Las pectinasas son un grupo de enzimas que descomponen la pectina , un polisacárido que se encuentra en las paredes celulares de las plantas , a través de reacciones de hidrólisis, transeliminación y desesterificación. [1] [2] Comúnmente conocidas como enzimas pécticas, incluyen pectoliasa , pectozima y poligalacturonasa , una de las pectinasas comerciales más estudiadas y ampliamente utilizadas . Es útil porque la pectina es la matriz gelatinosa que ayuda a cementar las células vegetales y en la que se incrustan otros componentes de la pared celular, como las fibrillas de celulosa. Por lo tanto, las enzimas pectinasas se utilizan comúnmente en procesos que involucran la degradación de materiales vegetales, como acelerar la extracción de jugo de fruta de la fruta , incluidas las manzanas y el zapote . Las pectinasas también se han utilizado en la producción de vino desde la década de 1960. [3] La función de la pectinasa en la elaboración de cerveza es doble, primero ayuda a descomponer el material vegetal (típicamente fruta) y, por lo tanto, ayuda a la extracción de sabores del puré. En segundo lugar, la presencia de pectina en el vino terminado provoca una turbiedad leve. Se utiliza pectinasa para descomponerla y aclarar el vino.
Las pectinasas se pueden extraer de hongos como el Aspergillus niger . El hongo produce estas enzimas para descomponer la lámina media de las plantas y así poder extraer nutrientes de los tejidos vegetales e insertar hifas fúngicas . Si se hierve la pectinasa, se desnaturaliza (se desdobla), lo que hace que sea más difícil conectarse con la pectina en el sitio activo y producir tanto jugo.
Las enzimas pectinasas que se utilizan hoy en día son producidas naturalmente por hongos y levaduras (50%), insectos, bacterias y microbios (35%) y varias plantas (15%), [4] pero no pueden ser sintetizadas por células animales o humanas. [5] En las plantas, las enzimas pectinasas hidrolizan la pectina que se encuentra en la pared celular, lo que permite que se produzcan nuevos crecimientos y cambios. De manera similar a su función en las plantas, las pectinasas descomponen la pectina durante la etapa de desarrollo de los hongos.
Las enzimas pectinasas se clasifican en función de cómo se produce su reacción enzimática con diversas sustancias pécticas (a través de transeliminación o hidrólisis), el sustrato preferido (pectina, ácido péctico u oligo-n-galacturonato) y si la escisión que se produce es aleatoria o terminal. [5] [6]
Las pectinasas despolimerizan la pectina a través de procesos de reacción de hidrólisis , transeliminación y desesterificación, rompiendo el enlace éster que mantiene unidos los grupos carboxilo y metilo en la pectina. [5]
La endopoligalacturonasa progresa a través de una reacción a lo largo de la siguiente vía: [7]
1,4-alfa-D-galacturonosil)n+m + H2O = (1,4-alfa-D-galacturonosil)n + (1,4-alfa-D-galacturonosil)m
Todas las estructuras de las enzimas pectinasas incluyen un cilindro dextrógiro con forma de prisma formado por siete a nueve hélices β paralelas. Las tres hélices β paralelas que crean la forma de prisma de la estructura se denominan PB1, PB2 y PB3, y PB1 y PB2 crean una hélice β antiparalela y PB3 se ubica perpendicularmente a PB2. Todos los sitios de unión del sustrato de las diversas esterasas, hidrolasas y liasas se encuentran en una hendidura externa de la estructura central de hélice β paralela entre los bucles que sobresalen de la estructura y PB1. [8]
Al igual que todas las enzimas , las pectinasas tienen una temperatura y un pH óptimos en los que son más activas. Por ejemplo, una pectinasa comercial puede activarse normalmente a una temperatura de entre 45 y 55 °C y funcionar bien a un pH de entre 3,0 y 6,5. [9]
Las enzimas pectinasas desempeñan diversas funciones tanto en la industria de los zumos de frutas como en la del vino. Se utilizan para la clarificación de los zumos de frutas y también aceleran la extracción del zumo de frutas mediante la licuefacción enzimática de la pulpa de la fruta. Además, las enzimas pectinasas ayudan a la formación de productos pulposos en la industria de los zumos de frutas. Las enzimas pectinasas se utilizan para extraer el zumo del puré . Esto se hace cuando la enzima pectinasa descompone el sustrato pectina y se extrae el zumo. La enzima pectinasa reduce la energía de activación necesaria para que se produzca el zumo y cataliza la reacción.
Las pectinasas son útiles en la industria del vino al extraer antocianina de la fruta, intensificando eficazmente el color del vino. [10] Las pectinasas también se pueden utilizar para extraer jugos de las paredes celulares de las células vegetales.
Las pectinasas también se utilizan para el enriado en la industria textil. [11] La adición de agentes quelantes o el pretratamiento del material vegetal con ácido mejoran el efecto de la enzima.