Procedimiento para la preparación de un producto panificado, comprendiendo dicho procedimiento la etapa de adición a la masa de dicho producto panificado de una composición mejorada mejoradora del pan que comprende por lo menos una enzima con actividad xilanolítica seleccionada de entre el grupo constituido por la familia 8 de las glucósido oxidasas

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento y a una composición para la mejora de los productos de panificación que comprenden por lo menos una enzima con actividad xilanolítica procedente de la familia 8 de glucósido oxidasa. En una forma de realización de la invención, dicha enzima con actividad xilanolítica se caracteriza además por el hecho de que existe una inversión de configuración durante la hidrólisis. En las formas de realización específicas de la invención dicha enzima con actividad xilanolítica es una xilanasa psicrófila procedente de Pseudoalteromonas haloplanktis o una xilanasa mesófila procedente de Bacillus halodurans.

Antecedentes de la invención

Los xilanos son heteropolisacáridos que forman la mayor parte de la hemicelulosa presente en la biomasa vegetal. El eje central de estos polisacáridos es una cadena de restos de xilopiranosilo unidos por β 1-4. Muchos grupos laterales diferentes se podrían unir a estos restos, tales como los restos de acetilo, arabinosilo y glucuronosilo. Los compuestos fenólicos, como por ejemplo los ácidos ferúlico o hidroxicinnámico están implicados también mediante enlace éster en la reticulación de las cadenas de xilano o por ejemplo, en el enlace entre el xilano y las cadenas de lignina.

La endoxilanosas (o endo-β-1,4-xilanasas) hidrolizan específicamente el eje central de la hemicelulosa. En algunos casos, los grupos laterales pueden enmascarar la cadena principal mediante impedimento estérico. Se han descrito diferentes actividades de las xilanasas. Su especificidad hacia su sustrato varía de una a otra. Algunas son más activas en los arabinoxilanos insolubles. La longitud de los oligómeros producidos depende también del tipo de xilanasa considerado.

Las glucósido hidrolasas (conocidas anteriormente como familia D de celulasa) se han clasificado en 91 familias (http://afmb.cnrs-mrs.fr/CAZY/) basándose en las homologías de secuencia, las características estructurales y mecánicas. Debido a que el pleglamiento de las proteínas se conserva mejor que sus secuencias, algunas de las familias se pueden agrupar en “clanes” (Henrissat B. 1991, Biochem. J. Vol. 280, p 309). Las endo-beta-1,4-xilanasas se clasifican generalmente en las familias 10 (anteriormente familia F) y 11 (anteriormente familia G) y se observa que frecuentemente presentan una relación inversa entre su pI y el peso molecular. Las xilanasas de la familia 10 (EXs10) son mayores, más complejas, mientras que las xilanasas de la familia 11 (EXs11) son más pequeñas. Además existe una diferencia significativa en la estructura y en las propiedades catalíticas de ambas familias. EXs10 presenta un plegamiento de (α/β) 8 en barrilete, tiene aproximadamente el 40% de estructura de la hélice α y pertenece al clan GHA (Domínguez et al., 1995, Nat. Struct. Biol. Vol. 2, pág. 569) mientras que EXs11 presenta una conformación de plegamiento de gelatina β, presenta aproximadamente de 3 al 5% de estructuras de la hélice α y pertenece al clan GHC (Törrönen et al., 1994, EMBO J. Vol. 13, pág. 2498). EXs10 posee un punto de enlace al sustrato más pequeño y una especificidad menor para el sustrato, presenta frecuentemente actividad de endoglucanasa y producen oligosacáridos más pequeños en comparación con EXs11, que poseen una afinidad mayor para el xilano no sustituido (Biely et al., 1997, J. Biotechnol. Vol. 57, pág. 151). Todas las xilanasas de ambas familias caracterizadas hasta la fecha conservan la configuración anomérica del oxígeno glucosídico tras la hidrólisis en la cual dos glutamatos funcionan como restos catalíticos (Jeffries, 1997, Curr. Opin. Biotechnol. Vol. 7, pág. 337).

Las xilanasas se utilizan en varias áreas industriales tales como en las industrias de la pulpa, papel, alimentación y panificación. Otras aplicaciones se sitúan en los sectores de los zumos y de la cerveza. Las xilanasas podrían también utilizarse en los procesos de separación del trigo. Los efectos tecnológicos observados son, entre otros, la capacidad de blanqueo de la pulpa mejorada, la disminución de la viscosidad de la alimentación o de los cambios en las características de la masa.

La utilización de las xilanasas (denominadas también hemicelulasas o pentosanasas) en panificación es bien conocida desde hace muchos años. Las enzimas de acondicionamiento de la masa pueden mejorar la maquinabilidad y estabilidad de la masa así como las burbujas en el horno y la estructura de la miga. Otros efectos de los enzimas son un mayor volumen de la barra y una miga más blanda.

El mecanismo de acción de las xilanasas en la preparación del pan todavía no está elucidado claramente. Existen aproximadamente 3 a 4% de pentosanos en la harina de trigo. Estos pentosanos pueden absorber grandes cantidades de agua (hasta 30%). Esta absorción de agua contribuye a las propiedades de la masa así como a la calidad del producto final. La hidrólisis parcial de los pentosanos por las pentosanasas en los oligosacáridos de cadena corta solubles en agua aumenta la capacidad de fijación del agua. Existe también una interacción fuerte de los pentosanos con la fracción del gluten de la harina para formar una red. Las pentosanasas pueden ayudar a relajar esta red fuerte y rígida y permitir, por lo tanto, que el dióxido de carbono formado por la levadura expanda mejor la masa.

Muchos tipos de preparaciones de hemicelulasa se han utilizado como ingredientes activos de panificación y están disponibles en el comercio. Se producen mediante fermentación microbiana utilizando varios microorganismos como fuentes de enzimas. Algunas de estas enzimas son producidas también por microorganismos modificados genéticamente. Todas las utilizaciones documentadas de las xilanasas que presentan un efecto positivo sobre el volumen específico de los productos panificados, se refieren a las xilanasas pertenecientes a la familia 10 o la familia 11 de las glucósido hidrolasas tal como se definió anteriormente.

Ejemplos de xilanasas para panificación son las xilanasas procedentes de Bacillus Subtilis y Aspergillus niger.

Existe una variedad de procedimientos para evaluar la actividad de la xilanasa en una preparación enzimática. Ejemplos de dichos procedimientos de determinación de la actividad de la xilanasa son la medición de la liberación de azúcar reductor del xilano (Miller G.L. 1959, Anal. Chem. Vol. 31, pág. 426) o la medición de la liberación de compuestos coloreados de los substratos modificados (por ejemplo AzoWAX o Xylazyme AX de Megazyme). Sin embargo no se pudo encontrar ninguna correlación directa entre la actividad xilanolítica observada en varias preparaciones enzimáticas y el efecto en la panificación. Se pueden observar hasta un cierto punto resultados relacionados con la dosis para una sola enzima pero la misma dosis para dos xilanasas de diferentes orígenes no dan el mismo resultado en la masa o en el pan. Varias razones podrían explicar esto: las diferencias en la especificidad del substrato, las diferencias en las temperaturas y el pH óptimo,…

Es de gran interés desarrollar nuevas preparaciones enzimáticas, tales como composiciones o agentes mejoradores del pan, con propiedades nuevas o mejoradas. Una de estas propiedades podría ser que la fracción de xilanasa sea tan pequeña como sea posible (desde el punto de vista del peso de las enzimas necesario para obtener un determinado resultado en panificación).

Recientemente se ha descrito una xilanasa de la bacteria antártica Pseudoalteromonas haloplanktis (Collins, T. et al. 2002. A novel Family 8 xilanasa: functional and physico-chemical characterisation. J. Biol. Chem. Vol. 277.38, pág. 35133; Collins, T. et al.. 2003, Activity, stability and flexibility in glycosidases adapted to extreme thermal environments.

J. Mol. Biol. Vol. 328, pág. 419; Van Petegem F. et al., 2002. Crystallization and preliminary X-ray analysis of a xylanase from the psychrophile Pseudoalteromonas haloplanktis. Acta Crystallogr. D. Biol. Crystallogr. Vol. 58 (Pt. 9), pág. 1494-6). Esta enzima es una enzima psicrófila típica y presenta una gran actividad catalítica a baja temperatura. No es homóloga de las xilanasas de la familia 10 u 11 pero presenta 20 a 30% de identidad con los miembros de la familia 8 de las gluclósido hidrolasas (anteriormente familia D), familia que comprende principalmente las endoglucanasas pero también las liquenasas y las quitosanasas. Además, una FingerPRINTScan contra PRINTS utilizando el programa de investigación InterPro Scan (Zdobnov y Apweiler,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de un producto panificado, comprendiendo dicho procedimiento la etapa de adición a la masa de dicho producto panificado de una composición mejorada mejoradora del pan que comprende por lo menos una enzima con actividad xilanolítica seleccionada de entre el grupo constituido por la familia 8 de las glucósido oxidasas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la enzima hidroliza con inversión de configuración.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la enzima es una xilanasa obtenida a partir de la cepa Pseudoalteromonas haloplanktis.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la cepa es la TAH3a de Pseudoalteromonas haloplanktis y la xilanasa obtenida presenta preferentemente la secuencia de aminoácidos de SEC ID nº: 7.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la enzima es una xilanasa obtenida a partir de la cepa Bacillus halodurans.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la cepa es la C-125 de Bacillus halodurans y la xilanasa obtenida presenta preferentemente la secuencia de aminoácidos de SEC ID nº: 8.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición mejoradora del pan se añade durante el mezclado de la masa.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición mejoradora del pan comprende además otro agente mejorador del pan que seleccionado de entre la lista constituida por otras enzimas, emulsionantes, oxidantes, leche en polvo, grasas, azúcares, aminoácidos, sales, proteínas (gluten, puntos de unión a la celulosa) o una mezcla de los mismos.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la otra enzima se selecciona de entre la lista constituida por alfa-amilasas, beta-amilasas, amilasas maltógenas, otras xilanasas, proteasas, glucosa oxidasas, óxido-reductasas, glucanasas, celusasas, transglutaminasas, isomerasas, lipasas, fosfolipasas, pectinasas o una mezcla de las mismas.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que la alfa-amilasa se obtiene preferentemente a partir de Aspergillus oryzae.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la enzima con actividad xilanolítica está presente como extracto celular, extracto exento de células o como proteína purificada.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la enzima con actividad xilanolítica se mezcla con otros ingredientes en forma de un polvo seco, de un granulado, o en forma de un líquido.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la enzima es mezclada con estabilizadores.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que los estabilizadores son seleccionados de entre el grupo constituido por polioles, azúcares, ácidos orgánicos y alcoholes de azúcar.

15. Procedimiento para aumentar el volumen de la barra de un producto panificado, que comprende la etapa de adición durante el mezclado de la masa de dicho producto panificado de una cantidad suficiente de una enzima con actividad xilanolítica seleccionada de entre el grupo constituido por las xilanasas de la familia 8 de la glucósido hidrolasas.

16. Procedimiento para aumentar el volumen de la barra de un producto panificado o para aumentar la profundidad del corte en la superficie de un producto panificado, que comprende la etapa de adición durante el mezclado de la masa de dicho producto panificado de una cantidad suficiente de una enzima con actividad xilanolítica seleccionada de entre el grupo constituido por las xilanasas de la familia 8 de la glucósido hidrolasa, de una glucósido hidrolasa de la familia 8 que hidroliza con inversión de configuración y/o una combinación de las mismas.

17. Composición mejoradora del pan para aumentar el volumen de la barra de un producto panificado o para aumentar la profundidad de corte en la superficie de un producto panificado, caracterizada porque comprende un agente de mejora del pan y por lo menos una enzima con actividad xilanolítica seleccionada de entre el grupo constituido por la familia 8 de las glucósido hidrolasas.

18. Composición mejoradora del pan según la reivindicación 17, en la que la enzima hidroliza con inversión de configuración.

19. Composición mejoradora del pan según la reivindicación 17 ó 18, en la que la enzima es una xilanasa obtenida a partir de la cepa Pseudoalteromonas haloplanktis.

5 20. Composición mejoradora del pan según la reivindicación 19, en la que la cepa es TAH3a de Pseudoalteromonas haloplanktis y la xilanasa obtenida presenta preferentemente la secuencia de aminoácidos de SEC ID nº: 7.

21. Composición mejoradora del pan según la reivindicación 17 ó 18, en la que la enzima es una xilanasa obtenida a

partir de la cepa Bacillus halodurans. 10

22. Composición mejoradora del pan según la reivindicación 21, en la que la cepa es C-125 de Bacillus halodurans y la xilanasa obtenida presenta preferentemente la secuencia de aminoácidos de SEC ID nº: 8.