Álvaro García
Las paredes celulares están compuestas principalmente por hidratos de carbono complejos y otros polímeros que les otorgan resistencia y rigidez. Los principales componentes son la celulosa, la hemicelulosa y la lignina:
- La celulosa es un polisacárido compuesto por largas cadenas de glucosa que forman microfibrillas resistentes, las cuales proporcionan integridad estructural.
- La hemicelulosa es un polisacárido ramificado que se adhiere a las fibras de celulosa, ayudando a reforzar la pared, pero se descompone con mucha facilidad.
- La lignina es un polímero complejo que proporciona rigidez y resistencia contra la descomposición, sobre todo a las células vegetales más maduras. Actúa como un pegamento, uniendo la celulosa y la hemicelulosa y dotando a la pared celular de mayor rigidez y menor permeabilidad.
Por otro lado, las células están compuestas principalmente de agua, nutrientes en disolución y diversos orgánulos que desempeñan funciones esenciales. Algunos de sus componentes clave son:
- Citoplasma, sustancia gelatinosa en la que están suspendidos los orgánulos.
- Cloroplastos, responsables de la fotosíntesis.
- Vacuolas, donde se almacenan los nutrientes y los residuos.
- Almidones, azúcares y proteínas sintetizados o almacenados por la planta para producir energía.
¿Para qué sirven los lactobacilos?
Existen cepas de lactobacilos que se encuentran de forma natural en la superficie de las plantas, donde consumen el azúcar disponible. Sin embargo, su proliferación se ve limitada por las pequeñas cantidades de azúcares que se encuentran en las paredes celulares intactas. Para una mejor proliferación, los lactobacilos necesitan acceder al contenido celular, que contiene almidón y azúcares. La descomposición del material vegetal, ya sea masticándolo, troceándolo o triturándolo, desintegra parcialmente las paredes celulares, facilitando así el acceso de los lactobacilos. No obstante, existen barreras químicas, como la cutícula, las fibras y las microfibras, que dificultan este acceso. Para que la fermentación sea eficaz, es necesario que los lactobacilos superen estas barreras y puedan acceder a los azúcares del interior y fermentarlos. Esto se debe a que una fermentación más rápida aumenta la producción de ácido láctico, lo que a su vez inhibe la proliferación de bacterias nocivas.
¿Por qué se añaden enzimas exógenas de descomposición vegetal?
La mayoría de las enzimas presentes en las plantas vivas favorecen su crecimiento y desarrollo, como las que intervienen en la fijación del carbono, la síntesis de sacarosa, la producción de almidón y la asimilación del nitrógeno. Si bien existen enzimas degradadoras activas, su abundancia comprometería la integridad estructural de las plantas, lo que las haría más vulnerables al deterioro y a los patógenos. Las plantas dependen de la celulosa y la hemicelulosa en sus paredes celulares para fortalecerse y protegerse. Las enzimas encargadas de descomponer estos componentes suelen encontrarse en microorganismos y hongos, no en las plantas. Sin embargo, las plantas producen pequeñas cantidades de estas enzimas a medida que envejecen o cuando las semillas germinan, ya que controlar la descomposición de la pared celular facilita ciertos procesos, como el ablandamiento de la fruta o el crecimiento de las plántulas.
Las principales enzimas biodegradadoras
Como ya hemos mencionado, estas enzimas no suelen encontrarse en las plantas, sino en microorganismos y hongos. Enzimas como la celulasa, la xilanasa y la betaglucanasa se extraen y se utilizan para diversos fines industriales y agrícolas. Estas enzimas desempeñan un papel crucial en procesos como la fermentación del ensilado, donde degradan las paredes celulares vegetales compuestas por celulosa, hemicelulosa y otros carbohidratos complejos. En los productos comerciales, enzimas como la xilanasa, la celulasa y la betaglucanasa se expresan en unidades enzimáticas, que corresponden generalmente a su nivel de actividad. Una unidad enzimática es una medida estandarizada utilizada para cuantificar la cantidad de sustrato que la enzima puede transformar por minuto bajo condiciones específicas.
- La celulasa descompone la celulosa, un componente estructural clave de las paredes celulares de las plantas, transformándola en azúcares más simples, como la glucosa. Para que un producto sea eficaz, debe contener al menos 170.000 unidades de celulasa, capaces de convertir 170.000 unidades de celulosa en glucosa por minuto.
- La xilanasa actúa sobre el xilano de las paredes celulares vegetales, descomponiéndolo en xilosa y otros azúcares. Este proceso disuelve la pared celular, lo que aumenta la cantidad de azúcares disponibles para la fermentación. Para que un producto sea eficaz, debe contener al menos 630.000 unidades de xilanasa, capaces de descomponer 630.000 unidades de xilano por minuto.
- La betaglucanasa descompone los betaglucanos presentes en las paredes celulares de las plantas, especialmente en el ensilado de maíz y en los granos de cereales, aumentando la permeabilidad de las paredes y liberando más azúcares. Para que un producto sea eficaz, debe contener al menos 730.000 unidades de betaglucanasa.
Las paredes celulares de las plantas están compuestas por carbohidratos complejos como la celulosa, la hemicelulosa y la lignina. Estos elementos aportan integridad estructural, pero también dificultan el acceso de los microorganismos a los nutrientes internos. Los lactobacilos, esenciales para la fermentación, necesitan acceder a componentes como los almidones y los azúcares para producir ácido láctico de manera eficiente. Sin embargo, debido a la resistencia natural de las paredes celulares a la descomposición, el uso de enzimas exógenas, como la celulasa, la xilanasa y la betaglucanasa, se ha vuelto fundamental. Estas enzimas actúan descomponiendo la celulosa, el xilano y los betaglucanos, debilitando las paredes celulares y liberando más azúcares para la fermentación. En la actualidad, no basta con depender únicamente de los inoculantes microbianos; la integración de estas enzimas mejora significativamente la descomposición de la fibra, expone más contenido celular, acelera la disminución del pH y, en última instancia, optimiza tanto la conservación del ensilado como la calidad del alimento.
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