Lipoxigenaza in panificatie

Lipoxigenaza este o dioxigenază care catalizează oxidarea acizilor graşi polinesaturaţi (cum sunt acizii linoleic, linolenic şi arahidonic) la hidroperoxizi. Enzima acţionează asupra configuraţiei cis a acestor acizi, configuraţia trans nefiind afectată. De asemenea, ca substrat al enzimei pot servi şi gliceridele sau esterii metilici ai acestor acizi.

Principalele efecte ale lipoxigenazei în panificaţie sunt prezentate în tabelul alăturat.

Shiiba şi colab (1991) au constatat că făinurile din grâu, suplimentate cu lipoxigenază purificată, conţin un număr mai mic de grupări -SH şi un număr mai mare de legături -S-S-, faţă de făina martor. Această creştere este atribuită oxidării grupărilor SH de către lipoxigenază. S-a mai constatat totodată, că pâinea obţinută a avut un volum mai mare decât martorul şi un miez mai alb.

Efectul lipoxigenazei în panificaţie

(Banu şi alţii, 2000) 

Cea mai bogată şi studiată sursă de lipoxigenază o constituie boabele de soia, deşi Axelford (1974) a recenzat cca 38 de surse pentru această enzimă. În cazul majorităţii surselor studiate enzima a fost identificată sub forma mai multor izoenzime, care diferă între ele prin pH-ul optim de acţiune, capacitatea de albire, specificitate de substrat, produşi rezultaţi etc (Hyder şi colab., 1974).

Acţiunea enzimei asupra reologiei aluatului se referă la creşterea capacităţii acestuia de a rezista la frământare excesivă, în speţă la creşterea stabilităţii acestuia. Pe această observaţie s-a elaborat ulterior ipoteza că mecanismul de acţiune al lipoxigenazei are la bază procese de oxidare. Daniels şi colab (1974), Kieffer şi Grosch (1980), Hoseney şi colab (1980) au constatat că timpul de relaxare a aluatului creşte prin adaosul de lipoxigenază de soia. Efectul apare în prezenţa lipidelor libere şi a oxigenului, lipsind în făina degresată. Ca rezultat, se obţine o pâine cu volum mai bun şi cu o rată de învechire mai redusă (Frazier, 1979).

Adiţia de peroxizi lipidici în aluat nu determină efecte semnificative asupra reologiei acestuia, iar adaosul de acid nordihidroguaiaretic care este antioxidant, reduce accentuat formarea peroxizilor, dar nu afectează efectele reologice ale lipoxigenazei. Ca urmare, s-a concluzionat că nu peroxizii lipidici sunt agenţi activi ai îmbunătăţirii proprietăţilor vâscoelastice ale aluatului, ci este implicat un mecanism de oxidare cuplată (Frazier şi colab.,1979). Fără a fi elucidat în întregime, se consideră că mecanismul de oxidare a grupărilor sulfhidril din aluat de către lipoxigenază, aparţine nu peroxizilor lipidici, ci radicalilor liberi ai acizilor graşi polinesaturaţi.

Mecanismul prin care sunt oxidaţi pigmenţii în prezenţa lipoxigenazei nu este pe deplin cunoscut. Kias şi colab. (1969) au arătat că activitatea de albire variază pentru diferite izoenzime şi că totodată, lipoxigenaze de origine diferită, au ca substrat preferenţial, pigmenţi diferiţi (de exemplu, spre deosebire de lipoxigenaza din soia sau bob, lipoxigenaza grâului este o caroten-oxidază slabă).

Majoritatea mecanismelor propuse pentru explicarea proceselor de albire implică disocierea complexului enzimă-radical al acidului gras. Unii autori (Grosch şi colab, 1977) susţin că radicalul peroxidic este reactiv în activitatea de albire, în timp ce alţii (Veldnik şi colab, 1977) susţin că în urma disocierii se produce radicalul neoxigenat al acidului gras, care apoi atacă pigmenţii.

În afară de caroten, lipoxigenaza determină distrugerea parţială a tocoferolilor, dar nu afectează vitaminele B1 şi B2, probabil datorită caracterului lor hidrofil.

Lipoxigenaza acţionează în aluat alături de alte sisteme oxidoreducătoare, între care sunt posibile interacţiuni. Catalaza şi peroxidaza, deşi mai puţin puternice decât lipoxigenaza sunt capabile să catalizeze acelaşi tip de reacţii ale lipidelor nesaturate. Pe de altă parte, catalaza descompune apa oxigenată, care este un puternic inhibitor al lipoxigenazei.

Donatorul de oxigen al reacţiei catalizate de peroxidază este foarte adesea un compus polifenolic, fiind un potenţial inhibitor al lipoxigenazei.

Polifenoloxidaza concurează pentru oxigen lipoxigenaza. iar radicalii formaţi în urma reacţiei lipoxigenazei au o afinitate mai mare pentru oxidarea acidului ascorbic decât pentru pigmenţi, motiv pentru care acidul ascorbic este considerat un inhibitor al albirii făinii. Este posibil de asemenea, ca oxidarea acidului ascorbic la acid dehidroascorbic, să fie o reacţie concurentă pentru oxigen cu reacţia catalizată de lipoxigenază. Interrelaţiile dintre diversele sisteme oxidoreducătoare din aluat sunt prezentate în figura 15.

Cea mai utilizată sursă de lipoxigenază în panificaţie este reprezentată de făina de soia, folosită în proporţie de 0,5 – 1 % în aluat. Atunci când se utilizează făină degresată, este recomandat ca lipsa lipidelor substrat pentru enzimă să fie compensată prin adaosul de ulei la aluat.