Procedimiento complementario en la inhibición del ennegrecimiento enzimático de decápodos marinos por inhibición de la actividad lacasa.

Se trata de composiciones con acción frente al pardeamiento producido por la actividad lacasa. El ennegrecimiento enzimático de los alimentos, que principalmente ocurre en vegetales y crustáceos se debe a la acción de varios complejos enzimáticos. Existen diversos estudios - publicaciones y patentes - que tratan de los compuestos inhibidores sobre la PPO, pero no sobre la inhibición de las lacasas, en el ennegrecimiento de alimentos. Las lacasa han sido descritas en el reino vegetal, como por ejemplo en hongos, pero no en crustáceos / decápodos marinos. Entre los agente químicos de grado alimentario capaces de inhibir esta actividad lacasa se encuentran algunos p-difenoles, como por ejemplo el ácido p-hidroxicinámico, p-hydroxibenzoico, y la vainillina

Procedimiento complementario en la inhibición del ennegrecimiento enzimático de decápodos marinos por inhibición de la actividad lacasa.

Sector de la técnica

Inhibición de ennegrecimiento de alimentos producido por p-difenoloxidasas. Conservación de crustáceos marinos. Utilización de vainillina, ácido vainíllico, ácido p-hidroxicinámico y p-hidroxibenzoico.

Estado de la técnica

El ennegrecimiento de los alimentos es una de las principales causas que produce su deterioro y más concretamente en bebidas, algunos vegetales como hongos, aguacate, ... y en los decápodos (langosta, cigala, gamba,). Su aparición implica la pérdida de la comercialización por el aspecto desagradable y el color marrón y negro que ocasionan.

En diversas patentes que tratan de métodos y formulación de aditivos para evitar el pardeamiento en alimentos y bebidas, se ha descrito que el pardeamiento enzimático se debe a la acción de una enzima denominada polifenoloxidasa (PPO) o tirosinasa, por el cual los fenoles se oxidan a quinonas, y éstas se polimerizan dando lugar a la formación de pigmentos de alto peso molecular con una coloración muy oscura en tonos marrones y posteriormente negros.

También es conocido que unos alimentos son más susceptible que otros -como por ejemplo gambas, setas, alcachofas y plátanos- y se debe a la mayor actividad de esta enzima (PPO).

El ennegrecimiento enzimático debido a la PPO ha sido objeto de numerosos estudios (Lambrecht HS. 1995. Sulfite substitutes for the prevention of enzymatic browning in foods. Enzymatic Browning and its Prevention 600:313-23., Sannomaru Y, Katayama O, Kashimura Y, Kaneko K. 1998. Effects of polyphenol content and polyphenoloxidase activity on browning reaction of apple fruits. J Jpn Soc Food Sci Technol -Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi 45:28-36.) y en crustáceos la atención ha sido posterior Alsina (1974) 3.982.030 US. Preservation of crustacea., McEvily, A.J., Iyengar, R., Gross, A. Composition and methods for inhibiting browning in foods. 1994 patente USDO05304), (Gomez-Guillen MC, Martinez-Alvarez B, Llamas A, Montero P. 2005. Melanosis inhibition and SO2 residual levels in shrimps (Parapenaeus longirostris) after different sulfite-based treatments. J Sci Food Agric 85:1143-8., Montero P, Martinez-Alvarez O, Gomez-Guillen MC. 2004. Effectiveness of onboard application of 4-hexylresorcinol in inhibiting melanosis in shrimp (Parapenaeus longirostris). J Food Sci 69:C643-7).

Un mejor entendimiento de las propiedades y mecanismos de la PPO son aun hoy en día necesarios en orden a ser capaz de controlar y en última instancia inhibir su acción.

Se han desarrollado diversos métodos que puedan inhibir su acción de manera individual o en combinación con aditivos inhibidores de dicha enzima.

El tratamiento térmico elevado es conocido que puede inactivar la actividad enzimática, pero no es adecuado para alimentos en crudo, ya que pierden esta característica, alterándose la textura, el color (Devece C, Rodriguez-Lopez JN, Fenoll LG, Tudela J, Catala JM, de los Reyes E, Garcia-Canovas F. 1999. Enzyme inactivation analysis for industrial blanching applications: Comparison of microwave, conventional, and combination heat treatments on mushroom polyphenoloxidase activity. J Agric Food Chem 47:4506-11.).

La aplicación del ácido bórico fue de lo más efectivo durante muchos años, pero desde que se prohibió su uso por motivos de salud, han sido muchos los intentos por obtener un procedimiento y/o mezcla de compuestos efectivos para evitar el ennegrecimiento.

En cuanto a los aditivos químicos son muchos los que se han descrito, unos por disminuir la acidez del alimento ya que la enzima en algunas ocasiones es muy sensible al pH ácido, aunque en otros como en gamba debe de acidificarse hasta pH muy bajos -2 o 3- para inactivarla, por lo que también se perderían las características del producto crudo (Montero, P., Gómez-Guillén, MC., Zamorano, P. y Martínez-Alvarez, O. 2003.

Estudios de los agentes conservantes e inhibidores de la melanosis en crustáceos. Ed. Junta de Andalucia. Consejería de Agricultura y Pesca (Spain)).

Otro método que ha prevalecido en la industria alimentaria ha sido la adición de sales de sulfitos (Gomez-Guillen MC, Martinez-Alvarez B, Llamas A, Montero P. 2005. Melanosis inhibition and SO2 residual levels in shrimps (Parapenaeus longirostris) after different sulfite-based treatments. J Sci Food Agric 85:1143-8., Lopez-Caballero ME, Martinez-Alvarez O, Gomez-Guillen MC, Montero P. 2006. Effect of natural compounds alternative to commercial antimelanosics on polyphenol oxidase activity and microbial growth in cultured prawns (Marsupenaeus tiger) during chilled storage. Eur Food Res Technol 223:7-15.) y más modernamente de 4-hexylresorcinol (Guerrero-Beltran JA, Swanson BG, Barbosa-Canovas GV. 2005. Inhibition of polyphenoloxidase in mango puree with 4-hexylresorcinol, cysteine and ascorbic acid. LWT-Food Sci Technol 38:625-30., Lambrecht HS. 1995. Sulfite substitutes for the prevention of enzymatic browning in foods. Enzymatic Browning and its Prevention 600:313-23., Montero P, Martinez-Alvarez O, Gomez-Guillen MC. 2004. Effectiveness of onboard application of 4-hexylresorcinol in inhibiting melanosis in shrimp (Parapenaeus longirostris). J Food Sci 69:C643-7). Solos o con la presencia de otros agentes que produzcan una acción sinérgica o sumatoria para evitar del ennegrecimiento. La presencia de ácidos de grado alimentario, tales como cítrico o ascórbico, es muy frecuente en la formulación del aditivo. Como se ha mencionado anteriormente pueden inhibir parcialmente la enzima o tan solo tener un efecto preservante del alimento, aunque en algunos casos como el del ácido cítrico además intensifica el color rosa en las gambas dándole un aspecto más fresco (Lambrecht HS. 1994. Erythorbates and everfresh(r) (4-hexylresorcinol) as sulfite substitutes for food preservation. Abstr Pap Am Chem Soc 208:167-AGFD, Montero P, Martinez-Alvarez O, Zamorano JP, Alique R, Gomez-Guillen MC. 2006. Melanosis inhibition and 4-hexylresorcinol residual levels in deepwater pink shrimp (Parapenaeus longirostris) following various treatments. Eur Food Res Technol 223:16-21., Montero P, Martinez-Alvarez O, Gomez-Guillen MC. 2004. Effectiveness of onboard application of 4-hexylresorcinol in inhibiting melanosis in shrimp (Parapenaeus longirostris). J Food Sci 69:C643-7.).

La presencia en la formulación del ácido etilendiamino tretraacético (EDTA) y el Pirofosfato (PPI) ha sido considerada por su acción quelante y más recientemente por su acción inhibitoria de proteasas (Montero P, Martinez-Alvarez O, Zamorano JP, Alique R, Gomez-Guillen MC. 2006. Melanosis inhibition and 4-hexylresorcinol residual levels in deepwater pink shrimp (Parapenaeus longirostris) following various treatments. Eur Food Res Technol 223:16-21., Montero P, Martinez-Alvarez O, Gomez-Guillen MC. 2004. Effectiveness of onboard application of 4-hexylresorcinol in inhibiting melanosis in shrimp (Parapenaeus longirostris). J Food Sci 69:C643-7.) reduciendo así en el medio sustratos de la enzima PPO.

Tecnologías más modernas como la aplicación de altas presiones en algunas ocasiones ha sido de gran efectividad, por ejemplo en la pasta de aguacate, ya que en determinadas condiciones de presión, tiempo y temperatura moderada o baja, se alcanza a inactivar esta enzima. La pérdida de textura es importante, por eso aunque no siempre es útil para vegetales enteros, si se puede aplicar a bebidas -tipo zumo- o pastas como la ya comentada de aguacate (Lopez-Malo A, Palou E, Barbosa-Canovas GV, Welti-Chanes J, Swanson BG. 1998. Polyphenoloxidase activity and color changes during storage of high hydrostatic pressure treated avocado puree. Food Res Int 31:549-56., Montero P, Avalos A, Perez-Mateos M. 2001. Characterization of polyphenoloxidase of prawns (Penaeus japonicus). Alternatives to inhibition: additives and high-pressure treatment. Food Chem 75:317-24.). Sin embargo los estudios realizados en crustáceos, no han sido igual de aplicables, ya que de nuevo el mantener las características de crudo y del individuo entero no son fáciles de obtener (Lopez-Caballero ME, Perez-Mateos M, Borderias JA, Montero P. 2000. Extensión of the shelf life of prawns (Penaeus japonicus) by vacuum packaging and high-pressure treatment. J Food Prot 63:1381-8. Montero P, Lopez-Caballero ME, Perez-Mateos M. 2001. The effect of inhibitors and high pressure treatment to prevent melanosis and microbial growth on chilled prawns (Penaeus japonicus). J Food Sci 66:1201-6.).

Existe también una patente reciente (WO/2006/082267...

1. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos caracterizado por comprender la aplicación de una composición inhibidora del enzima lacasa, complementaria a la inhibición del ennegrecimiento enzimático producido por polifenol oxidadasas, que contenga al menos un compuesto p-fenol de grado alimentario del grupo de la vainillina, ácido vainíllico, p-hidroxicinámico, o p-hidroxibenzoico.

2. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos según la reivindicación 1 caracterizado por utilizar en la composición un compuesto p-fenol de grado alimentario en una concentración comprendida entre el 0.1 y 5%.

3. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado por aplicar conjuntamente en la composición un excipiente como por ejemplo cloruro sódico, cloruro potásico, cálcico, magnésico, carbonatos, sulfatos, fosfatos, en una concentración de hasta el 99% del producto en seco.

4. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos según las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por incluir como coadyuvante en la composición un agente tensioactivo como lecitina, dimetilpolixiloxano o disóxido de silicio amorfo.

5. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos según las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado por disolver previamente en disolvente orgánico de grado alimentario como etanol o acetato de etilo los compuestos p-fenol de grado alimentario según las reivindicaciones 1 y 2.

6. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por aplicar la composición mediante espolvoreo.

7. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por aplicar la composición mediante inmersión durante un tiempo comprendido entre 1 y 120 minutos.

8. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por aplicar la composición mediante pulverización.

9. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por aplicar la composición mediante un recubrimiento a base de gelatina sola o en combinación con algún polisacárido.

10. Procedimiento para inhibir ennegrecimiento enzimático inducido por la actividad lacasa en crustáceos marinos según la reivindicación 9 caracterizado por aplicar la composición mediante un recubrimiento con una concentración de gelatina comprendida entre un 0,5 y 3%, 0,5 y 3% de alginato y 0,1-5% de sorbitol.