Reflexiones sobre el Agua 2: El Agua y las Enzimas

 En todos los procesos fermentativos intervienen enzimas, ya sean intracelulares (dentro de los microorganismos que las generan, como las BAL) o extracelulares (como el Koji o A.oryzae).

La naturaleza de estos dos tipos de enzimas clasificados según su zona de actuación intra o extracelular explica las mecánicas fermentativas que seguimos los cocineros (véase el miso, que aprovecha la fase de generacíón de biomasa de un hongo filamentoso cuyo mecanismo de asimilación de nutrientes consiste en emitir enzimas extracelulares que fragmenten el sustrato, impidiendo entonces los seres humanos esta asimilación posterior y beneficiándonos de ello). Es importante aclarar que la mecánica fermentativa del koji, por tanto, es digestiva, mientras que la del kimchi (BAL), que analizaremos posteriormente, es de autoprotección y media dentro de la competencia interespecífica por el sustrato.

Arriba: koji de guisante verde. El koji es un hongo indispensable en la cultura japonesa, formando parte de la fabricación de alimentos como el miso o la salsa de soja.

Fuente: de mi propiedad.

Es importante analizar que un enzima es una proteína (formada por aminoácidos en su mayor parte) cuya especialidad es disminuir la energía necesaria para que se den ciertas reacciones químicas.

La mayoría son específicas (es decir, que el enzima está especialmente diseñado, o de forma más realista tiene mucha mayor afinidad a un tipo de molécula en concreto), hecho que se simboliza didácticamente en el famoso modelo llave-cerradura, donde un enzima específico cataliza una reacción a su vez específica.

Suele representarse como una campana de gaus, donde la “montaña” que representa en su altura la cantidad de energía necesaria en condiciones usuales para generar la reacción se ve disminuída gracias a la intervención de la enzima.

Arriba: campana de gaus representando la facilitación enzimática.

Fuente: Juan Manuel González Mañas - Página Personal (ehu.eus)

¿Por qué el agua acelera las reacciones enzimáticas? O mejor dicho, ¿qué le aporta a una enzima ejercer sus funciones en un medio acuoso?

La respuesta radica,muy resumidamente, en la termodinámica asociada al estado de ordenación del agua.

En un estado disociado enzima-sustrato, la entalpía del sistema es superior a la entropía (el orden supera al desorden). Sin embargo, cuando la enzima se une al sustrato, ocupa el agua ordenada que había en ese espacio. Ésto genera tensiones en la masa de agua, que significa energía que el enzima aprovecha a su favor para impulsar la reacción química.