Marți, 21 Noiembrie 2017 11:12

Cât de mult trebuie să ne temem de cisteină?

De ce folosim cisteina în panificație?

Unul dintre aditivii alimentari care fac obiectul controverselor actuale legate de inocuitatea alimentelor este L-cisteina și derivații acesteia (L-cisteina monohidrat, clorhidratul de cisteină etc). Aceștia sunt utilizați pe scară largă în industria de morărit și panificație pentru relaxarea rețelei glutenice în cazul făinurilor puternice, dar și pentru obținerea unor aluaturi cu proprietăți reologice optime în anumite tehnologii (de ex.: obținerea biscuiților, prepararea aluatului pentru foetaj etc). Efectele tehnologice ale adaosului de cisteină sunt vizibile în reducerea timpilor de frământare, dospire, precum și în îmbunătățirea volumului, densității și porozității miezului, respectiv a aromei produselor de panificație.

Bazele teoretice ale acțiunii cisteinei în aluat au fost puse de cercetările lui Sullivan şi colab. (1940) respectiv, Frater şi colab. (1960).  Mecanismele de acțiune descrise în aceste cercetări implică reducerea legăturilor disulfid (-S-S-) intramoleculare, împiedicându-le să participe la reacţiile de transformare sulfhidril-disulfid. Ca urmare, reţeaua glutenică se formează mai repede şi conţine un număr mai mic de legături intermoleculare.

Una dintre teorii consideră că cisteina, care conţine o grupare sulfhidril (-SH), desface punţile disulfidice din structura proteinelor glutenice. O a doua teorie consideră că cisteina interferează cu legăturile disulfidice, prin faptul că reacţionează cu radicalii sulfidici, rezultaţi în urma ruperii fizice a legăturilor S-S în timpul frământării, diminuând astfel refacerea lor.

 Reacţia este terminată în momentul în care unul dintre cei doi radicali formaţi în urma ruperii legăturilor disulfidice acceptă ionul de hidrogen de la molecula de cisteină, iar celălalt radical se leagă cu restul de cisteină rămas, conform mecanismului de mai jos:

R-S-S-R* + CYS-SH ® R-S-S-CYS + R*-SH

R-S-S-CYS + CYS-SH ® CYS-S-S-CYS + R-SH

În acest caz, se pot reface numai jumătate din legăturile disulfidice desfăcute. După Tsen, cisteina acţionează numai în timpul frământării şi nu acţionează în timpul dospirii.

Efectele adaosului de cisteină la făină sunt evidente, în accentuarea proprietăţilor legate de fluiditatea aluatului: scade capacitatea de a acumula energie, duritatea, rezistenţa la extensie şi creşte adezivitatea şi extensibilitatea acestuia.

 

De ce ne temem de cisteină?

 

Motivul pentru care cisteina a ajuns un aditiv, în jurul căruia s-a construit o întreagă literatură critică, se află în procedeele sale de obținere industrială. Sursa naturală de obținere, cea mai eficientă economic, o constituie proteinele de origine animală. Cisteina se obține în special, prin hidroliza keratinei din păr, piele și unghii. Această origine naște o multitudine de interpretări culturale care sensibilizează opinia publică. Dincolo de inadecvarea utilizării cisteinei în alimentele kosher sau halal, înțeleasă prin faptul că hrana are și o dimensiune spirituală, la care contribuie din plin originea ingredientelor ei, o întreagă literatură laică este revoltată de contaminarea intenționată a produselor de panificație cu un ingredient provenit de la “cadavre”. La baza succesului unor astfel de comentarii stă slaba pregătire științifică a consumatorilor, dar și inabilitatea autorităților în a combate falsele mituri despre hrana publică de pe urma producerii căreia, în fond, colectează o mulțime de taxe.

Hidroliza proteinelor implică desfacerea în condiții specifice a polimerilor proteici în unitățile lor componente, aminoacizii. Procesul convenţional de obţinere a cisteinei implică hidroliza acidă (HCl > 20 %) a keratinei la temperaturi mari (1000 C, timp de 6 ore) şi formarea de dimeri de cisteină (L, L – cistină). L, L-cistina este puţin solubilă şi poate fi precipitată uşor prin neutralizarea pH-ului. Ulterior, prin reducere electrolitică ea poate fi scindată la L-cisteină. Procesul are însă o serie de implicaţii asupra mediului înconjurător, destul de greu de gestionat. Pentru obţinerea unui kilogram de cisteină sunt necesari 27 de kilograme de acid clorhidric, cantităţi care presupun utilizarea unor mari resurse de apă. În comparaţie, metoda de biosinteză aplicată de Wacker Chemie, necesită doar 1 kilogram de acid clorhidric, pentru obţinerea unui kilogram de L – cisteină. În ciuda acestui fapt, L – cisteina obţinută pe cale fermentativă este mai scumpă decât cea convenţională şi este preferată în primul rând de industria farmaceutică şi cea cosmetică, industrii capabile să transfere aceste costuri la nivelul unor produse cu valoare adăugată mai mare decât industria alimentară.

Unul dintre factorii care determină interesul industriei farmaceutice pentru L – cisteina microbiană este şi teama, adânc înrădăcinată în psihologia consumatorilor, referitoare la riscurile implicate de consumul anumitor produse de origine animală, capabile să transmită maladii prionice de tipul bolii Creutzfeldt-Jakob (encefalopatia spongiformă). Experţii Comisiei Europene s-au aplecat asupra acestei probleme în anul 2000, la cererea unor organizaţii de producători din industria cosmetică. Aceștia solicitau modificarea  directivei 76/768/EEC  care interzicea folosirea de celule, ţesuturi sau produse de origine umană în fabricaţia cosmeticelor comercializate pe Piaţa Comună, astfel încât aminoacizii obţinuţi prin hidroliza acidă a keratinei să poată fi totuşi utilizaţi.

Concluzia experţilor a fost că aminoacizii obţinuţi prin hidroliza keratinei pot fi consideraţi siguri pentru consumul uman, atâta timp cât nu sunt contaminaţi cu alte materii care prezintă risc crescut de transmitere a encefalopatiei spongiforme umane (EST). Concluzia s-a bazat pe următoarele premise, care pot fi extrapolate şi produselor alimentare:

            - prionii asociaţi cu EST nu au fost identificaţi niciodată în păr;

            - procesul de obţinere implică o serie de condiţii de inactivare care permit reducerea numărului de unităţi infecţioase, la un nivel mai mic chiar decât cel agreat deja în legislaţia UE, în ceea ce priveşte procesul de fabricaţie a gelatinei alimentare (gelatina alimentară este obţinută din oase de animale, care conţin măduvă, material cu un risc ridicat de transmitere a bolii Creutzfeldt-Jakob);

            - condiţiile severe de hidroliză, în asociere cu testele obligatorii, privind lipsa de peptide la nivelul preparatelor pe bază de L – cisteină, pot garanta excluderea proteinelor prionice transmisibile din acestea.

 

(continuăm)

 

text: 

Ing. dr. Ciprian Nicolae Popa, R&D Manager Farinsan SA

Conf. Univ. dr. Tamba-Berehoiu Radiana-Maria, Facultatea de Biotehnologii,

USAMV București

 

Top
We use cookies to improve our website. By continuing to use this website, you are giving consent to cookies being used. More details…