Comunicación oral en Congreso. Año Córdoba, España VII Congreso Ciencia y Tecnología de los Alimentos

Transcripción

1 Influencia de la Actividad de la Pectinmetilesterasa sobre el Proceso de Degradación de la Pared Celular y la Regulación de la Biosíntesis de Metanol durante el Proceso de Maduración de la Aceituna (Olea europea L.) Abir Sadkaoui 1,2, Antonio Jiménez 1, Rafael Pacheco 2, Gabriel Beltrán 1 1 IFAPA Centro Venta del Llano. Junta de Andalucía. P.O. Box 50, Mengíbar, Jaén E-23620, Spain. 2 Department of Chemical, Environmental and Material Engineering. University of Jaén, Spain. Comunicación oral en Congreso. Año Córdoba, España VII Congreso Ciencia y Tecnología de los Alimentos Introducción y objetivos Durante el transcurso del proceso de maduración, los componentes de la pared celular del fruto experimentan notables variaciones estructurales que generan cambios en la textura (Seymour et Gross, 1996). Una de las modificaciones más notorias están relacionadas con la composición de las fracciones pécticas (Marin- Rodriguez, Orchard, & Seymour, 2002). Estas sustancias son sometidas a procesos de despolimerización que contribuyen al ablandamiento del tejido vegetal y afectan las características físicas de las aceitunas. Estos cambios físicos aumentan la capacidad de romper las estructuras celulares facilitando la liberación del aceite de oliva. El fenómeno de ablandamiento ocurre por la participación de las enzimas pectolíticas, entre otras, la pectinmetilestreasa (PME), que degrada la pectina y el ácido poligalacturónico presente en la pared celular (Imsabai et al., 2002) mediante la catálisis de la hidrolisis de los grupos estéricos metilo a partir de residuos galacturonosilos (Barnavon et al., 2001; Denes et al., 2000). El objetivo central de este estudio fue contribuir al conocimiento del fenómeno de ablandamiento enzimático de la aceituna mediante la cuantificación de la actividad enzimática de la PME y la posible influencia que éste puede tener sobre el metabolismo de biosíntesis de metanol y el contenido total de las sustancias pécticas durante el transcurso de maduración de la aceituna. Material y método: Material Vegetal. El trabajo se realizó durante la campaña 2012/2013.Se emplearon aceitunas de tres variedades de olivo españolas Arbequina, Picual y Hojiblanca procedentes de la finca experimental del centro IFAPA Venta del Llano, Mengíbar, Jaén. Medida de la actividad de la pectinmetilesterasa. La extracción enzimática fue realizada según la metodología establecida por Olías et al. (1993). La evaluación de la actividad de la enzima se determinó por el método de Klavons y Bennett (1986). Una unidad de actividad enzimática se define como la cantidad de enzima capaz de liberar 1 μmol de MeOH por minuto y por gramo de proteína. Contenido de pectina total. La fracción de pectina total se extrajo a partir de los sólidos insolubles al alcohol que fueron preparado según el método propuesto por Levi et al. (1988). La pectina se hidrolizó con ácido sulfúrico concentrado según el

2 método de Ahmed y Labavitch (1977). Posteriormente, el contenido de ácido galacturónico se determinó colorimétricamente según el método descrito por Blumenkrantz y Asboe-Hansen (1973). Contenido en metanol. El contenido de metóxilo se determinó por hidrólisis de los enlaces éster de la pectina con NaOH (Ng & Waldron, 1997). El metanol liberado se cuantificó según el método descrito Klavons y Bennett (1986). Firmeza. Este parámetro se determinó mediante la medida de consistencia del fruto a través la resistencia que éste presenta a la penetración utilizando un penetrómetro (Bertuzzi, model FT 327). Resultados Para las tres variedades estudiadas, se pudo constatar que la actividad de la PME tiende a aumentar hacia el estado inicio de maduración de la aceituna, para luego disminuir de forma gradual en los estados maduro y sobremaduro. En cuanto a la firmeza, se observó una diminución acusada de este parámetro en la misma fase en la PME fue más activa, indicando una estrecha correlación entre la firmeza y la actividad enzimática de la PME. La concentración en metanol y pectina total se correlacionaron con la actividad de la PME, indicando que las sustancias pécticas contribuyen significativamente a la actividad de la PME. Conclusiones En general, nuestros resultados muestran que la biosíntesis de metanol así como la degradación de la pared celular (pérdida de firmeza) están controladas por la actividad de las enzimas hidrolasas como PME. En efecto, esta enzima cataliza la hidrolisis de los esteresm metílicos de los ácidos poligalacturónicos liberando metanol al medio y convertiendo a las pectinas en ácidos pécticos.

3 Nombre y Apellidos: Abir Sadkaoui, Antonio JIMÉNEZ, Rafael PACHECO, Gabriel BELTRÁN Grupo de Investigación: AGR240 Olivicultura y Elaiotecnia Centro IFAPA VENTA DEL Llano Junta de Andalucía

4 ÍNDICE Introducción Objetivo Materiales Y Métodos Resultados Conclusión

5 MÉTODOS LA PARED CELULAR RESULTADOS CONCLUSION (35 %) (proteínas estructurales ) (1-8 %) (25 %) (25 %) Determinar la forma celular Otorgar la estabilidad mecánica Mantener la células unidas Modular el crecimiento celular Barrera ante el ataque de patógeno

6 MÉTODOS CAMBIOS DE LA PARED CELULAR DURANTE EL PROCESO DE MADURACIÓN DEL FRUTO Maduración del fruto RESULTADOS CONCLUSION Notables Variaciones estructurales de los componentes de la pared celular Textura: control de las características reológicas Facilitar la liberción del contenido vacuolar Efecto en el Rendimiento en aceite

7 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION PECTINMETILESTERASA PH óptimo: 6-8 Catalizador: NaCl El GM y la actividad de PME inversamente relacionados metanol DESESTERIFICACIÓN + Sustrato (Pectina) Enzima (PME) Ácido Péctico o Ácido poligalacturónico

8 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION Contribuir al conocimiento del fenómeno de ablandamiento enzimático de la aceituna mediante la cuantificación de la actividad enzimática de la PME y la posible influencia que éste puede tener sobre el metabolismo de biosíntesis de metanol y el contenido total de las sustancias pécticas durante el transcurso de maduración de la aceituna.

9 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION MATERIAL VEGETAL Y TOMA DE MUESTRAS Arbequina Picual Hojiblanca

10 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO EN MeOH Y PECTINAS TOTALES A PATIR DE LOS SIA Sólidos Insolubles al Alcohol: Levis et al. (1988) Pectina total: Extracción: Ahmed Lavabitch (1977) Cuantificación: Blumenkrantz and Asboe-Hansen (1973) modificado por Kinter and Van Buren (1982). Metanol: Extracción: Waldron and Selvendran (1990) Cuantificación: Klavons et Bennett (1986) Grado de metilación: moles de MeOH por 100 moles de ácidos galacturónico Firmeza: Penetrómetro Bertuzzi modelo F.T. 327 Actividad de la PME: Extracción: Olías et al. (1993) Cuantificación: Klavons y Bennett (1986)

11 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION EVOLUCIÓN DE LA ACTIVIDAD ESPECIFICA DE LA PME DURANTE LA MADURACIÓN DEL FRUTO

12 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION EVOLUCIÓN DEL CONTENIDO EN PECTINA TOTAL DURANTE LA MADURACIÓN DEL FRUTO

13 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION EVOLUCIÓN DEL CONTENIDO EN METANOL DURANTE LA MADURACÍÓN DEL FRUTO

14 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION EVOLUCIÓN DEL GRADO DE METILACIÓN DURANTE LA MADURACIÓN DEL FRUTO

15 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION EVOLUCIÓN DEL GRADO DE METILACIÓN Y DE LA FIRMEZA DURANTE LA MADURACIÓN DEL FRUTO FIRMEZA

16 MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSION Para las tres variedades estudiadas, la actividad de la PME tiende a aumentar al inicio de maduración de la aceituna, para luego disminuir de forma gradual en los estados maduro y sobremaduro. La concentración en metanol y pectina total se correlacionaron con la actividad de la PME, indicando que las sustancias pécticas contribuyen significativamente a la actividad de la PME. Se observó una diminución acusada de la firmeza y el grado de metilación en la misma fase en la que la PME fue más activa, indicando una estrecha correlación entre la firmeza y la actividad enzimática de la PME. La biosíntesis de metanol así como la degradación de la pared celular (pérdida de firmeza) están controladas por la actividad de las enzimas hidrolasas como la PME. Esta enzima cataliza la hidrolisis de los esteres metílicos de los ácidos poligalacturónicos liberando metanol al medio y convirtiendo a las pectinas en ácidos pécticos.

17

18 Abir SADKAOUI, Centro IFAPA Venta Del Llano Tel: Correo de contacto