El pardeamiento enzimático es una reacción química oxidativa catalizada por la polifenol oxidasa (PPO) que ocurre cuando las frutas y verduras se cortan, magullan o dañan de otro modo. Si bien es deseable en algunos productos como el té negro, el café y las pasas, generalmente no es deseable en productos frescos cortados, lo que provoca decoloración, sabores desagradables y una menor aceptación por parte del consumidor.

La reacción catalizada por PPO

La polifenol oxidasa (EC 1.14.18.1) es una enzima que contiene cobre ubicada en los plastidios de las células vegetales. Cuando la compartimentación celular se altera al cortar o pelar, la PPO entra en contacto con sustratos fenólicos de la vacuola. La enzima cataliza la hidroxilación de monofenoles a o-difenoles (actividad cresolasa) y la posterior oxidación de o-difenoles a o-quinonas (actividad catecolasa). Los sustratos comunes incluyen tirosina, catecol, ácido clorogénico, ácido cafeico y catequina.

Formación de melanina

Las o-quinonas altamente reactivas producidas por PPO se someten a una polimerización no enzimática para formar pigmentos marrones, negros o rojos llamados colectivamente melaninas. Estos polímeros complejos también reaccionan con aminoácidos y proteínas, modificando aún más el color y afectando potencialmente la calidad nutricional. La velocidad y el grado de oscurecimiento dependen de la concentración y el tipo de sustratos fenólicos, el nivel de actividad de la PPO y las condiciones ambientales.

Dorado enzimático versus no enzimático

Es importante distinguir el pardeamiento enzimático del no enzimático. El pardeamiento enzimático requiere enzima PPO activa y oxígeno molecular, ocurre a temperaturas moderadas y típicamente es rápido cuando se daña el tejido. El pardeamiento no enzimático incluye la reacción de Maillard, que requiere azúcares reductores y compuestos amino a temperaturas elevadas, y la caramelización, que implica la pirólisis del azúcar a altas temperaturas.

Métodos de inhibición

Se emplean varias estrategias para controlar el pardeamiento enzimático. El tratamiento térmico (blanqueo) desnaturaliza la PPO, proporcionando una inhibición permanente, aunque también puede provocar cambios indeseables en la textura y el sabor. La acidificación a un pH inferior a 4,0 reduce significativamente la actividad de la PPO, razón por la cual se utiliza jugo de limón o ácido cítrico para evitar que la fruta cortada se oscurezca. Los agentes reductores como el ácido ascórbico (vitamina C) y el dióxido de azufre (o sus sales) reducen las o-quinonas a o-difenoles, interrumpiendo eficazmente la formación de pigmentos. Los agentes quelantes como el EDTA y el ácido cítrico se unen al cofactor de cobre necesario para la actividad de la PPO. El cloruro de sodio y el cloruro de calcio también presentan efectos inhibidores. La exclusión de oxígeno mediante el envasado al vacío o los recubrimientos comestibles proporciona una barrera física contra el oscurecimiento.

Aplicaciones en productos frescos cortados

La industria de frutas y hortalizas recién cortadas depende de una combinación de estos métodos para mantener la calidad del producto. Los productos comerciales suelen utilizar una mezcla de ácido ascórbico, ácido cítrico y sales de calcio como tratamiento de inmersión. El envasado en atmósfera modificada con niveles reducidos de oxígeno retrasa aún más el dorado. La selección de cultivares con menor actividad de PPO o contenido fenólico reducido es un enfoque genético para el control del pardeamiento. A diferencia de la reacción de Maillard, el pardeamiento enzimático requiere polifenol oxidasa activa y se puede controlar mediante el escaldado para desnaturalizar la enzima. El contenido de proteínas influye en la disponibilidad de sustrato para las reacciones de pardeamiento.