Actividad Enzimatica Miel

ELEMENTOS DE CINETICA Y ACTIVIDAD DE ALGUNAS ENZIMAS DE LA MIEL DE Apis mellifera L.

GRUPO DE

INVESTIGACIONES

UNIVERSIDAD DEL TOLIMA

GUILLERMO SALAMANCA GROSSO* MONICA PATRICIA OSORIO TANGARIFE; NELSON RODRIGUEZ ARIAS *Grupo de Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades Fisicoquímicas de Alimentos Facultad de Ciencias Universidad del Tolima Ibagué Tolima Colombia Barrio Santa Helena Parte alta. Ibagué Tolima Colombia AA. 546. Telefax: +57 82 66 91 82. E E--mail: [email protected]

MELLITOPALINOLOGICAS Y PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DE ALIMENTOS

Introducción Una enzima (E) frente a un sustrato (S) puede reaccionar siempre y cuando se den las condiciones de especificidad, pH, temperatura y fuerza iónica. En la reacción se puede formar un complejo Enzima sustrato (ES) que se trasforma en el producto deseado con liberación de la enzima bajo condiciones de régimen estacionario. estacionario La reacción es de Pseudo primer orden, es decir es dependiente de [ES] y del valor de K2. El modelo es: K [E ][ S ] K2 K1 V= 2 E+S ES E+P K M + [S ] K -1

Figura 3. Origen botánico de la miel a partir de nectarios florales/ extraflorales

En la miel de A. mellifera, se destaca por su importancia las diastasas (α y β amilasas); las α-glucosidasas (sacarasa, invertasa), la glucosa oxidasa, la catalasa y la fosfatasa ácida, Belitz & Grosch (1997). Para el caso de la αGl Glucosidasa, id ell modelo d l de d acción ió es: G

OH

H O H

H

H

H

H

HO

OH

O

H

H OH

OH OH

O H

OH

OH

H

α-D-Glucopiranosil-α-D-Fructopiranosa (Sacarosa)

Figura 1. A) Efecto en la concentración de sustratos en función de la velocidad de reaccion. B). Estado estacionario en la cinética enzimática

E

ES

E ----G ----G

Invertasa H

OH

F

O H

H H OH

H

HO

OH H

G ----S ----S

La cinética de una reacción se evalúa siguiendo el modelo generalizado de Michaelis-Menten. Para una concentración inicial de sustrato (S) se determina su variación en el tiempo a una concentración de Enzima (E) constante. Se suele graficar [S] en función de la velocidad de reaccion (V). También: (1/V) Vs (1/S) y (V) Vs (V/S) conforme a los modelos Lineweaver-Burk y Eadie-Hofstee:

1 ⎛ K M ⎞⎛ 1 ⎞ 1 =⎜ ⎟⎜ ⎟ + V ⎝ Vmax ⎠⎜⎝ [S ] ⎟⎠ Vmax

N 1 2 3 4 5

V

Actividad enzimática en la miel La miel, miel es un producto natural elaborado por las abejas (Apis mellifera), que colecta el néctar u otros jugos dulces de las plantas vivas, que se acumulan en nectarios florales o extraflorales y a los que añaden sustancias propias de sus glándulas hipofaríngeas. La mezcla es modificada y madurada en los alvéolos del panal hasta alcanzar una humedad que oscila entre 17 y 21% además de glucosa y fructosa resultantes de la actividad enzimática. Las enzimas provenientes de las glándulas hipofaríngeas hidrolizan la sacarosa del néctar y la convierten en glucosa y fructosa. En el proceso de maduración se forman otros azucares minoritarios, Salamanca (2001). Las enzimas adicionadas al néctar y otros productos de la colmena son elaboradas por las glándulas hipofaríngeas de la abeja (Dadant, 1975).

H2O2

Enzima-FAD

β-D-Glucosa α-D-Gluconolactona Figura 5. Actividad de la enzima glucosa oxidasa de la miel. pH optimo 6.1 La glucosa puede ser oxidada a ácido glucónico principal ácido de la miel.

[S]

Figura 2. Representaciones de cinética Enzimática en los modelos de A). Lineweaver-Burk. B) Eadie-Hofstee

H

α-D-Fructopiranosa

Enzima-FAD Enzima-FADH2

B

V = Vmax− KM

OH OH

OH

O2

Enzima α-D-Glucosisa (Sacarasa) Diastasa ((α y β Amilasa)) Glucosaoxidasa Catalasa Fosfatasa ácida

Actividad* 7.50 – 10.0 16.0 – 24.0 80.8 – 210 0.00 – 86.8 5.07 – 13.4

*1: g de sacarosa hidroliza (100 g de miel) y h 40ºC, 2: g de almidón degradado/100 g de miel y hora 40ºC, 3: µg H2O2 formado/g de miel y h, 4: actividad catalítica/g miel, 5: mg de P/100 g de miel 24h. 104

1

102

0

a

1

-1

b Log k

A

H

HO

Figura 4. Actividad de la α-Glucosidasa: Hidrólisis de α-Glucosidos. Posee actividad transglucosidasa. KM Frentea la sacarosa: 0.030 mol l-1. pH de trabajo 5.8 - 6.5 se conocen de 7 a 18 isoenzimas. E:Enzima. S: Sacarosa. G:Glucosa. F: Fructosa.

a

τ (días)

Interpretación de los datos cinéticos

H

OH

α-D-Glucopiranosa

S

OH

O

H

+

-2

c

b 10-2

c

-3 10-4

-4 280

300

320

1/T 105

340

360

20

40

60

80

100

Temperatura (ºC)

Figura 6. A): Velocidad de inactivación de la invertasa (a), diastasa de la miel i l (b). (b) B): B) Vid Vida media di (τ)de ( )d llas actividades ti id d de d la l diastasa di t (a), ( ) invertasa i t (b) y glucosidasa (c) a distintas temperaturas. Referencias Belitz, H.; Grosch, W. (1997). Química de los alimentos. Editorial Acribia. Zaragoza. España. Dadant. (1975). La colmena y la abeja melífera. Editorial hemisferios sur. Buenos Aires. Argentina. Salamanca, G. (2001). Estudio analítico comparativo de las propiedades fisicoquímicas de mieles de A. mellifera de Boyacá y Tolima. Tesis doctoral. Universidad Politécnica de Valencia. España.