Pardeamiento

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El pardeamiento enzimático es una de las reacciones más notables que afectan a la mayoría de frutas, verduras y mariscos.^[3] Estas reacciones modifican el sabor, color y valor económico de dichos alimentos. En general, se trata de una reacción química donde participan las enzimas polifenol oxidasa, catecol oxidasa y otras que catalizan la producción de melaninas y benzoquinona a partir de fenoles naturales. El pardeamiento enzimático (llamado también oxidación alimentaria) requiere la presencia de oxígeno. Se inicia con la oxidación de los fenoles por parte del oxígeno catalizada por la enzima polifenol oxidasa para dar quinonas,^[4] cuyo pronunciado carácter electrófilo causa una elevada susceptibilidad a recibir el ataque nucleófilo de otras proteínas. Estas quinonas luego son polimerizadas en una serie de reacciones que finalmente dan como resultado la formación de pigmentos de color marrón, o melanosis, en la superficie de los alimentos.^[5] El grado de pardeamiento depende de la cantidad de polifenol oxidasas activas presentes en determinado alimento. Por tanto, la mayoría de los métodos que se investigan para inhibir el pardeamiento se basan en entorpecer la acción de la enzima polifenol oxidasa. Sin embargo, no toda reacción de pardeamiento produce efectos indeseados.

Ejemplos de pardeamiento enzimático deseado:

• El que aporta el color y sabor característicos del café, el cacao y el té.^[6]
• El que aporta el color y sabor característicos de algunos frutos secos como los higos y las uvas pasas.

Ejemplos de pardeamiento enzimático indeseado:

• Frutas y verduras frescas, incluidas manzanas, patatas, plátanos y aguacates.
• Las polifenol oxidasas son las principales responsables de la melanosis en crustáceos como gambas o camarones.^[7]

Existen diversos métodos para evitar o ralentizar el pardeamiento enzimático en los alimentos, cada uno de los cuales tiene como diana alguna etapa específica de la reacción química. El control del pardeamiento enzimático ha sido siempre un reto para la industria alimentaria. Además, el uso de productos químicos para inhibir el pardeamiento, como los sulfitos, un potente agente antipardeamiento, se han visto cuestionados debido a los posibles peligros que entrañan. Se han investigado mucho los mecanismos de control exactos que podrían tener lugar frente a estos procesos enzimáticos. Los distintos tipos de control del pardeamiento enzimático se pueden clasificar en distintos grupos.

• El jugo de limón y otros ácidos contribuyen a bajar el pH y eliminan el cobre como cofactor necesario para que entren en funcionamiento las enzimas responsables.
• El escaldado de los alimentos, que desnaturaliza las enzimas y destruye los reactivos responsable. Se usa en determinadas fases del procesado del té.
• Las bajas temperaturas también pueden evitar el pardeamiento enzimático al ralentizar la velocidad de la reacción.
• La utilización de ácido ascórbico en ciertos pH para controlar el pardeamiento de las manzanas bajo ciertas condiciones al cambiar su actividad fenolásica. Distintos valores de pH afectan a la actividad fenolásica en las manzanas de manera distinta.^[8]
• Las proteínas pueden ejercer efectos inhibitorios de la actividad de la polifenol oxidasa al quelar el cobre esencial en el sitio activo de la enzima mediante inhibición competitiva, inhibiendo así su actividad.
• Durante la síntesis del vino, se utiliza tecnología de intercambio de iones para filtrar y eliminar los sedimentos de color marrón existentes en la solución.
• La variedad de manzanas llamada Arctic Apples ha sido modificada genéticamente para evitar que expresen la enzima polifenol oxidasa y, por tanto, no pardean.

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El segundo tipo de pardeamiento es de naturaleza no enzimática. Es un proceso que también produce la pigmentación marrón de los alimentos, pero sin la actividad de enzimas. Las dos formas de pardeamiento no enzimático son la caramelización y la reacción de Maillard. Ambos tienen velocidades de reacción variables que están en función de la actividad acuosa (en química de los alimentos, el estado normal de actividad acuosa se define principalmente como el cociente entre la presión de vapor de agua de la sustancia y la presión de vapor de agua pura a la misma temperatura).

La caramelización implica la pirólisis del azúcar. Se usa ampliamente en cocina para lograr un color marrón y un sabor característico. En este proceso se liberan sustancias químicas volátiles que producen un sabor acaramelado sui géneris.

La otra reacción no enzimática es la reacción de Maillard. Es la reacción que produce el sabor de los alimentos cocinados. Entre los productos que sufren la reacción de Maillard están los panes, las carnes y las patatas. Es una reacción química que se produce entre el grupo amino de un aminoácido libre y el grupo carbonilo de un azúcar reductor, normalmente con la intervención del calor. El azúcar interactúa con el aminoácido y produce todo tipo de olores y sabores. En la industria de los saborizantes, la reacción de Maillard es la base de los sabores artificiales para los alimentos procesados,^[9] ya que el tipo de aminoácido utilizado determina el sabor resultante.

Las melanoidinas son polímeros heterogéneos de color marrón y peso molecular alto que se forman cuando azúcares y aminoácidos se combinan en la reacción de Maillard a altas temperaturas y con baja actividad acuosa. Las melanoidinas se encuentran normalmente en alimentos en los que se ha operado alguna forma de pardeamiento no enzimático, como las maltas de cebada (tipo Viena y Múnich), la corteza del pan, productos de panadería y pastelería, y café. También se encuentran en las aguas residuales de las refinerías azucareras, que necesitan tratamiento para evitar que contaminen el entorno de dichas refinerías

El dulce de leche, producido al calentar leche azucarada, debe su sabor y color a la combinación de varios procesos de pardeamiento no enzimático.^[10]

Como gran parte de la fruta, las uvas varían en la cantidad de compuestos fenólicos que contienen. Esta característica se usa como parámetro a la hora de juzgar la calidad del vino. El principal proceso vinícola viene iniciado por la oxidación enzimática de los compuestos fenólicos por parte de las polifenol oxidasas. El contacto entre los compuestos fenólicos existentes en la vacuola de la célula de la uva y la enzima polifenol oxidasa (localizada en el citoplasma) activa la oxidación de la uva. De este modo, el pardeamiento inicial de las uvas tiene lugar como resultado de una «modificación de compartimentos» dentro de las células de la uva.