelulasas, celulasas y glicosidasas. En la mayoría de frutos estudiados hasta ahora (manzanas, fresas, tomates, mango, pepinillos, kiwi, papaya, pera, etc.) se encuentra un modelo de cambio común durante la maduración caracterizado por un periodo inicial en el que se produce una importante pérdida de galactosa y arabinosa sin que haya degradación aparente de las cadenas de poligalacturonanos, seguido de una disminución de la longitud de las cadenas de ácido poligalacturónico. Este hecho lleva a pensar que previa a la solubilización de las sustancias pécticas, debe existir una reducción importante de las cadenas laterales de estos polímeros, siendo los responsables los enzimas glicosidasas y hemicelulasas. En una unidad Estructural de Biotecnología de Alimentos del Instituto de la Grasa y sus Derivados, se lleva varios años estudiando los posibles enzimas que inciden en el ablandamiento de aceituna de mesa, tanto pectinolíticos como celulolíticos. Dentro de esta línea de investigación el presente trabajo se centra en estudiar los cambios que se producen en los componentes de las paredes celulares de vegetales, así como en determinar la posible incidencia de hemicelulasas y glicosidasas en el proceso de degradación de dicha pared. Este estudio contribuirá a dilucidar los mecanismos enzimáticos implicados en la degradación y abordar más efectivamente la resolución de los problemas que, a escala industrial, presenta la pérdida de textura de la aceituna de mesa. OBJETIVOS: - Estudiar las modificaciones que sufren los polisacáridos de la pared celular de la aceituna durante su maduración. - Examinar los enzimas implicados en la degradación de dichos polisacáridos. - Relacionar las modificaciones de la pared celular con los cambios de textura. CONCLUSIONES 1. Se han detectado los enzimas α- y β-galactosidasa, α-manosidasa, α-xilosidasa y α-arabinosidasa en aceituna, estableciéndose las condiciones óptimas para la medida de su actividad. La aparición de actividad glicosidasas se inicia con la presencia de α-arabinosidasa, seguidos de α- y β-galactosidasa que lo hacen entre 15 y 40 días después y muy posteriormente, de α-xilosidasa. 2. La actividad enzimática crece gradualmente alcanzado un máximo entre los 30 y 50 días de su aparición y disminuyendo seguidamente. Durante este periodo de tiempo, no se aprecia actividad importante de celulosa y poligalacturonasa. Por cromatografía de filtración sobre gel se obtiene una buena separación de estos enzimas y se calculan sus pesos moleculares: α-manosidasa 90000; β-galactosidasa 65000; α-arabinosidasa, 65000 y α-galactosidasa 33000. 3. Se observa una disminución de textura con tres etapas sucesivas, siendo la segunda la más pronunciada, coincide con la aparición e incremento de actividad de glicosidasas. Por tanto, se llega a la conclusión de que estos enzimas son los principales responsables de la pérdida de textura en esta fase. 4. Los cambios más significativos de azúcares de pared encontrados durante el desarrollo y maduración del fruto son: disminución de manosa y xilosa en torno a un 40% y de galactosa y arabinosa alrededor del 60%. Las mayores pérdidas tienen lugar en la fase de maduración del fruto, coincidiendo con la máxima pérdida de textura y mayor actividad de glicosidasas. 5. En relación con las fracciones de pared, los cambios más importantes se originan en la fracción de hemicelulosas. Se encuentran disminución del orden del 70% tanto de hemicelulosas A como B. Asimismo, se aprecia un notable incremento de la fracción soluble en agua fría y ligeros descenso de las solubles en agua caliente y oxalato. 6. Se ha estudiado la distribución de pesos moleculares de las distintas fracciones de aceituna verde y madura, por cromatografía de filtración sobre gel. No se aprecian diferencias ni en las fracciones solubles en oxalato ni en las solubles en agua fría. En la soluble en agua caliente se observa un desplazamiento a polisacáridos de bajo peso molecular con la maduración, indicativo de que ha habido rotura de los mismos. 7. En la determinación de pesos moleculares de hemicelulosas A y B aparecen notables cambios con la maduración. Mientras en la hemicelulosa B de la aceituna verde se encuentra un pico bien definido de peso molecular 150000, en la de la madura aparecen además tres picos de pesos moleculares 60000, 20000 y 15000. En la hemicelulosa A de la aceituna verde se encuentra un pico mayoritario de peso molecular 180000, así como una serie de picos minoritarios de menores pesos moleculares. Por el contrario, en la correspondiente a la madura se observa un incremento notable de la proporción de picos de bajo peso molecular. De todo ello se concluye que existe una importante degradación de los polisacáridos de las hemicelulosas, tanto cuantitativamente como en la distribución de pesos moleculares.