PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE ENZIMAS

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  R a fermentación alcohólica es un ejemplo conocido de los procedimientos en que se efectúan alteraciones enzimáticas, tanto cuando se agrega alguna enzima como cuando se añade algún microbio vivo (levadura). Primero se calienta el grano amiláceo para gelatinizar el almidón, y luego se añade malta ( que contienen enzimas diastásicas) para convertir el almidón en azúcar fermentable (maltosa). Si el producto que se desea obtener es alcohol, se agrega entonces levadura. El empleo de amilasa en forma de malta es indudablemente la mayor aplicación industrial que tiene las enzimas, pero no es del todo conocida la acción de estas amilasas. a elaboración de vinagre con alcoholes es un proceso enzímico producido por un microbio vivo (Acetobacter aceti). Como el alcohol es oxidado y convertido en ácido acético con oxígeno de la atmósfera. Aislada de las bacterias, la enzima cataliza igualmente la oxidación, pero es mucho más económico valerse de la célula viva intacta.R(2)

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 R Primero se quitan a las pieles el pelo y el exceso de carne y luego se ponen en remojo para que se hinchen y se vuelvan más o menos porosas y permeables a las sustancias curtientes. El primer remojo se ha efectuado siempre mediante la acción enzimática. Cuando se observó que la hinchazón era producida parcial o totalmente por enzimas protealítina impura. a cantidad de material enzimático que se usa en la industria de curtiduría representa probablemente la mayor aplicación industrial de las enzimas después de la industria de fermentación.R(3)

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    R a operación más importante en la fabricación de queso es la coagulación de la caseína de la leche, que luego se trata para convertirla en queso. Se puede coagular la caseína mediante la adición de ácido o de enzimas quesos se fabrica coagulada la caseína con rennina, esta probablemente tiene una acción proteolítica muy débil que continua en el queso. a rennina produce un coágulo elástico del que se exprime fácilmente el suero. No es la única porteínasa que se usa en la elaboración del queso, pues también se emplea mezclas de rennina con pepsina. Asimismo se ha usado la papaína, y en este caso al parecer se asegura la proteólisis durante el añejamiento del queso. En los países balcánicos se emplea jugo de higos ( que contiene gran proporción de enzimas proteolíticas ficina). Para preparar el coágulo. a diferentes enzimas coagulantes hacen variar notablemente la naturaleza del queso.R(4)

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   Aún se discute el papel que desempeñan en la fabricación del pan las enzimas que se hallan en la harina. a harina cruda contiene cantidad relativamente pequeña de muchas enzimas, incluso una proteína del tipo de la papaína, que según creen algunos reblandece la masa. Al igual que todas las enzimas del tipo de la papaína, la proteinasa de la harina es inactivada por la oxidación. a harina de trigo contiene también pequeñas cantidad de amilasa÷ y gran proporción de amilasa amilasa. a adición÷  amilasa a la harina, generalmente en forma de harina de trigo÷de la malteado, ocasiona aumento de volumen de la hogaza. a amilasa agregada hidroliza parte del almidón y lo convierte en maltosa, con lo cual suministra mas azúcar para que fermente la levadura y origina la generación de mayor cantidad de dióxido de carbonoamilasa que ya . a existe



en la harina coopera probablemente en el proceso mediante la desintegración  amilasa.÷de las dextrinas formadas por la ÖV

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  Son sustratos de las poteinasa todas las proteínas excepto las queratinaass. a hidrólisis es ordinariamente muy lenta. as proteinasas desintegran también péptidos sencillos, pero de ordinario con mucha lentitud. os productos superiores de degradación de las proteínas son descompuestos rápidamente. os aminoácidos pueden ser liberados por acción proteolítica.

‘enina. Se halla en el cuarto estómago de las terneras. Su acción proteolítica, si la tiene, es muy débil. Es un poderoso agente coagulador de la leche ( pH óptimo aproximadamente 5.4) ÖV Papaína. Se halla en el látex del fruto verde de la papaya. Es típica de muchas enzimas vegetales como la ficina de la leche de higuerón, la asclepaína del vencetósigo y la bromelina del ananás. Una de sus características es su contenido de grupos SH, de que parece depender la actividad de la enzima. Por oxidación ligera se vuelve inactiva, pero es reactivada por agentes reductores, como la cisteína, HCN y otros, incluso los grupos SH en las proteínas que están siendo digeridas por las enzimas parcialmente activas. a papaína es relativamente resistentee con el calor, y empleada a temperaturas de 50 a 60°C, es muy rápida la proteólisis. a enzima coagula fácilmente la leche. os microorganismos vivos son atacados rara vez por las proteinasas, pero la papaína ataca ciertos parásitos intestinales (áscaris) vivos. Descompone la hipurilamida con desprendimiento de amoniaco.

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 Descomponen residuos de azúcares de carbohidratos superiores.

Amilasa÷. Se hallan en las glándulas salivales, el páncreas, hongos, bacterias y la malta, que las contienen en abundancia. Descomponen los almidones y el glucógeno en dextrinas y disocian lentamente las dextrinas en maltosa y cantidad mínima de glucosa. Destruyen la estructura en cadenas ramificada del almidón (amilo pectina) y el glucógeno. Con el tempo pueden efectuar la destrucción casi total del almidón. amilasa de malta requiere calcio y puede ser una proteína÷ a amilasa animal necesita cloruro.÷cálcica. a ÖV amilasa . Se halla en las plantas superiores, los granos la producen en abundancia. a enzima de los granos descomponen totalmente la amilasa y la convierte directamente en maltosa, también descompone la amilo pectina ( la porción de cadena ramificada del almidón) y el glucógeno, pero su acción se detiene donde se ramifica la cadena de hidratos de carbono. Cuando se rompe las cadenas ramificadas amilasa),÷de hidratos de carbono entre las ramas ( en presencia de amilasa ataca los fragmentos de cadena recta así formados. la De esta manera, las dos enzimas juntas hidrolizan más rápidamente el almidón que cualquiera de ellas por separado.R(5) ÖV

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Panadería

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Fabricación de glucosa y fructosa a partir del maíz

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‘efinado de azúcar

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Producción de aminoácidos enzimáticamente

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„ratamientos terapéuticos con enzimas.R El fundamento de esta forma de terapia es simplemente la administración de una enzima concreta a un paciente, esperando con optimismo que produzca una progresiva mejoría en el mismo. El problema principal relacionado con este método es que las respuestas defensivas del organismo inactive o eliminen los compuestos extraños incorporados. En consecuencia cualquier tratamiento que utilice la administración de una enzima, bien por vía sanguínea o por cualquier otra, debe tener en cuenta este posible inconveniente.R(9)

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rganos artificiale. RPara sustituir algunas funciones del riñón y el hígado se han desarrollado órganos artificiales que contienen enzimas. Una lesión renal crónica se trata con hemodiálisis periódica, a menos que sea posible el transplante del órgano. El hígado es un órgano multifuncional y sería imposible conseguir un sustituto artificial con la tecnología disponible actualmente. Sin embargo, sí puede reproducirse una función importante del hígado: la desintoxicación. A partir de células hepáticas se pueden obtener varias enzimas microsomales capaces de llevar a cabo la desintoxicación de una gran variedad de compuestos.R(10)

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Aplicaciones Analíticas. REn la medicina moderna, el análisis de las distintas muestras fisiológicas tiene un papel clave y, dentro del mismo el uso de las enzimas(tanto en forma libre como inmovilizadas) constituyen un aspecto muy destacado. os tipos de aplicación de las encimas al análisis se pueden dividir en dos granes grupos. El primero de ellos recije aquellos métodos que miden directamente un compuesto, mientras que el segundo lo hace con aquellos que utilizan una enzima para amplificar otra respuesta (por ejemplo inmunoencarios con enzimas acopladas).R(11)

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Antibióticos semisintéticos. as penicilinas semisintéticas son los principales productos farmacéuticos obtenidos por tecnología enzimático. El método de fermentación tradicional permite producir la bencilpenisilína (penisilina g) como la fenoximetil penisilina (penisilina b) y en el pasado estos dos antibióticos con gran éxito. Sin embargo, estos compuestos presentan limitaciones en su eficacia contra ciertas bacterias patógenas

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Esteroides.R os esteroides se utilizan en un gran número de preparados farmacéuticos (por ejemplo la píldora contraceptiva y los antinflamatorios), por lo que los procesos





empleados en la producción de estas sustancias presentan una considerable importancia económica.R(12)

 &V( „ VÊ V V #! !2%' 4 "8 as enzimas de tipo vegetal, se encuentran las porteasas, carbohidrasas ( las cuales descomponen residuos de azúcares de carbohidratos superiores, aamilasas y bamilasa ÖV Entre las enzimas de tipo animal están las esterasa ( ipasa se produce en la mucosa gástrica, el páncreas y las semillas de ricino, fosfotasas: Se obtiene de tejidos animales óseo, muscular, tripsina y quimotripsina se produce en el páncreas y , pectasas ) ÖV

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as enzimas del tipo microbiano provienen de. Bacterias, hongos.

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icrobiologia „oxicidad química „oxicidad relacionada con la actividad de las encimas ‘eacciones alérgicas

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±Son seguros los alimentos que contienen organismos modificados genéticamente? ± os genes introducidos en las plantas pueden trasmitirse al medio ambiente? ±Es posible que la transferencia de genes de un organismo a otro provoque alergias en el ser humano?

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 V 1.V

as enzimas son catalizadores de origen biológico que cumplen muchos requicitos para impulsar nuevas industrias químicas. 2.V a tecnología enzimática tiene múltiples aplicaciones, como fabricación de alimentos, los progresos que están realizando actualmente la ingeniería genética y la biotecnología permiten augurar el desarrollo cada vez mayor del uso de las enzimas.

 3.V

a utilización de enzimas en los alimentos presentan una serie de ventajas, además de las de índole económico y tecnológico. 4.V as enzimas utilizadas dependen de la industria y del tipo de acción que se desee obtener.

 5.V as fuentes de enzimas pueden ser de origen vegetal, animal o microbiano. 6.V se puede manipular genéticamente, la biosíntesis de enzimas para optimizar los procesos, pero se debe tener en cuenta, las respectivas normas.

 .V

 

a producción de enzimas a gran escala tiene su principal aplicación en la industria de la fermentación.

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 1.V P Gaseosa y J. Hube, tecnología de las enzimas, Editorial acribas. S.A., Segunda Edición, Zaragoza España, 1990., Pas 3. 2.V Kira, ‘aymond, Enciclopedia de „ecnología Química, „omo VY, primera Edición, Editorial Uteha, España 1962., paj. 1006. 3.V YBYD (2), Paj. 1007 4.V YBYD (2) Paj. 1007 5.V YBYD (2). Paj. 1008, 1009, 1010. 6.V YBYD (1), Paj. 104 7.V YBYD (1) Paj 106 8.V YBYD (1) Paj 108, 109. 9.V YBYD (1), Paj. 74 10.VYBYD (1) paj. 76 11.VYBYD (1) paj 81 12.VYBYD (1) paj 86 13.VYBYD (2) paj. 1111 14.VPerry, anual del Yngeniero Químico, sexta Edición,„omo VY, Editorial cGraw Hill, 1992., paj 2720 15.VYBYD (2) paj. 1014.

 ÖV

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