INVESTIGADORES
MORATA vilma ines
congresos y reuniones científicas
Título:
Versatilidad de las enzimas microbianas. Selección de pectinasas más apropiadas para vinificación
Autor/es:
MORATA DE AMBROSINI, VILMA INÉS
Lugar:
Mendoza
Reunión:
Congreso; XII Jornadas Argentinas de Microbiología. I Jornada Conjunta de Microbiología, Infectología y Alergia e Inmunología de Cuyo. III Jornadas Mendocinas de Zoonosis. Asociación Argentina de Microbiología.; 2006
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Microbiología
Resumen:
Versatilidad de las enzimas microbianas. Selección de pectinasas más apropiadas para vinificación. En el proceso de vinificación, un proceso natural, tan noble, exquisito y fascinante, donde la naturaleza se luce actuando mediante enzimas y microorganismos Poesía...... Muchas de las reacciones bioquímicas que participan en el proceso de vinificación deben ser confiadas a la naturaleza, aún en la actualidad, pero la ciencia ha mejorado algunas de ellas, especialmente aportando levaduras seleccionadas y preparados enzimáticos que, puestos en manos de quienes elaboran vinos, permiten optimizar los resultados. Uso de pectinasas en Vinificación Los preparados enzimáticos  empleados en vinificación son las enzimas pectolíticas. Estas van a desempeñar una doble función en el proceso : nLiberación del contenido celular de la baya de uva. Las enzimas pectolíticas utilizadas durante la maceración en vinificación en tinto, facilitan la liberación del contenido celular de la baya de uva. Luego comienza la extracción de los antocianos libres y de otros compuestos fácilmente extraíbles y oxidables. El objetivo de este tratamiento es la obtención de vinos con más color, más rico en compuestos fenólicos e igualmente más fáciles de clarificar y filtrar (Palacios y col., 1996). El SO2 favorece esta extracción. La primera acción de la enzima es disgregar la pulpa y facilitar el acceso a la cara interna del hollejo. Esto se traduce en una mejor extracción del hollejo y difusión hacia su interior, obteniéndose mayor rendimiento en mosto y más compuestos interesantes para la calidad del vino, adquiriendo estos elementos desde el principio de la fermentación alcohólica. La acción de la enzima modifica el estado físico de la estructura del hollejo. Por tanto la extracción sucesiva en fase alcohólica se facilita. Seguidamente comienza la extracción de los taninos agresivos (Ribéreau-Gayón, 1982). n Clarificación del producto. Industrialmente se las utiliza para la clarificación de jugos de frutas, debido a que  las pectinas por ser polímeros de gran tamaño, actúan como coloides generando turbidez en el medio en que se encuentran dispersas. Sustancias pécticas La estructura básica  integrada por moléculas del ác. D-galacturónicounidas por enlaces glucosídicos µ-D- 1,4, algunos carboxilos pueden estar esterificados con metilos. Asociadas a celulosa+ y hemicelulosa estructurando las paredes de las uvas. Ácidos pectínicos: parte de sus carboxilos esterificados. Ácidos pécticos: sólo contienen moléculas de ácido sin esterrificar. Polímeros de alto peso molecular que confieren turbidez al encontrarse dispersas en un medio líquido, esto es deseable en jugo de narnja, pero muy indeseable en el vino. Mejoramiento de la herramienta pectinolítica para vinificación: Además de las mejoras a lograr en la producción de enzimas que incluyen una buena cepa productora, GRAS, estimular su producción, condiciones para la óptima producción. nProducción nacional. nAcorde a nuestras condiciones de vinificación. Temperature is one of the most important parameters for the development of alcoholic fermentation, since it can affect both the kinetics of the process (duration and rate of fermentation) and the final quality of the wine (production of secondary metabolites) (Lafon-Lafourcade, 1983; Fleet and Heard, 1993). Winemakers´ interest in fermenting at low temperatures, 10-15ºC, is currently increasing since the enhancement of the production and retention of flavour volatiles can improve the wine aromatic profile (Killian and Ough, 1979; Kunkee, 1984). These low temperatures, however, can easily cause sluggish or stuck fermentations. Existe un gran interés en conducir la vinficación en un rango de temperaturas de 10-15ºC porque se ve incrementada la producción y la retención de compuestos volátiles que contribuyen al ?flavour? (aroma y sabor) mejorando el perfil aromático de los vinos. Esto requiere la selección de levaduras especiales y también enzimas activas en ese rango de temperatura. Aquí contamos con lo que anunciamos en el título con la versatilidad de las enzimas En los últimos años se ha intensificado la investigación y el desarrollo de distintas enzimas activas a baja temperatura (cold-active enzyme) no sólo para la vinificación, sino también para otros procesos biotecnológicos A modo de ejemplo vamos a citar a un trabajo paradigmático desarrollado en amilasas, cuyos autores fueron Un grupo de investigadores  investigadores : Chessa,  D?Amico, Gerday y Féller, de la Universisdad de Liege en Bélgica, Estos investigadores, luego de analizar los sistemas enzimáticos en diferentes hábitat de la tierra, especialmente lo que sucede en regiones alpinas, polares y en las aguas de mar, ambientes fríos de tanta extensión sobre la superficie terrestre. Allí viven organismos psicrofilos, adaptados a estas condiciones restrictivas,  sobreviviendo a reducción de sus velocidades de reacción,. Lo lograan con sus cold-enzymes , estaas tienen cambios en su etructura con los efectos consecuentes en la estabilidad y la flexibilidad de las proteínas. Esto mismo en un ambiente natural genera enzimas más lábiles. El incremento en el número de estructuras tridimensionales (3D) de enzimas psicrofílicas demuestra que los residuos presentes en el sitio activo involucrados en el mecanismo de reacción son estrictamente conservadas entre enzimaas homólogaas adaptadas a diferentes temperaturas, indicando que la reaacción basic no se ve modificada . Se proponen como cambios paraa lograr actividad en frío: 1)   una mayor accesibilidad para que el sitio activo tome contacto con el sustrato. 2)   mejorar el potencial electrostático de la superficie de la proteína con el propósito de dirigir el sustrato hacia el sitio activo. µ-Amilasas  Se hace un estudio en  las tres variantes naturales de esta enzima: tres homólogos estructurale: activaa a baja, activa a moderadaa y activa a altas temperaturas. Cold active: menor estabilidad estructurala                      Menor energía libre de activación (DG) para la inactivación oppor calor y para desnaturalización irreversible             Mayor plasticidad conformacional Menor Ea para la reacción Todo esto permite una alta eficiencia catalítica a bajas temperaturas Vesatilidad de las enzimas, antecedentes, ejemplos de otras cold enzimes, tomando el ejemplo paradigmático de Gerday Ingeniería de enzimas Subtilisina Tomamos especialmente en cuenta las adaptación a bajas temperaturas en vinificación Porqué vinificación a bajas temperaturas? En cuanto a la fermentación propiamente dicha podemos decir que la temperatura es uno de los parámetros de mayor importancia para el desarrollo de la fermentación alcohólica puesto que puede afectar la cinética del proceso (duración y velocidad de la fermentación) además de afectar la calidad final del vino por producción de metabolitos secundarios (Lafon-Lafourcade, 1983; Fleet y Heard, 1993). Existe un interés en conducir la fermentación a bajas temperaturas, 10-15ºC, puesto que aumenta la producción y retención de compuestos volátiles de  "flavour" (aroma-sabor) y esto mejora su perfil aromático (Killian and Ough, 1979; Kunkee, 1984). Estas bajas temperaturas, sin embargo, pueden ser causa de fermentaciones lentas o paradas en la fermentación (Ingledew y Kunkee, 1985; Ayestaran y col., 1995). Pectinasas de baja temperatura Capacidad extractiva de pigmentos