Poligalacturonasa
1. Identidad y clasificación química
Nomenclatura y clasificación enzimática
La poligalacturonasa es una pectinasa — una enzima que degrada la pectina hidrolizando los enlaces O-glucosídicos en la red de poligalacturonano de la pectina, dando lugar a residuos de ácido α-1,4-poligalacturónico. La forma principal y mejor caracterizada es la endo-poligalacturonasa. El nombre sistemático de la endo-poligalacturonasa es (1→4)-α-d-galacturonano glicanohidrolasa, y está clasificada bajo el número de la Comisión de Enzimas EC 3.2.1.15. Esta enzima también puede denominarse poligalacturonasa pectina despolimerasa, pectinasa, endopoligalacturonasa, pectolasa, pectina hidrolasa, pectina poligalacturonasa, poli-alfa-1,4-galacturonuro glicanohidrolasa, endogalacturonasa, endo-D-galacturonasa o poli(1,4-alfa-D-galacturonuro) glicanohidrolasa.
Las poligalacturonasas se clasifican, a su vez, en endopoligalacturonasa (EC 3.2.1.15) y exopoligalacturonasa (EC 3.2.1.67), que hidrolizan los enlaces glucosídicos α-(1,4) internos y externos de la pectina, respectivamente. Dentro de la clasificación más amplia de las enzimas pectinolíticas, las pectinasas se clasifican en poligalacturonasa, pectina liasa y pectina esterasa según su modo de acción. La pectina liasa (EC 4.2.2.10) rompe los enlaces glucosídicos α-(1,4) mediante transeliminación, mientras que la pectina esterasa (EC 3.1.1.11) cataliza la hidrólisis del grupo metilo para producir pectina y metanol.
Propiedades físicas y bioquímicas
En los tejidos en los que se caracterizó, la enzima fue óptimamente activa a un pH de 4.5 a 5.0. La enzima purificada de Aspergillus niger tiene un pH óptimo de 4.0 y estabilidad en el intervalo de pH de 3.0 a 11.0. El peso molecular de la endo-poligalacturonasa reportado en papaya fue de 164,000 Da. El perfil de SDS-PAGE de las pectinasas de Aspergillus niger mostró que el peso molecular de las proteínas presentes en diferentes preparaciones de pectinasa varió de 34 a 42 kDa, lo que refleja la gama de formas producidas según el organismo de origen y el método de preparación. La actividad de PG aislada de fruto de tomate maduro se debe a la presencia de tres isoformas de PG estructural e inmunológicamente relacionadas: PG1, PG2A y PG2B.
Sustrato: pectina y la pared celular vegetal
La pectina es un polisacárido complejo de alto peso molecular ubicado en la lámina media y en la pared celular primaria de las plantas, y es un constituyente importante de los cereales, las verduras, las frutas y las fibras. En la naturaleza existe una mezcla de sustancias pécticas, clasificadas según los tipos de modificaciones en la cadena principal de la pectina. La porción lineal principal de la pectina es el homogalacturonano, un polímero de ácido galacturónico unido por enlaces α1,4, que está parcialmente esterificado. La porción ramificada presenta cadenas laterales formadas principalmente por azúcares como ramnosa, galactosa, arabinosa y xilosa.
La pectina es uno de los tres polisacáridos presentes en la pared celular vegetal, y desempeña un papel en el mantenimiento de la barrera entre el ambiente interno y externo, además de aportar resistencia a las paredes celulares de la planta. En concreto, la pectina de la lámina media mantiene unidas a las células vecinas.
2. Fuentes naturales
Fuentes vegetales
Las poligalacturonasas se encuentran en bacterias, hongos, plantas y animales. En el reino vegetal, la actividad de la poligalacturonasa está fuertemente asociada con la maduración y el ablandamiento de los frutos. Se ha implicado a la poligalacturonasa (PG) en el ablandamiento de muchos frutos, como tomates, duraznos, peras, aguacates y mangos.
Se ha aislado endo-PG de mango, papaya, durazno, pera, pimiento y sandía. Aunque los tomates son el ejemplo por excelencia de alta actividad de PG, esta enzima también es muy activa en la maduración del aguacate y el durazno. Las enzimas PG del durazno —dos exo-PG y una endo-PG— se activan cuando el fruto ya está blando.
Un cambio bioquímico en la maduración de la fruta es la despolimerización y solubilización de las poliuronidas de la pared celular por la enzima degradadora de la pared celular inducida por la maduración, la poligalacturonasa (PG). La actividad de PG aumenta drásticamente durante la maduración de muchos frutos, incluido el tomate, y es la principal actividad enzimática responsable de la degradación de las poliuronidas de la pared celular durante la maduración del fruto.
Fuentes microbianas
La producción industrial de enzimas pectinolíticas microbianas se realiza principalmente mediante hongos filamentosos, especialmente Aspergillus niger. En la literatura, la producción de pectinasas se lleva a cabo ampliamente con Aspergillus niger, que es el principal productor de pectinasas comerciales y se considera de estatus GRAS (generalmente reconocido como seguro), lo que permite la utilización de sus metabolitos en la industria alimentaria. Además, los metabolitos obtenidos de A. sojae y A. oryzae también se consideran de estatus GRAS.
Se han evaluado diversas otras cepas microbianas como organismos de producción en las evaluaciones de seguridad de la EFSA, incluyendo Aspergillus tubingensis cepa MUCL 55013 (Soufflet Biotechnologies), Trichoderma reesei cepa RF6197 (AB Enzymes GmbH) y Talaromyces cellulolyticus cepa NITE BP-03478 (Meiji Seika Pharma Co., Ltd.). La cáscara de naranja se ha identificado como el sustrato que permite la mayor producción de pectinasa por A. niger.
La producción microbiana de enzimas pectinolíticas puede lograrse mediante fermentación en estado sólido (FES) o fermentación sumergida (FSm), en las que se pueden usar células fúngicas libres o inmovilizadas.
3. Uso tradicional e histórico
La poligalacturonasa en sí misma no fue aislada ni denominada directamente en los remedios antiguos; su actividad natural se aprovechaba mediante el uso de frutas ricas en pectina y extractos vegetales fermentados en la medicina tradicional. Culturas desde Asia hasta Europa utilizaban cueros de fruta, mermeladas y decocciones herbales, a menudo beneficiándose sin saberlo de la degradación enzimática de la pectina, lo que favorecía la salud digestiva y mejoraba la biodisponibilidad de nutrientes. Desde el punto de vista medicinal, se prescribían comúnmente preparados herbales con contenido de pectina para calmar molestias digestivas, regular las evacuaciones intestinales y promover la salud intestinal.
Una nota importante sobre el contexto histórico: si bien el uso farmacológico de materiales vegetales ricos en pectina tiene una larga historia en múltiples culturas, la enzima poligalacturonasa como compuesto discreto e identificado no formaba parte de ese marco histórico. Su bioquímica se caracterizó únicamente mediante la investigación científica moderna. Las afirmaciones sobre el uso tradicional, cuando aparecen en la literatura, se refieren a la actividad incidental de la enzima dentro de preparados botánicos y no a la suplementación intencional con poligalacturonasa aislada.
La historia moderna de la poligalacturonasa como herramienta comercial deliberada comienza en la industria del procesamiento de alimentos. Históricamente, la poligalacturonasa se ha utilizado ampliamente en la industria alimentaria, particularmente en la clarificación de jugos de fruta y la mejora de la textura en diversos alimentos procesados. Aproximadamente el 25% de las enzimas vendidas en el mercado mundial de la industria alimentaria son pectinasas, siendo la aplicación industrial predominante la clarificación de jugos y vinos. La clarificación se logra promoviendo la hidrólisis de la pectina y la solubilización de polisacáridos, lo que reduce la viscosidad y favorece la aglomeración de partículas sólidas en suspensión, las cuales pueden eliminarse después mediante filtración o centrifugación.
El uso de la poligalacturonasa en suplementos dietéticos y preparados botánicos es un desarrollo más reciente. En los tiempos modernos, la poligalacturonasa se incorpora cada vez más en productos nutricionales y combinaciones herbales. Su uso junto con otras enzimas, como la celulasa y la amilasa, mejora la degradación de ingredientes de origen vegetal, permitiendo una liberación y absorción más eficaces de fitoquímicos y nutrientes.
4. Constituyentes clave y mecanismos de acción
Modo de acción enzimático
La despolimerización llevada a cabo mediante el uso de poligalacturonasas implica la hidrólisis de los enlaces glucosídicos α-1,4 entre unidades de ácido D-galacturónico en la cadena principal de ácido poligalacturónico no esterificado.
Las exo- y endo-poligalacturonasas utilizan modos de acción hidrolítica diferentes. Las endo-poligalacturonasas hidrolizan de manera aleatoria a lo largo de la red de poligalacturonano, dando lugar a oligogalacturónidos. Las exo-poligalacturonasas hidrolizan en el extremo no reductor del polímero, generando el monosacárido ácido galacturónico.
La tasa de hidrólisis depende de la longitud de la cadena de polisacárido. Se asocian tasas de hidrólisis bajas con cadenas muy cortas (por ejemplo, ácido digalacturónico) y cadenas muy largas. El tamaño del sustrato tiene un efecto sobre la actividad enzimática. En general, la tasa de hidrólisis y la afinidad por el sustrato aumentan a medida que aumenta el grado de polimerización (DP). Sin embargo, en la mayoría de los casos, los valores más altos de Vmáx y los más bajos de Km se observan con sustratos de tamaño intermedio.
Interacción con la pectina metilesterasa
La acción de la pectinesterasa facilita la posterior actividad despolimerizante de las poligalacturonasas hacia la degradación de la pectina y facilita el procesamiento adicional de los materiales, es decir, facilita la extracción, la maceración, la filtración y la clarificación. Esta sinergia es importante tanto en el procesamiento de alimentos como en las formulaciones de suplementos que incluyen complejos de enzimas mixtas.
Producción de oligogalacturónidos
Entre las enzimas implicadas en la hidrólisis de la pectina, las pectinasas, en particular las poligalacturonasas, desempeñan un papel crucial en la hidrólisis controlada de los polisacáridos de la pared celular, lo que conduce a la formación de oligogalacturónidos (OG). Estos fragmentos derivados de la pectina actúan como elicitores clave de las respuestas de defensa de las plantas, estimulando la inmunidad innata y mejorando la resistencia a los patógenos al modular la expresión de genes implicados en las respuestas inmunitarias e inducir la producción de compuestos de defensa. La producción de OG también es de interés desde una perspectiva nutricional, ya que estos fragmentos de cadena corta pueden interactuar con el entorno gastrointestinal.
Proteínas inhibidoras de poligalacturonasa (PGIP)
Se conocen inhibidores proteicos de la actividad de la endo-PG. Se ha demostrado que las proteínas inhibidoras de poligalacturonasa (PGIP), aisladas de las paredes celulares de diversas fuentes de plantas superiores, se unen a las poligalacturonasas de hongos, reduciendo así en gran medida su actividad. Este mecanismo regulador natural es relevante al considerar la actividad de la poligalacturonasa suplementaria en presencia de material vegetal intacto.
Mecanismo de disrupción de la pared celular y liberación de nutrientes
La extracción asistida por enzimas emplea celulasa y pectinasa para liberar fitoquímicos ligados de matrices de polisacáridos complejas, tal como lo demuestra el tratamiento con β-glucosidasa, que mejora el rendimiento de agliconas bioactivas a partir de isoflavonas de soya. Las celulasas y pectinasas degradan las matrices de fibra vegetal, facilitando la liberación de flavonoides y glucósidos. Esto sustenta la justificación para incluir poligalacturonasa en preparados de extractos herbales y suplementos enzimáticos digestivos de amplio espectro.
5. Preparaciones comerciales y formas de dosificación
En forma de suplemento, la pectinasa —que incluye la poligalacturonasa— generalmente se obtiene mediante fermentación fúngica o bacteriana, comúnmente a partir de Aspergillus niger. Estas enzimas incluyen la poligalacturonasa, la pectina liasa y la pectina esterasa, todas las cuales ayudan a degradar las sustancias pécticas en moléculas más simples, como el ácido galacturónico. Desde el punto de vista medicinal, la pectinasa suele incluirse en fórmulas de enzimas digestivas, particularmente aquellas dirigidas a mejorar la degradación de alimentos vegetales ricos en fibra.
Las pectinasas comerciales utilizadas en la industria alimentaria normalmente contienen una mezcla de enzimas que degradan compuestos pécticos; que tradicionalmente incluye PG (poligalacturonasa), PL (pectina liasa) y PME (pectina metilesterasa). La misma convención de multienzimas suele aplicarse a los productos de suplementos dietéticos. Rara vez se vende la poligalacturonasa como una enzima única aislada en el mercado de suplementos; casi siempre se encuentra como un componente dentro de mezclas enzimáticas más amplias.
Para la fabricación de alimentos, la endo-poligalacturonasa está destinada a utilizarse en cinco procesos de fabricación de alimentos: procesamiento de frutas y verduras para la producción de jugos, procesamiento de frutas y verduras para productos distintos de jugos, producción de vino y vinagre de vino, producción de extractos vegetales como preparados aromatizantes, y desmucilaginado del café. Estos mismos procesos generan las preparaciones enzimáticas disponibles comercialmente que posteriormente pueden incorporarse a formulaciones de suplementos.
Dosis reportadas en evaluaciones de seguridad
Los datos de dosificación en humanos específicamente para la poligalacturonasa como suplemento dietético no están establecidos en la literatura clínica revisada por pares. La información sobre dosificación proviene principalmente de evaluaciones toxicológicas de seguridad realizadas por la EFSA para usos en el procesamiento de alimentos, medidas en sólidos orgánicos totales (TOS):
- Para el procesamiento de frutas y verduras para la producción de jugos, el procesamiento de frutas y verduras para productos distintos de jugos, y la producción de vino, se estimó que la exposición dietética a la endo-poligalacturonasa de Aspergillus oryzae cepa AR-183 llegaba hasta 0.087 mg TOS/kg de peso corporal por día en poblaciones europeas.
- Se estimó que la exposición dietética a la endo-poligalacturonasa de Aspergillus niger cepa EPG llegaba hasta 0.122 mg TOS/kg de peso corporal por día en poblaciones europeas.
- Se estimó que la exposición a la endo-poligalacturonasa de Aspergillus tubingensis cepa MUCL 55013 llegaba hasta 7.834 mg TOS/kg de peso corporal por día en poblaciones europeas, lo que representa el escenario de exposición más alto entre las aplicaciones, incluido el procesamiento de infusiones de hierbas y té.
- Se estimó que la exposición a la endo-poligalacturonasa de Trichoderma reesei cepa AR-414 llegaba hasta 0.216 mg TOS/kg de peso corporal por día en poblaciones europeas.
Estas cifras representan la exposición dietética incidental a través de alimentos procesados, no dosis terapéuticas en contextos de suplementación. No se identificaron ensayos clínicos de búsqueda de dosis o de respuesta a la dosis con poligalacturonasa aislada como suplemento independiente en la literatura revisada por pares.
6. Evidencia científica por área de uso
6.1 Salud digestiva y suplementación enzimática
Las enzimas digestivas pueden degradar selectivamente proteínas, carbohidratos y lípidos; y su suplementación junto con los alimentos puede acelerar la degradación de matrices alimentarias complejas, facilitar una mayor absorción de nutrientes, disminuir las sensibilidades alimentarias y ayudar en el manejo de ciertos estados de enfermedad.
El funcionamiento adecuado del sistema digestivo es imprescindible para asimilar nutrientes, sostener funciones esenciales en el cuerpo humano, aumentar la biodisponibilidad de nutrientes, minimizar el riesgo de intolerancias alimentarias y reducir la formación de toxinas/irritantes en el tracto gastrointestinal. La digestión incompleta a menudo provoca problemas digestivos como distensión abdominal, diarrea, dolor estomacal y cólicos. El objetivo de un estudio observacional fue comparar el uso de un agente gastroprocinético con un complejo enzimático digestivo de espectro completo de origen no animal para aliviar molestias digestivas comunes. Se realizó un estudio observacional con 62 voluntarios que padecían problemas digestivos comunes.
Sin embargo, es importante señalar que este conjunto de evidencia clínica se refiere a complejos multienzimáticos, no a la poligalacturonasa de forma aislada. La suplementación enzimática desempeña un papel integral en el manejo de diversos trastornos digestivos, particularmente en relación con la insuficiencia pancreática exocrina. La seguridad y eficacia de enzimas derivadas de especies microbianas en el tratamiento de afecciones como la malabsorción y la intolerancia a la lactosa es prometedora. La poligalacturonasa es un componente frecuente pero no nombrado en muchas mezclas de enzimas digestivas comercializadas; no se han identificado ensayos controlados que evalúen específicamente la poligalacturonasa sola en resultados digestivos en la literatura revisada por pares.
Fuerza de la evidencia: preliminar e indirecta. La evidencia humana disponible se refiere a complejos multienzimáticos que a menudo incluyen pectinasa/poligalacturonasa como un componente entre muchos. No se han identificado ensayos controlados aleatorizados (ECA) aislados que evalúen la poligalacturonasa sola en resultados digestivos humanos.
6.2 Mejora de la biodisponibilidad de fitoquímicos a partir de preparados herbales
El uso de poligalacturonasa junto con otras enzimas, como la celulasa y la amilasa, mejora la degradación de ingredientes de origen vegetal, permitiendo una liberación y absorción más eficaces de fitoquímicos y nutrientes.
Se considera que el pretratamiento enzimático es un método novedoso y eficiente para liberar compuestos ligados y aumentar el rendimiento general. La celulasa, la amilasa y la pectinasa son ejemplos de enzimas específicas que pueden añadirse a los procesos de extracción para mejorar la recuperación mediante la hidrólisis de polisacáridos estructurales, la disolución de la pared celular y la hidrólisis de cuerpos lipídicos. Se evaluó la extracción asistida por enzimas (EAE) de compuestos fenólicos a partir del orujo de uva durante la elaboración del vino; los resultados revelaron una conexión entre el nivel de degradación de la pared celular vegetal por las enzimas y el rendimiento de fenoles totales.
La EAE es particularmente útil en las industrias alimentaria y farmacéutica, ya que reduce la necesidad de solventes agresivos y mejora la biodisponibilidad. Este principio sustenta la inclusión de la poligalacturonasa en preparados de suplementos botánicos, en los que se busca ayudar a alterar la matriz de la pared celular vegetal durante la digestión y liberar polifenoles, flavonoides y otros compuestos bioactivos ligados.
Fuerza de la evidencia: preliminar y en gran medida in vitro / ex vivo. La base de evidencia sobre la poligalacturonasa que mejora la biodisponibilidad de fitonutrientes a partir de suplementos herbales proviene principalmente de investigaciones de ciencia alimentaria sobre extracción asistida por enzimas. En la literatura revisada por pares no existen ensayos clínicos en humanos que midan específicamente el efecto de la poligalacturonasa suplementada por vía oral sobre la biodisponibilidad in vivo de fitonutrientes.
6.3 Procesamiento de alimentos y clarificación de jugos
Esta es la aplicación más consolidada de la poligalacturonasa. La pectina presente en los jugos de fruta es degradada por las pectinasas, lo que resulta en una reducción de la viscosidad y en la formación de agregados. Como resultado, el jugo se vuelve más claro y más concentrado en sabor y color. Esto no constituye, en sí mismo, una alegación de salud humana, sino que representa la base de evidencia comercial e industrial fundamental para la actividad de la poligalacturonasa.
Fuerza de la evidencia: sólida, únicamente para aplicaciones industriales alimentarias. Esto no es un resultado de salud en el sentido de los suplementos dietéticos; es una función tecnológica bien validada.
6.4 Producción de oligogalacturónidos y posibles efectos sobre la microbiota intestinal
Las poligalacturonasas desempeñan un papel crucial en la hidrólisis controlada de los polisacáridos de la pared celular, lo que conduce a la formación de oligogalacturónidos (OG). Estos fragmentos derivados de la pectina actúan como elicitores clave de las respuestas de defensa de las plantas, estimulando la inmunidad innata y mejorando la resistencia a los patógenos. La investigación ha comenzado a explorar si los OG producidos en el intestino humano mediante la acción enzimática sobre la pectina dietética podrían tener efectos prebióticos o inmunomoduladores en humanos.
Como enfoque sostenible, los subproductos agrícolas ricos en pectina, como las cáscaras de cítricos, el orujo de manzana o la pulpa de remolacha azucarera, ofrecen una alternativa ecológica y rentable para la producción de OG. La cuestión, aún no resuelta, de si la suplementación con poligalacturonasa promueve la formación de OG en el intestino humano en un grado relevante para los resultados de salud no se ha demostrado aún en ensayos clínicos en humanos.
Fuerza de la evidencia: muy preliminar; principalmente in vitro y mecanística. No se han publicado en la literatura revisada por pares ensayos en humanos que investiguen específicamente la producción de OG a partir de la suplementación dietética con poligalacturonasa.
6.5 Aplicación en la fabricación de extractos herbales
Una aplicación significativa y cada vez más investigada de la poligalacturonasa es su uso durante la fabricación de extractos herbales, donde se emplea para maximizar el rendimiento de los constituyentes activos a partir del material vegetal. La acción de la endo-poligalacturonasa consiste en degradar los galacturonanos de la pared celular, aumentando así el rendimiento de los productos vegetales y facilitando la liberación de constituyentes ligados. En esta aplicación, la poligalacturonasa no actúa como el ingrediente activo de un suplemento, sino como un auxiliar de procesamiento que mejora la calidad y la potencia del extracto herbal terminado. No existen datos clínicos humanos específicos sobre si los extractos fabricados con poligalacturonasa muestran resultados clínicos superiores en comparación con los fabricados sin ella.
7. Sistemas corporales asociados con la poligalacturonasa
- Sistema gastrointestinal: La relevancia principal de la enzima para la salud humana opera en el tracto gastrointestinal, donde puede contribuir a la degradación del material de la pared celular vegetal que contiene pectina, lo que podría facilitar el procesamiento digestivo de los alimentos vegetales ricos en fibra. El funcionamiento adecuado del sistema digestivo es imprescindible para asimilar nutrientes, sostener funciones esenciales en el cuerpo humano, aumentar la biodisponibilidad de nutrientes, minimizar el riesgo de intolerancias alimentarias y reducir la formación de toxinas/irritantes en el tracto gastrointestinal.
- Microbiota intestinal: Los residuos de ácido galacturónico y los fragmentos de oligogalacturónidos producidos por la acción enzimática sobre la pectina son sustratos en el intestino distal. La investigación sobre los polisacáridos derivados de la pectina como posibles compuestos prebióticos está en curso, pero aún no está directamente vinculada a la suplementación con poligalacturonasa en ensayos humanos.
- Disponibilidad sistémica de nutrientes y fitonutrientes: Al alterar la matriz de pectina de las paredes celulares vegetales, la poligalacturonasa puede ayudar a liberar nutrientes y fitoquímicos que de otro modo quedarían secuestrados en estructuras de pared celular intactas. Su uso junto con otras enzimas, como la celulasa y la amilasa, mejora la degradación de ingredientes de origen vegetal, permitiendo una liberación y absorción más eficaces de fitoquímicos y nutrientes.
8. Consideraciones de seguridad
Perfil toxicológico general
Los datos de seguridad más completos sobre la poligalacturonasa provienen de múltiples evaluaciones de la EFSA sobre preparaciones de enzimas alimentarias. Estas evaluaciones examinan sistemáticamente la genotoxicidad, la toxicidad sistémica en estudios de 90 días en ratas y la alergenicidad. A continuación se presentan los hallazgos clave para varias cepas de producción diferentes:
- Las pruebas de genotoxicidad para la preparación de A. oryzae AR-183 no indicaron un problema de seguridad. La toxicidad sistémica se evaluó mediante un estudio de toxicidad oral de dosis repetida de 90 días en ratas. El Panel identificó un nivel sin efecto adverso observado (NOAEL) de 1,000 mg TOS/kg de peso corporal por día, la dosis más alta probada, que, comparada con la exposición dietética estimada, resultó en un margen de exposición de al menos 11,494.
- Las pruebas de genotoxicidad para la preparación de A. niger EPG no indicaron un problema de seguridad. La toxicidad sistémica se evaluó mediante un estudio de toxicidad oral de dosis repetida de 90 días en ratas. El Panel identificó un NOAEL de 1,014 mg TOS/kg de peso corporal por día, la dosis más alta probada, lo que resultó en un margen de exposición de al menos 8,311.
- La toxicidad sistémica de la preparación de A. luchuensis FLYSC se evaluó mediante un estudio de toxicidad oral de dosis repetida de 90 días en ratas. El Panel identificó un NOAEL de 800 mg TOS/kg de peso corporal por día, lo que resultó en un margen de exposición de al menos 5,800.
- La toxicidad sistémica de la preparación de A. tubingensis MUCL 55013 se evaluó mediante un estudio de toxicidad oral de dosis repetida de 90 días en ratas. El Panel identificó un NOAEL de 2,097 mg TOS/kg de peso corporal por día, lo que resultó en un margen de exposición de al menos 268.
En todas las preparaciones evaluadas, la EFSA concluyó que estas preparaciones de enzimas alimentarias no generan problemas de seguridad bajo sus condiciones de uso previstas, dados los márgenes muy amplios entre la exposición dietética estimada y los NOAEL identificados en los estudios en animales.
Alergenicidad: un hallazgo consistente y significativo
La preocupación de seguridad identificada de forma más consistente en todas las evaluaciones de la EFSA es el potencial de reacciones alérgicas, particularmente en individuos con sensibilizaciones preexistentes a pólenes o alimentos. Las poligalacturonasas son alérgenos relevantes en el polen de árboles, gramíneas y malezas.
La poligalacturonasa Cari p 1 fue identificada como alérgeno alimentario y respiratorio en el fruto y el polen de la papaya, respectivamente. La sensibilización a la papaya se asocia con el síndrome de alergia a pólenes, alimentos y frutas con látex.
Las restantes coincidencias de identidad de secuencia encontradas en las búsquedas de bases de datos de alérgenos correspondían a poligalacturonasas alergénicas provenientes del polen de diferentes especies: olivo (Olea europaea), pasto Johnson (Sorghum halepense), enebro de montaña (Juniperus ashei), pasto Timothy (Phleum pratense), maíz (Zea mays), ciprés japonés (Chamaecyparis obtusa), pasto Bahía (Paspalum notatum), plátano oriental (Platanus orientalis) y cedro japonés (Cryptomeria japonica).
Se observó el síndrome de alergia a pólenes y alimentos, particularmente en pacientes alérgicos al polen de cedro y enebro, tras el consumo de plátano y tomate. Las poligalacturonasas y las pectina metilesterasas son alérgenos relevantes en el polen de árboles, gramíneas y malezas.
Una búsqueda de la similitud de la secuencia de aminoácidos de la enzima alimentaria con alérgenos conocidos encontró 38 coincidencias, dos de las cuales son alérgenos alimentarios. El Panel consideró que, bajo las condiciones de uso previstas, no se puede excluir el riesgo de reacciones alérgicas ante la exposición dietética a esta enzima alimentaria, en particular para individuos sensibilizados a la papaya o al maíz, pero que el riesgo no excederá al del consumo de papaya o maíz. Además, no se pueden excluir reacciones alérgicas orales en individuos sensibilizados al polen.
El Panel señaló que el síndrome de alergia oral (SAO) se asocia con la sensibilización a muchos alérgenos del polen, como el del pasto Johnson.
Consideraciones para individuos con sensibilidades específicas
Una búsqueda de la similitud de la secuencia de aminoácidos encontró 14 coincidencias con alérgenos conocidos, una de las cuales fue un alérgeno alimentario. El Panel consideró que no se puede excluir el riesgo de reacciones alérgicas ante la exposición dietética, en particular para individuos sensibilizados a la papaya, pero que el riesgo no excederá al del consumo de papaya. Además, no se pueden excluir reacciones alérgicas orales en individuos sensibilizados al polen.
En resumen, las evaluaciones de la EFSA identificaron de forma consistente que los individuos con sensibilización a alérgenos del polen de gramíneas, árboles y malezas —así como los individuos con alergia alimentaria a la papaya— pueden tener un riesgo elevado de reacciones alérgicas a las preparaciones de poligalacturonasa derivadas de fermentación microbiana, debido a la homología de secuencia entre las poligalacturonasas producidas microbianamente y los alérgenos conocidos de pólenes y alimentos.
Organismos de producción genéticamente modificados
Varias preparaciones de poligalacturonasa producidas comercialmente derivan de cepas fúngicas genéticamente modificadas (GM). Las evaluaciones de la EFSA han determinado repetidamente que las modificaciones genéticas no generan problemas de seguridad, y que la enzima alimentaria está libre de células viables del organismo de producción y de su ADN. La preparación enzimática terminada en sí misma no es material genéticamente modificado; es una proteína producida por un organismo GM, separada del organismo antes de su uso.
9. Limitaciones de la base de evidencia
Una evaluación crítica de la base de evidencia de la poligalacturonasa como ingrediente de suplementos dietéticos revela varias limitaciones importantes:
- Sin ensayos clínicos independientes en humanos: No se han publicado en la literatura revisada por pares ensayos controlados aleatorizados, estudios de rango de dosis o estudios farmacocinéticos que evalúen específicamente los efectos en la salud humana de la poligalacturonasa administrada por vía oral como suplemento de entidad única.
- Contexto multienzimático: Cuando la poligalacturonasa aparece en estudios en humanos, siempre lo hace como componente de una mezcla enzimática de amplio espectro, lo que hace imposible atribuir los efectos observados específicamente a la poligalacturonasa.
- Evidencia industrial frente a nutricional: El conjunto muy amplio de evidencia sobre la poligalacturonasa se refiere casi en su totalidad a sus funciones tecnológicas en el procesamiento de alimentos (clarificación de jugos, producción de vino, desmucilaginado del café). Esta evidencia no se traduce directamente en resultados de salud humana.
- Extrapolación in vitro: Las afirmaciones sobre una mayor biodisponibilidad de fitonutrientes están respaldadas principalmente por estudios in vitro de extracción asistida por enzimas, no por estudios in vivo de absorción en humanos con poligalacturonasa suplementaria.
- Estabilidad en el tracto gastrointestinal: Como proteína, la poligalacturonasa está sujeta a desnaturalización y digestión proteolítica en el ambiente gástrico ácido, lo que plantea interrogantes sobre cuánta enzima activa sobrevive al tránsito hasta el intestino delgado. Esto no se ha estudiado de forma sistemática en humanos para esta enzima en particular.
Referencias
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