Uso de enzimas para procesar alimentos crece en el mundo

El uso de enzimas en la industria alimentaria ha aumentado en los últimos años, ya que constituye una proteína natural para mejorar la calidad, la eficiencia y la sostenibilidad de la producción alimentaria a nivel global.

De acuerdo con los expertos, las enzimas son proteínas naturales que catalizan reacciones químicas, y dentro del mundo de la alimentación, se utilizan para modificar o acelerar procesos como la fermentación, la cocción y la descomposición de los ingredientes.

Las enzimas, por su alta especificidad y modo de acción, y por producir la menor cantidad de reacciones y productos secundarios, es la elección más adecuada para procesar alimentos y obtener un producto final de calidad superior.

El hecho de ser biodegradables ha incrementado su uso como sustituto de algunas sustancias sintéticas y reactivos químicos en varios procesos.

Adicionalmente, los productores de alimentos perciben como ventaja el que con pequeñas cantidades de enzima se puedan catalizar grandes cantidades de sustrato.

Por otra parte, la sustitución de sustancias químicas por enzimas, ofrece a los fabricantes la posibilidad de cumplir con la necesidad creciente de que sus productos sean más seguros en su consumo y tengan la etiqueta de alimentos “limpios”.

La tecnología ha progresado enormemente, no obstante, aún se mantienen prácticas originales de acondicionamiento enzimático en diversas partes del mundo para la elaboración de quesos, vinos, pan y productos fermentados.

Crecimiento del mercado

Los analistas estiman que este sector, principalmente para usos en lácteos, panificación y bebidas, se estará desarrollando en los próximos años.

En el mercado de lácteos, la categoría más importante de enzimas son las que se utilizan para la producción de quesos y la remoción de lactosa; sector en el que se esperan “ganancias moderadas”.

Mientras que, se espera incremento en el consumo, por arriba del promedio, de las enzimas para panificación y para el procesamiento de grasas y de aceites.

Especialistas de MarketsandMarkets estima que el mercado global de enzimas tendrá un valor de 14 mil millones de dólares en 2024 y se espera que crezca hasta los 20 mil 400 millones de dólares para 2029, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 7.8 por ciento.

El impulso de este crecimiento se debe principalmente al aumento en la demanda de alimentos procesados, generado por cambios en los hábitos de consumo y estilos de vida. Esto ha llevado a un mayor uso de enzimas para mejorar características como la calidad, la textura y la duración de estos productos.

Un ejemplo es el lanzamiento de una solución enzimática que reduce la necesidad de usar huevos en productos de repostería, permitiendo que los fabricantes europeos opten por huevos de corral o orgánicos sin incrementar los costos.

Otro caso reciente ha sido el desarrollo y comercialización de enzimas lácteas de origen no animal.

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Uso de enzimas en alimentos y bebidas

En la industria de los alimentos y bebidas, los fabricantes utilizan enzimas como una alternativa 'natural' para mejorar la eficiencia en la producción, la calidad y la consistencia del alimento.

Por ejemplo, se utilizan directamente como auxiliares de proceso como en el caso de la quimosina para la producción de queso; o indirectamente, como el de pectinasas para clarificar jugos de frutas.

Las enzimas también pueden añadirse a los alimentos procesados para realzar ciertas características o como modificadores del sabor.

Entre las enzimas de uso más difundido pueden mencionarse las enzimas del cuajo (fuente natural de la quimosina), preparaciones modificadas de la quimosina, lactasas en el procesamiento de lácteos; en panificación, son ampliamente utilizadas amilasas, lipasas y xilanasas.

Otras enzimas y usos importantes incluyen: las proteasas, en procesamiento de cárnicos, pescado y otros materiales con alto contenido en proteína; las pectinasas, en productos de frutas y vegetales; las lipasas, en la extracción de aceites de semillas), y enzimas como la alfa-amilasa, beta-amilasa y glucoamilasa, para la producción de bebidas alcohólicas.

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Actividad proteolítica

Existe otro aspecto de la actividad enzimática intracelular que puede considerarse como no benéfica y que debe ser controlada adecuadamente.

La actividad proteolítica puede ser útil en el procesamiento de fiambres o en la masa de panificación, pero esta debe ser manejada estrictamente, como también deben controlarse los cambios autolíticos en el caso de vegetales congelados.

La rancidez oxidativa y lipolítica en alimentos que contienen grasa, también es un proceso indeseable. La oxidación puede dar lugar a cambios en el color y sabor, inducidos por polifenol-oxidasas de los vegetales o de las frutas.

Estas son actividades enzimáticas que el tecnólogo trata de eliminar, frecuentemente, mediante desnaturalización térmica.

En general las enzimas se utilizan para la transformación de biopolímeros con miras a reducir tamaños moleculares, lo que en alimentos se traduce en mayor palatabilidad, sabor, apariencia, textura.

Por otra parte, cubren una función en el ahorro de tiempos y costos de proceso, en el aprovechamiento mejorado de las materias primas y subproductos, así como en la generación de desechos más amigables para el medio ambiente.

Proteína, un nutriente básico

Las proteínas son fundamentales en la nutrición humana, pero su papel como ingredientes funcionales en alimentos se vuelve relevante como factor para tener la aceptación del consumidor.

Las proteínas tienen propiedades fisicoquímicas que determinan su función como ingredientes en la formulación de alimentos, ya sea dentro del proceso, en el almacenamiento y en su consumo, a las que se denomina colectivamente propiedades funcionales.

En este contexto, las enzimas contribuyen a mejorar el valor nutricional de los alimentos, reducir el uso de agua, minimizar los residuos químicos y disminuir la generación de subproductos, lo que representa un riesgo mínimo tanto para la salud humana como para el medio ambiente.

Debido a sus beneficios, las enzimas se consideran opciones rentables, seguras y amigables con el entorno.

Por otra parte, el consumidor ha cambiado sus tendencias y hábitos, llevándolo a buscar productos más saludables, energéticos y amigables para el ambiente.

Como consecuencia de ello, se han incrementado las aplicaciones novedosas de proteínas modificadas enzimáticamente.

Algunos ejemplos de usos son en la elaboración de snacks o barras energéticas, bebidas para deportistas, preparación de sustitutos de huevo en panadería, en fórmulas para infantes, entre otros productos alimenticios.

La variedad de productos y tipos de presentación de los productos alimentarios dependerá de propiedades funcionales específicas, como, por ejemplo, la capacidad de formar geles de alta o baja viscosidad.

Las proteínas industrializadas, en general, son procesadas bajo condiciones extremas de temperatura, fuerzas de corte o acidez, que provocan la pérdida o detrimento de sus propiedades funcionales.

Esas proteínas “maltratadas”, sometidas a una hidrólisis controlada, pueden recuperar sus funcionalidades y convertirse en ingredientes útiles.

Nuevos desarrollos

El uso de proteasas en aplicaciones tan diversas, como las descritas antes, ha impulsado la investigación y desarrollo de actividades hidrolíticas de nuevas fuentes, destacando, en particular el caso de las fitoproteasas.

Son conocidas en el mercado la papaína (endoproteasa cisteínica de la papaya) y la bromelaína (endoproteasa cisteínica obtenida de la piña), enzimas de uso industrial muy difundido, principalmente como ablandadores de carne, en la mejora de la funcionalidad de proteínas como la soya (solubilidad, capacidades emulsionante, de formación de espuma y de retención de agua); en el acondicionamiento de gluten en productos de pastelería; o bien, para resaltar el sabor umami en pollo procesado.

Además de mejorar la funcionalidad de los hidrolizados, se ha demostrado que la hidrólisis enzimática es útil para producir péptidos de bajo peso molecular, que son absorbidos en el intestino sin ser digeridos en el estómago y que presentan un menor efecto alergénico.

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Las tendencias actuales en el desarrollo de productos funcionales o nutracéuticos, con la incorporación de la tecnología enzimática, de nuevas especificidades enzimáticas, abre el abanico existente de ingredientes activos que cuyo uso confiere valor agregado al producto alimentario final.

Así, por ejemplo, la actual demanda por comidas regionales o étnicas, es una oportunidad económicamente atractiva como campo para la innovación en el procesamiento enzimático de proteínas y de otros biopolímeros que provengan de fuentes subutilizadas, de bajo costo o cuyo desecho esté causando problemas ambientales.

Entre ellos, productos subutilizados como la piel de la papa, afrecho del arroz, suero de queso, suero de soya, desechos de pesquería, harinas residuales del procesamiento de semillas oleaginosas, gluten del trigo, por mencionar algunas.

Aplicaciones como las mencionadas antes, justifican el interés actual en la búsqueda y desarrollo de nuevas fuentes de proteasas industriales, siendo particularmente interesante los casos que están surgiendo a partir de fuentes vegetales.

Actualmente, se informa constantemente de nuevas alternativas de enzimas proteolíticas cisteínicas, con propiedades o modos de acción novedosos, potencialmente útiles en el procesamiento de materiales de interés alimentario.

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