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TEMA – ENZIMAS, VITAMINAS Y ADITIVOS
CONCEPTO Y CARACTERÍSTICAS DE LOS ENZIMAS
Los catalizadores son compuestos químicos de distinta naturaleza que facilitan y aceleran las
reacciones químicas. Las enzimas son sustancias presentes en los seres vivos que catalizan las
reacciones químicas, es decir, que facilitan y aceleran las reacciones químicas, haciendo posible
muchas reacciones químicas que no se producirían a la temperatura de los seres vivos, mientras que los
catalizadores no biológicos suelen necesitar mayores temperaturas. Las enzimas, al catalizar las reacciones
químicas en los seres vivos, se llaman también biocatalizadores.
Las enzimas cumplen las dos características de todos los catalizadores:
- Son sustancias que, incluso en cantidades muy pequeñas, aceleran la reacción. Es decir, no es que
se obtenga más producto, sino que gracias a ellas, se consigue la misma cantidad pero en menos
tiempo.
- Actúan mediante su presencia, no se consumen en la reacción y al finalizar esta quedan libres
pudiendo utilizarse de nuevo, por eso se necesitan en pequeñas cantidades.
Además, a diferencia de los catalizadores no biológicos, las enzimas tienen otras características:
Son muy específicas, por lo que actúan (sólo reconocen) a un sustrato concreto (o un reducido
número de sustratos muy similares) y realiza un solo tipo de reacción química, por ejemplo la sacarasa
es un enzima que hidroliza (rompe al añadir agua) la sacarosa dando glucosa y fructosa, no puede
hacer otra reacción química que no sea la hidrólisis, ni actúa sobre ningún otro sustrato que no sea la
sacarosa (no puede hidrolizar ningún otro disacárido como la lactosa).
Actúan a temperatura ambiente, la del ser vivo.
Son muy activas, algunas aumentan la velocidad de la reacción más de un millón de veces, muy
superior a los catalizadores no biológicos.
Generalmente las enzimas son proteínas, aunque excepcionalmente existen algunas moléculas de
ARN con función catalítica y se llaman ribozimas. Los enzimas suelen nombrarse con el sufijo –asa,
por ejemplo los siguientes enzimas digestivos: la lactasa es el enzima que hidroliza la lactosa, la
amilasa hidroliza el almidón, la lipasa hidroliza las grasas…
ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
El mecanismo de acción de la enzima es unirse a uno o varios sustrato/s (molécula/s que van a
reaccionar) por un lugar de la enzima llamado centro activo y el sustrato/s se/son transforman/ados en
producto/s (molécula/s que se obtienen tras la reacción).
La unión del sustrato/s con la enzima forma el llamado complejo enzima-sustrato (para que se unan
los sustratos al centro activo, debe haber un reconocimiento relacionado con la forma y el volumen, de
ahí que sean tan específicos los enzimas sobre el sustrato), cuando se produce esta unión se facilita que
se produzcan modificaciones químicas en los sustratos. Tras estas modificaciones los sustratos se
transforman en otras sustancias, los productos. Una vez producida la acción enzimática, el complejo
enzima-sustrato (complejo E-S) se desintegra quedando libre por un lado el enzima, el cual podrá
volver a ser utilizado de nuevo y, por otro lado el sustrato pero ya convertido en producto.
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Con la actividad enzimática (unión de enzima y sustrato/s, formación del complejo enzimasustrato, modificaciones químicas en el/los sustrato/s y liberación de el/los producto/s) la enzima
acelera la velocidad de la reacción química y al finalizar la enzima no se ha alterado o modificado, por
lo que puede seguir funcionando continuamente (por eso se dice que los enzimas son eficientes).
Cofactores enzimáticos
No todos los enzimas están formados únicamente por aminoácidos (proteínas) sino que la mayoría
de ellos para funcionar necesitan estar unidos a una sustancia no proteica, esta sustancia se denomina
cofactor. Tanto la parte proteica como el cofactor son inactivos por sí mismos, han de estar unidas
para que la enzima sea activa. Un mismo cofactor puede ser constituyente de diferentes enzimas.
El cofactor puede ser de distinta naturaleza:
- Pueden ser cationes metálicos como: Fe++, Mg2+, Cu2+ etc. Ejemplo la citocromo oxidasa que tiene como
cofactor un átomo de hierro y uno de cobre.
- Pueden ser moléculas orgánicas complejas, en este caso se denominan:
• Coenzimas si se unen débilmente y de forma temporal al enzima, algunos de ellos tienen en
su composición una vitamina.
• Grupo prostético si se unen mediante enlaces covalente y de forma permanente al enzima.
Ejercicio: ¿Por qué la carencia de vitaminas y minerales no permite el normal funcionamiento del
cuerpo?
Inhibidores enzimáticos
Son sustancias que se unen al enzima y disminuyen o incluso
impiden su actividad. Estas sustancias pueden ser de distintos
tipos: iones, moléculas orgánicas y a veces el producto final de la
reacción. A la acción que realizan se la denomina inhibición.
La inhibición y los inhibidores pueden ser de dos tipos:
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- Inhibidores irreversibles o Inhibición irreversible: Cuando el inhibidor se une al enzima con
enlaces covalentes (estables y fuertes) de forma permanente, por lo que el enzima nunca más podrá ejercer
su función. A estos inhibidores se les denomina venenos y a la inhibición que realizan se la denomina
envenenamiento del enzima. Ejemplo de inhibidores irreversibles son: la penicilina que inhibe las enzimas
que sintetizan la pared bacteriana, el ión cianuro actúa sobre la citocromo oxidasa (enzima respiratorio)
deteniendo la cadena de transporte de electrones, pesticidas, determinados medicamentos (además de la penicilina
ya vista)...
- Inhibidores reversibles o Inhibición reversible: El inhibidor se une al enzima de forma
temporal mediante enlaces débiles e impide el normal funcionamiento del mismo, pero no la inutiliza
permanentemente, pues cuando se separe del enzima, el enzima podrá seguir funcionando. Puede ser
de dos tipos:
RADICALES LIBRES
Son sustancias altamente reactivas que les falta un electrón y entonces le roban el electrón a otro
átomo o molécula del cuerpo que lo pierde, convirtiéndose en otro radical libre que buscará a otra
sustancia para robarle un electrón y así sucesivamente originando una reacción en cadena dañando a
los componentes de la célula, incluyendo lípidos, proteínas y ADN.
Estos radicales libres se forman en nuestro cuerpo por el oxígeno que respiramos, pero se puede
aumentar todavía más la formación de radicales libres con el estrés, contaminación, drogas, tabaco,
grasas trans, exceso de ejercicio…
Nuestro cuerpo neutraliza los radicales libres gracias a antioxidantes creados en nuestro cuerpo y a
los antioxidantes obtenidos en la dieta, por ejemplo algunas sales minerales como el zinc y las
vitaminas A, C y E son antioxidantes. Los alimentos que contienen más antioxidantes son las frutas y
las verduras.
Cuando los radicales libres están en mucha cantidad, superando a la cantidad de antioxidantes que
lo pueden neutralizar se dice que hay estrés oxidativo (en química, perder electrones es oxidarse). El
estrés oxidativo aparece en muchas enfermedades como la aterosclerosis, sensibilidad química
múltiple y Alzheimer y también aumenta con el envejecimiento.
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VITAMINAS
El termino vitamina significa "aminas necesarias para la vida" fue utilizado por primera vez en 1912 por el bioquímico Funk, debido
a que la primera que se describió la B1 tenia un grupo amino, hoy se sigue utilizando aunque se sabe que no todas tienen grupo amino.
Son compuestos orgánicos de composición variada, que son indispensables en cantidades muy
pequeñas (mg o µg diarios) para el correcto funcionamiento del organismo.
Son sintetizadas por vegetales y microorganismos pero no por los animales salvo algunas excepciones
(aves sintetizan vitamina C), por ello tenemos que tomarlas obligatoriamente en la dieta, bien como tales
vitaminas o en forma de provitaminas (sustancias precursoras que en el organismo se transforman en
vitaminas), por ejemplo el β-caroteno es un pigmento rojo-anaranjado presente en zanahorias,
tomates... que actúa de provitamina, ya que nuestro organismo puede sintetizar vitamina A a partir del
β-caroteno. Es necesario llevar una dieta variada para obtener todas las vitaminas que necesitamos, ya
que no todos los alimentos tienen las mismas vitaminas ni en la misma cantidad.
Algunas actúan como coenzimas o forman parte de ellas, y otras intervienen en funciones
especializadas. Se destruyen fácilmente por el calor, la luz, las variaciones de pH, el almacenamiento
prolongado, etc.
Tanto su déficit como su exceso originan trastornos metabólicos más o menos graves para el
organismo. Estas alteraciones pueden ser de tres tipos:
- Avitaminosis: Se produce por la ausencia total de una vitamina.
- Hipovitaminosis: Se origina por el déficit de alguna vitamina.
Estas dos alteraciones dan lugar a las llamadas enfermedades carenciales, que pueden resultar
mortales.
- Hipervitaminosis: Se produce cuando hay exceso de alguna vitamina, en el caso de las vitaminas
liposolubles A y D puede resultar tóxico por su dificultad para ser eliminadas.
Atendiendo a su solubilidad las vitaminas se dividen en dos grupos:
- Vitaminas liposolubles: Son de naturaleza lipídica, y por lo tanto, no son solubles en agua. Se
pueden almacenar junto con las grasas, por lo que es muy rara la hipovitaminosis, aunque es más
probable la hipervitaminosis. Alguna como la A y D si se toman en exceso pueden resultar toxicas, puesto que al no
disolverse en agua no se eliminan por la orina. No actúan como coenzimas. Son las vitaminas: vitamina A o
retinol necesaria para la vista, la vitamina D o calciferol necesaria para los huesos, la vitamina K o
filoquinona necesaria para la coagulación sanguínea y la vitamina E o tocoferol que es un potente
antioxidante.
- Vitaminas hidrosolubles: Son de naturaleza polar y por lo tanto solubles en agua, lo que permite
eliminar el exceso fácilmente por la orina (es muy rara la hipervitaminosis), aunque es necesario
ingerirlas diariamente debido a que no se pueden almacenar fácilmente, lo que hace más probable la
hipovitaminosis. Son la vitamina C o ácido ascórbico y las vitaminas del complejo B. las vitaminas
del complejo vitamínico B actúan como coenzimas o forman parte de ellos. Las vitaminas del
complejo B son: la vitamina B1 o tiamina, la vitamina B2 o riboflavina, la vitamina B3 o niacina o
nicotinamida, la vitamina B5 o ácido pantoténico, la vitamina B6 o piridoxina, la vitamina B8 o
biotina, la vitamina B9 o ácido fólico y la vitamina B12 o cianocobalamina.
¿Por qué es muy aconsejable tomar alimentos crudos?
¿Por qué se aconseja aprovechar el caldo de los guisos o usar poco agua en guisos para no tirar el
exceso?
¿Influye la forma de cocinar en la calidad nutritiva del alimento?
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FUNCIONES DE CADA VITAMINA
A) LIPOSOLUBLES:
- Vitamina A o retinol o antixeroftálmica: es necesaria para el correcto funcionamiento de la vista.
Su falta produce dos enfermedades: ceguera nocturna y xeroftalmía (córnea opaca y conjuntiva del ojo
reseca). Muy importante en el mantenimiento de piel y mucosas. Es recomendable en personas propensas a sufrir
infecciones respiratorias, problemas oculares y piel reseca y áspera.
- Vitamina D o calciferol o antirraquítica: su falta produce osteoporosis en adultos (huesos débiles
y porosos) y raquitismo en niños (malformaciones óseas y huesos frágiles). Ambas son enfermedades
por falta de minerales en el hueso ya que la vitamina D es necesaria para la absorción intestinal de
calcio (sin calcio no se pueden formar los minerales del hueso: fosfato cálcico y carbonato cálcico). Es
la única vitamina que los humanos podemos sintetizar y esto sucede bajo la piel y gracias a la luz
ultravioleta (hace falta tomar el sol para fabricarla).
- Vitamina K o filoquinona o antihemorrágica: es necesaria para la coagulación de la sangre. Su
carencia produce hemorragias.
- Vitamina E o tocoferol o antiesterilidad: es un potente antioxidante. Su carencia produce
esterilidad, anemia y distrofia muscular ya que es necesaria para la formación de espermatozoides, glóbulos rojos y
tejidos.
B) HIDROSOLUBLES:
- Vitamina C o ácido ascórbico o antiescorbuto: es antioxidante, previene resfriados y su falta
produce escorbuto (encías sangrantes, hinchazón, caída de dientes). Indispensable para la formación de
colágeno (proteína presente en casi todos los tejidos y necesaria para la cicatrización de heridas).
- Vitaminas del complejo B: son muy importantes para el normal funcionamiento del metabolismo
porque actúan como coenzimas del metabolismo de glúcidos, lípidos y proteínas (son vitaminas necesarias
para que funcionen las enzimas que producen las reacciones químicas en los glúcidos, lípidos y proteínas), por lo tanto,
son indispensables para la producción de energía. Las vitaminas del complejo B también son
necesarias para el correcto funcionamiento del sistema nervioso. Destacamos:
 Vitamina B1 o tiamina o antiberibérica: su ausencia produce el beriberi (bajo rendimiento
intelectual, degeneración de neuronas, calambres, debilidad muscular e inflamación del corazón). Esta vitamina eleva el
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estado de ánimo y ayuda contra la depresión, irritabilidad, pérdida de memoria, pérdida de concentración, agotamiento…
 Vitamina B2 o riboflavina
 Vitamina B3 o niacina o nicotinamida o vitamina PP (preventivo de la pelagra): su
deficiencia provoca la pelagra conocida como enfermedad de las 3 D: dermatitis, diarrea, demencia.
 Vitamina B5 o ácido pantoténico: es necesaria para la producción de hormonas antiestrés, degradación
de ácidos grasos, formación de anticuerpos y detoxificación de sustancias tóxicas. Su carencia provoca falta de atención,
alergias, bajo rendimiento energético y apatía.
 Vitamina B6 o piridoxina: su déficit produce depresión, convulsiones, alteraciones de la piel, mareos,
náuseas, piedras en el riñón, anemia…
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 Vitamina B8 o biotina: es necesaria para el crecimiento, el buen funcionamiento de la piel y desarrollo de
las glándulas sexuales. Su carencia produce depresión, dolores musculares, anemia, náuseas…
 Vitamina B9 o ácido fólico
 Vitamina B12 o cianocobalamina: su falta produce anemia perniciosa, desarreglos menstruales y
degeneración nerviosa.
ADITIVOS ALIMENTARIOS
Son sustancias que se añaden a los alimentos con el fin de mejorar sus características (sabor, forma,
textura, color…). La UE no considera los aromas como aditivos. Los aditivos autorizados en la UE se
clasifican con la letra E seguida de 3 o 4 números. Todos estos aditivos se suponen “seguros” si se
utilizan en las dosis adecuadas, a pesar de que algunos de estos aditivos son nocivos. Aunque algunos
son claramente nocivos para la salud, son aceptados al considerar que los beneficios que se obtienen al
añadirlos a los alimentos son superiores a los riesgos que se corren por no añadirlos (ecuación
riesgo/beneficio). Por ejemplo los nitratos y nitritos se han comprobado que son cancerígenos pero si
no se añadieran a los alimentos enlatados, se corre el riesgo de que se pudiera desarrollar una bacteria
que produce el botulismo (enfermedad muy grave).
Hay también aditivos prohibidos que se usan de manera fraudulenta, por ejemplo el ácido bórico ue
se utiliza para evitar el ennegrecimiento de las cabezas de las gambas. Los aditivos sintéticos suelen
ser peores para la salud que los naturales, pero hay excepciones ya que algunos naturales producen
alergias y muchos sintéticos se consideran inocuos.
TIPOS DE ADITIVOS
- Colorantes (E-100-199): su función es atraernos por el color (mejorarlo). Conviene conocer el
más utilizado para la paella: la tartracina (E-102) de color amarillo que provoca alergias e
hiperactividad en niños, además no se debe tomar con la aspirina. Otros muy conocidos y de origen
natural son las clorofilas (colorantes verdes E-140 y 141), los carotenos (rojo E-160), azafrán…
- Conservantes (E-200-299): protegen contra la proliferación de microorganismos, por lo que
aumentan el periodo de vida del producto. Los más desaconsejados son los nitritos y nitratos (E-249252) y los sulfitos (E-221-228). Los nitritos y nitratos son cancerígenos y los sulfitos destruyen la
vitamina B1, provocando déficit de esta vitamina.
- Antioxidantes (E-300-399): la oxidación de las grasas es la forma de deterioro de los alimentos
más importante después de las alteraciones producidas por los microorganismos. Con la oxidación
aparecen olores y sabores a rancio, se altera el color y la textura y disminuye su valor nutritivo al
perderse algunas vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados. Además los productos formados en la
oxidación pueden resultar nocivos para la salud. Antioxidantes conocidos son el ácido ascórbico
(vitamina C: E-300-304) y el tocoferol (vitamina E: E-306-309). Los peores son el BHA (E-320) y el BHT
(E-321) que son cancerígenos.
- Varios (E-400-599): estabilizantes, emulgentes, espesantes, antiapelmazantes, correctores de
pH, gelificantes… Los estabilizadores sirven para mantener el aspecto original de los alimentos recien
hechos, evitando la formación de grietas, cristales… Los antiapelmazantes se utilizan en alimentos en
polvo para que no se compacten como la sal, harina….
- Potenciadotes del sabor (E-600-699): muchos compuestos sintéticos imitan los sabores
naturales y otros mejoran el sabor de los alimentos sin aportar su propio sabor como el glutamato
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monosódico (E-621) muy utilizado en alimentos precocinados, caldos, salsas y en restaurantes de
comida china, produce alergias y obesidad (aumenta hasta un 40% el apetito).
- Edulcorantes (E-900-999): Para endulzar los alimentos, excesivamente utilizados en la
actualidad (ya casi no te encuentras zumos para niños sin edulcorantes) por estar de moda los alimentos bajos en
calorías y alimentos para diabéticos, ya que no aportan calorías (o muy pocas). Han tenido cierta
polémica por las dudas de sus efectos a largo plazo, por lo que se enfocan desde la perspectiva del
balance riesgo/beneficio, ya que la disminución de azúcares (los edulcorantes son los sustitutos del
azúcar) es beneficiosa para el sistema cardiovascular y para los diabéticos. Destacar el aspartamo E951 que es uno de los aditivos alimentarios más estudiados y con muchas controversias.
Ejercicio: ver el video en youtube sobre el aspartamo y contesta a las preguntas sobre el video (ver
en Internet Aspartame: Sweet Misery - A Poisoned World (sub español) son 7 partes, cada una de
unos 12 minutos).
Ejercicio: Con lo aprendido en todos los temas de nutrición vistos hasta ahora, dí las
principales recomendaciones que obtienes de todo lo aprendido (consejos que te darías a ti
mismo o a la gente, a ser posible fáciles de seguir y de entender por todos).
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