Una investigación centrada en el análisis de las proteasas cisteínicas, un tipo de enzimas presentes en plantas como la piña o ananá (Ananas comosus) y en una especie nativa llamada Bromelia serra, obtuvo resultados que abren nuevas posibilidades de aplicación en diversos campos, desde la producción de alimentos hasta el control de enfermedades en cultivos.
El trabajo formó parte de la Tesis Doctoral de la ingeniera agrónoma Melanie Gómez Herrera, con el asesoramiento y dirección de la doctora Paula Alayón Luaces (Facultad de Ciencias Agrarias, UNNE) y la co-dirección de la doctora María Victoria Avanza (IQUIBA NEA, CONICET-UNNE). Entre los hallazgos más destacados, se comprobó que las enzimas de Bromelia serra mantienen su actividad en un amplio rango de pH y son capaces de resistir altas temperaturas, lo que las hace particularmente interesantes para su uso industrial.
Además, el estudio reveló que las plantas de ananá, ante estrés hídrico (falta de agua), producen una mayor cantidad de estas enzimas, fenómeno que podría aprovecharse para optimizar su producción. Por otra parte, la investigación demostró que las enzimas de Bromelia serra tienen potencial para ser utilizadas en la elaboración de quesos, ofreciendo una alternativa vegetal al cuajo animal tradicionalmente empleado.
La importancia de este trabajo radica en la creciente demanda de enzimas proteolíticas -capaces de descomponer proteínas- en la industria, donde tienen múltiples aplicaciones, desde la mejora de alimentos hasta el desarrollo de productos farmacéuticos. La búsqueda de fuentes naturales y sostenibles de estas enzimas constituye un área de gran interés tanto para la ciencia como para el sector productivo.
Gómez Herrera planteó cuatro objetivos principales: analizar las enzimas presentes en las hojas de Bromelia serra en distintas estaciones del año; estudiar el comportamiento de las enzimas del ananá bajo condiciones de falta de agua; evaluar si estas enzimas pueden emplearse para controlar microorganismos que causan enfermedades en plantas, y examinar cómo las enzimas de Bromelia serra inciden en la coagulación de la leche de vaca.
Contexto de la investigación
Algunas plantas de la familia de las bromeliáceas, a la que pertenecen tanto el ananá como la Bromelia serra, producen proteasas cisteínicas en cantidades superiores a las que requieren para sus funciones vitales, lo que las convierte en excelentes candidatas para su aprovechamiento industrial.
Estudios previos ya habían demostrado que la bromelina, una enzima presente en el tallo del ananá, tiene diversos usos, desde el control de microorganismos que causan enfermedades en plantas hasta su aplicación en la industria alimentaria.Antes de este trabajo se sabía, además, que algunas plantas activan genes que producen más enzimas proteolíticas cuando sufren falta de agua. Este fenómeno se había observado en la especie modelo Arabidopsis thaliana, pero no se había estudiado en profundidad en el ananá.
Resultados del estudio
La investigación arrojó varios resultados significativos. En el caso de Bromelia serra, se comprobó que la cantidad de enzimas en sus hojas no varía significativamente a lo largo del año. Sin embargo, se logró aumentar su concentración mediante técnicas de laboratorio. Las enzimas extraídas mostraron actividad en un amplio rango de pH, con mayor eficacia en condiciones ácidas. También demostraron una notable resistencia al calor, manteniendo cerca de la mitad de su actividad incluso después de exponerse a temperaturas cercanas al punto de ebullición del agua durante una hora.
En cuanto al ananá, se confirmó que las plantas sometidas a estrés hídrico producen más enzimas, tanto en sus tallos como en sus hojas. Este hallazgo podría ser útil para optimizar la producción de estas enzimas en cultivos controlados. No obstante, y contrariamente a lo esperado, las enzimas estudiadas no mostraron efectividad para controlar los microorganismos causantes de enfermedades en las plantas, al menos en las especies analizadas.
Un resultado particularmente novedoso fue el descubrimiento de que las enzimas de Bromelia serra pueden coagular la leche de vaca. Aunque la eficacia observada fue baja, los investigadores señalaron que podría mejorarse incrementando la concentración de enzimas. Este hallazgo sienta las bases para futuros estudios sobre la producción de quesos con enzimas vegetales en lugar de cuajo animal, e incluso para el desarrollo de otros tipos de “quesos” elaborados con bebidas de origen vegetal (como las de legumbres ricas en proteínas, por ejemplo, el tofu).
Además, se descubrió que las enzimas de Bromelia serra pueden generar sustancias con propiedades antioxidantes al hidrolizar las proteínas de la leche, lo que abre la puerta a posibles aplicaciones en las industrias alimentaria y farmacéutica.
Beca Fulbright
Durante el desarrollo de su Tesis Doctoral, Melanie Gómez Herrera obtuvo una beca de estadía de investigación Fulbright en la Universidad de Hawái en Manoa (Oahu). La estancia, de tres meses, se realizó bajo la supervisión del doctor Robert Paull, referente internacional en el estudio del ananá y otros frutales, en colaboración con la empresa Dole.
Esta experiencia le permitió vincularse con investigadores de prestigio y con el sector productivo internacional. Actualmente, junto con el Dr. Paull, trabaja en el análisis de los datos obtenidos durante la estadía para su publicación en revistas científicas de alto impacto.
Como resultado de esta tesis, ya se publicó un artículo en una revista internacional y otro se encuentra en proceso de revisión para su publicación.
