Problemas con la deshidratación de las levaduras
Decir que no le pasa nada a una levadura cuando le quitas el 95% de agua es una mentira científica. De hecho, el agua es esencial para la vida de las levaduras, como lo es para nosotros. El 70% de una célula es agua. Entonces, ¿qué pasa cuando le quitas el 95% del agua a una levadura?
Los cambios son dramáticos, como lo serían si nosotros perdiéramos el 95% del agua. Estos cambios son tan drásticos que al deshidratar una preparación de levaduras para evitar la muerte celular se deben de añadir ceras sintéticas, como el monoestearato de sorbitano ó E491, que recubran a las células y eviten su muerte (aquí puedes ver un video de la cera que contiene la levadura deshidratada: video-cera.
Una buena analogía para entender qué le pasa a una levadura al deshidratarse es pensar qué le pasa a una uva cuando se deshidrata y se convierte en pasita. Una pasita se encoge a una quinta parte del tamaño que tenía cuando era una uva, pues pierde alrededor del 80% del agua de la fruta fresca. Una célula de levadura al deshidratarse se encoge al igual que lo hace una pasita, pero aún más, pues pierde alrededor del 95% del agua.
Cambios metabólicos de la levadura seca
Pero, vayamos más allá de los cambios morfológicos: ¿qué pasa a nivel molecular dentro de una célula de levadura que está perdiendo agua? Los científicos llaman a este fenómeno estrés osmótico y las células tienen mecanismos para copar con variaciones en la concentración de agua. Cuando el entorno de una levadura se empieza a secar, la membrana de la levadura siente presión del exterior que la hace encogerse y perder agua. Para evitar esta compresión y la pérdida de agua que la haga morir, el metabolismo de una levadura debe de rápidamente reaccionar para aumentar la presión osmótica interna y evitar morir.
La forma en que una levadura que está perdiendo agua evita morir es sintetizar glicerol dentro de la célula. La pérdida de agua se lleva a cabo a tráves de transportadores de la membrana llamados aquaporinas y la síntesis del glicerol se produce por dos enzimas la gpd y la gpp que transforman una molécula del metabolismo de los azúcares, la dihidroxiacetona fosfato, en glicerol. El objetivo de la levadura al producir glicerol es compensar las diferencias de presión osmótica a través de la membrana celular y evitar la pérdida de agua.
Mecanismos moleculares contra la deshidratación
¿Cuáles son los mecanismos molecular que le permiten ¨saber¨ a la levadura que tiene modificar rápidamente su metabolismo para evitar la muerte celular por pérdida de agua? Los científicos llevan décadas estudiando las levaduras a nivel molecular. Se conoce la secuencia de los aproximadamente 5,400 genes que tiene la levadura Saccharomyces cerevisiae. Así que hoy en día es común estudiar el rol de cada gen en el metabolismo celular. Con este tipo de estudios se han escrito cientos de artículos científicos para entender qué pasa cuando una levadura se está deshidratando.
La principal vía metabólica que se enciende durante la deshidratación de una levadura es la vía denominada HOG (High-Osmolarity Glycerol) por el efecto que describíamos de la acumulación intracelular de glicerol. Esta vía involucra, directamente, poco más de 20 proteínas que, a través de fosforilaciones, inducen la síntesis y retención de glicerol. Cientos de genes se encienden como consecuencia de la deshidratación de la levadura a través de la activación de diversas proteínas encargadas de encender genes que promueven la síntesis de glicerol y la detención de la reproducción celular hasta que el estrés hídrico desaparezca.
La osmoregulación de la levadura es un proceso bastante bien entendido y se han escrito cientos de artículos científicos describiendo sus detalles: artículos-levaduras-osmoregulación. Para acceder a muchos artículos científicos se tiene que tener acceso a las librerías de instituciones académicas. A continuación damos algunas ligas de acceso libre que pueden servirte para adentrarte más en este tema y entender el efecto de las ceras sintéticas añadidas a las preparaciones de levadura seca.
Este trabajo es una tesis doctoral en que viene una buena introducción sobre los efectos biológicos de la deshidratación de la levadura: tesis-deshidratación-levadura.
Este es el reporte solicitado por la Comisión Europea para el uso de E491 usado en el secado de la levadura: regulación-E491.
Revisiones científicas sobre la osmoregulación en la levadura. Aquí puedes leer libremente los 47 resúmenes de revisiones científicas sobre el tema: resúmenes-osmoregulación.