Origen
Las celulasas producidas por bacterias simbióticas se encuentran en rumiantes y, más recientemente, en algas verdes.
Las celulasas microbianas se pueden obtener a partir de fermentaciones fúngicas, generalmente utilizando Aspergillus niger y Trichoderma sp .
Función
La celulasa ayuda a minimizar los efectos negativos de la adición de salvado a las fórmulas de pan. A pesar de ser un componente nutricional muy valorado, el salvado impone desafíos tecnológicos adicionales a los panaderos, ya que altera mucho las estructuras de la espuma y limita la formación de redes de gluten.
Los siguientes atributos se pueden obtener al usar celulasa en el pan:
- Aumento del flujo de la bandeja a través de la liberación de agua libre
- Retención de gas superior para un resorte de horno y un volumen de producto óptimos
- Red de gluten más fuerte y continua para minimizar la coalescencia de burbujas de gas
- Estructura de celdas de gas más fina y uniforme en la miga
- Fuerte sinergia con la glucosa oxidasa (en este caso, la celulosa proporciona sustrato de glucosa a la enzima oxidante para mejorar la funcionalidad de fortalecimiento)
- Miga más suave y vida útil más larga en variedad de pan
- Color de corteza más oscuro y uniforme en panes bajos en fibra de azúcar
Hay 4 tipos principales de celulasa:
- Endoglucanasas
- celobiohidrolasa
- Exo-glucohidrolasa
- Β-glucosidasa
La siguiente tabla resume los aspectos clave de cada tipo de celulasa:
| Número CE | Reacción catalizada | Comentarios adicionales |
|---|---|---|
| 3.2.1.4 Enzima de endodivisión Endoglucanasa | Endohidrólisis aleatoria de enlaces β-(1,4)-D- y β-(1,3)-D-glucosídicos en celulosa ( glucano) cadenas poliméricas. Los productos incluyen glucosa, celobiosa y celodextrinas de varios tamaños. | Inactivo frente a celulosas cristalinas como el algodón. Puede hidrolizar celulosas amorfas (incluyendo regiones amorfas de celulosas cristalinas) y sustratos solubles como espesantes carboximetilcelulosa (CMC) e hidroximetilpropilcelulosa (HPMC). La actividad de la endoglucanasa produce una rápida disminución de la viscosidad y un fuerte aumento de los grupos reductores que luego pueden participar en las reacciones de Maillard. Su acción es bastante similar a la alfa-amilasa fúngica. |
| 3.2.1.91 Enzima de división exo | 1,4-β-D-glucano celobiohidrolasa Degrada la celulosa amorfa mediante la eliminación consecutiva de celobiosa de los extremos no reductores del sustrato de glucano. | En estado puro puede degradar la celulosa microcristalina. La tasa de aumento de los grupos reductores en relación con la disminución de la viscosidad es mucho mayor que para las endoglucanasas. Las endoglucanasas y las celobiohidrolasas actúan sinérgicamente en la hidrólisis de la celulosa cristalina. Su acción es bastante similar a la beta-amilasa de los cereales. |
| CE 3.2.1.74 Exo-glucohidrolasa | Hidroliza consecutivamente la eliminación de unidades de glucosa del extremo no reductor de las celodextrinas. | La tasa de hidrólisis disminuye a medida que disminuye la longitud de la cadena de la molécula de glucano. Su acción es bastante similar a la amiloglucosidasa (AMG). |
| 3.2.1.21 β-glucosidasa β-D-glucósido glucohidrolasa | Corta la celobiosa en 2 unidades de glucosa y elimina la glucosa del extremo no reductor de las celodextrinas pequeñas. | A diferencia de la exo-glucohidrolasa, la tasa de β-glucosidasa aumenta a medida que disminuye el tamaño de la cadena de glucano, siendo la celobiosa la que se hidroliza más rápidamente. Su acción es bastante similar a la combinación de maltasa y AMG. |
Producción comercial
La producción a gran escala de celulasa se basa en la fermentación y el procesamiento posterior utilizando biotecnología moderna.
El siguiente diagrama de bloques resume la producción comercial de celulasa:
Solicitud
La celulasa fúngica tiene un peso molecular de aproximadamente 63.000 Da, un pH óptimo de 5,5 a 6,0 y es estable durante 5 minutos a 100°C a pH 7. La enzima es inhibida por iones de metales pesados, por reactivos de sulfhidrilo, por oxidación y reducción. y por glucosa.
La actividad de la celulasa se puede determinar midiendo la tasa de grupos reductores liberados de la celulosa.
Regulación
Al igual que otras enzimas, las celulasas alimentarias son GRAS (generalmente reconocidas como seguras) y, a menudo, se consideran una ayuda para el procesamiento de alimentos en los EE. UU. La FDA regula su origen (food-compatible) y establece límites a su uso (si procede) en base a GMP.
