Diastasa: definición, tipos y cómo transforman el almidón en maltosa

Diastasa: definición, tipos y cómo estas amilasas transforman el almidón en maltosa; historia, funciones y aplicaciones industriales y en salud.

Las diastasas son un grupo de enzimas que descomponen el almidón en el azúcar maltosa. La diastasa fue la primera enzima descubierta. Fue obtenida a partir de una solución de malta en 1833 por Anselme Payen y Jean-François Persoz, químicos de una fábrica de azúcar francesa.

El nombre "diástasis" procede de la palabra griega διάστασις (diástasis). Significa separación. Las enzimas simplemente dividen la molécula de almidón. Hoy en día, diastasa significa cualquier α-, β- o γ-amilasa que pueda descomponer los carbohidratos. Estas enzimas actúan sobre las cadenas de glucosa del almidón (principalmente sobre los enlaces α-1,4) y, según su mecanismo, generan productos diferentes: maltosa, dextrinas, maltotriosa o glucosa.

El sufijo -ase, comúnmente utilizado para denominar a las enzimas, procede del nombre diastasa. La descomposición de los almidones sigue una reacción general catalizada por la diastasa:

A-B + H₂O → A-OH + B-H

Tipos de diastasas y su acción

Las principales clases de diastasas son:

• α-amilasa (endoamilasa): rompe enlaces α-1,4 en el interior de la cadena de almidón (amylose y amylopectina), produciendo dextrinas de distinto tamaño y aumentando el número de extremos reductores. Es rápida y esencial en procesos industriales donde se necesita romper rápidamente las cadenas largas.
• β-amilasa (exoamilasa): actúa desde el extremo no reductor de la cadena liberando maltosa de forma secuencial. No puede pasar los puntos de ramificación (enlaces α-1,6), por lo que deja dextrinas limitantes.
• Glucoamilasa (a veces llamada γ-amilasa o amiloglucosidasa): es una exoamilasa que libera glucosa desde los extremos no reductores y puede hidrolizar también, aunque más lentamente, los enlaces α-1,6, dando por resultado glucosa libre.

Mecanismo y sustratos

Las diastasas catalizan la hidrólisis de enlaces glucosídicos mediante la incorporación de una molécula de agua (hidrólisis). El sustrato natural es el almidón, compuesto por amilosa (cadenas lineales de α-1,4) y amilopectina (cadena ramificada con enlaces α-1,6). Dependiendo del tipo de amilasa, el producto final será:

• α-amilasa → dextrinas y fragmentos más pequeños (aumenta la disponibilidad para otras enzimas).
• β-amilasa → maltosa (disacarido).
• Glucoamilasa → glucosa (monosacárido).

Fuentes naturales e industriales

Las diastasas se encuentran en muchos organismos:

• Plantas: malta (germinación de granos), semillas en germinación.
• Animales: amilasa salival y amilasa pancreática en humanos y otros vertebrados.
• Microorganismos: bacterias y hongos que producen amilasas industriales, incluidas variantes termoestables y con distinta estabilidad al pH.

Industrialmente se emplean amilasas purificadas o semi-purificadas para la producción de jarabes de glucosa, la elaboración de cerveza y pan, la industria textil y la formulación de detergentes (para eliminar manchas de almidón), entre otros usos.

Aplicaciones prácticas

• Cerveza y destilados: durante el macerado, las amilasas convierten el almidón del grano en azúcares fermentables (maltosa, glucosa) que las levaduras metabolizan.
• Panadería: mejoran la formación de azúcares fermentables y caracterizan la corteza y la miga.
• Producción de jarabes y azúcares: las amilasas forman parte del proceso para obtener jarabes de maltosa o glucosa a partir del almidón.
• Diagnóstico clínico: la medición de la amilasa sérica (en ocasiones referida como diastasa en textos antiguos) es útil en el diagnóstico de pancreatitis aguda y otras patologías.
• Aplicaciones industriales: biotecnología, detergentes, alimentación animal y tratamientos enzimáticos en fabricación textil y papelera.

Factores que afectan la actividad

La actividad de las diastasas depende de temperatura, pH, presencia de iones (Ca2+ estabiliza muchas α-amilasas), inhibidores y modificación química. Algunas aproximaciones generales:

• α‑amilasa: óptimo térmico en torno a 60–70 °C (varía según la fuente); pH óptimo variable (por ejemplo pH 5–7 según origen).
• β‑amilasa: más activa a temperaturas moderadas (≈50–60 °C) y pH ligeramente ácido a neutro.
• Glucoamilasa: óptimo típico en pH ácido-moderado, empleada en procesos industriales a temperaturas moderadas.

Existen amilasas termoestables (procedentes de bacterias termófilas) usadas cuando se requieren procesos a alta temperatura. Metales pesados, agentes desnaturalizantes y pH extremos inhiben o inactivan las enzimas.

Medición y conceptos importantes

En la maltería y elaboración de cerveza se emplea la potencia diastásica para describir la capacidad del grano para convertir almidón en azúcares. Se expresa en unidades como grados Lintner (°L) o unidades Windisch-Kolbach. Un malta con alta potencia diastásica permite convertir más almidón en azúcares fermentables durante el macerado.

Breve nota histórica y terminológica

Además de su descubrimiento por Payen y Persoz en 1833, la palabra diastasa dejó una huella importante en la nomenclatura bioquímica: el sufijo -asa que hoy identifica a las enzimas proviene de diastasa. Con el avance de la bioquímica se fue precisando que existen distintas amilasas con mecanismos y productos distintos, pero el término histórico sigue usándose en contextos generales.

En resumen, las diastasas son enzimas imprescindibles para la transformación del almidón en azúcares más simples; su diversidad funcional y sus propiedades (pH, temperatura, especificidad) las hacen herramientas centrales tanto en procesos biológicos como en numerosas aplicaciones industriales y clínicas.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué son las diástasis?

P: ¿Quién descubrió la primera enzima, la diastasa, y dónde se encontró?

P: ¿Qué significa la palabra "diastasa"?

P: ¿Qué significa diastasa en la actualidad?

P: ¿De dónde procede el sufijo -ase que se utiliza habitualmente para denominar a las enzimas?

P: ¿Cuál es la reacción general catalizada por la diastasa para la descomposición de los almidones?

P: ¿Por qué es importante la diastasa?

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