Trabajo Digital Enzimas

CIENCIA DE

ALIMENTOS

INTRODUCCIÓN Todas las células, incluyendo microorganismos y organismos superiores, producen enzimas. Su acción está estrechamente ligada con las reacciones metabólicas, y la mayoría de las transformaciones químicas requeridas para mantener activas a las células tardarían mucho tiempo en efectuarse o simplemente no procederían si no estuvieran presentes las enzimas. Su estudio en el campo de los alimentos es de primordial interés debido a que son responsables de algunos cambios químicos que sufren los alimentos, cambios que pueden resultar en beneficios (maduración de frutas) o perjuicios (oxidación de ácidos grasos y oscurecimiento enzimático). Por otro lado, muchos productos alimenticios se obtienen a través de reacciones bioquímicas que se efectúan por medio de enzimas endógenas del alimento, por las que se le añaden o las producidas por los microorganismos utilizados en la elaboración de alimentos fermentados. En el sector alimentario, el interés actual de la aplicación de enzimas en procesos — tecnología tecnología enzimática —  se   se enfoca a la conservación de alimentos o de sus componentes (por ejemplo, vitaminas), al uso más eficiente de materias primas y al mejoramiento de la calidad sensorial de los alimentos (textura y sabor). Así mismo, se han utilizado enzimas para: producir alimentos bajos en calorías y eliminar compuestos antinutricionales de ciertas materias primas Las enzimas se consideran catalizadores naturales. Las lipasas son triacilglicero Hidrolasas. Todas ellas comparten un mismo sitio activo (Gly-Xaa-Ser-Xaa-Gly). Actúan en enlaces éster carboxílicos catalizando la hidrólisis de ésteres formados por glicerol y ácidos grasos de cadena larga. También catalizan reacciones de esterificación, interesterificación, acidolisis, alcoholisis y aminolisis. Son enzimas que muestran buena quimio selectividad, regio selectividad y enantioselectividad. Se trata de enzimas muy versátiles cuyo uso se ha incrementado notablemente en los últimos años.

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INTRODUCCIÓN Todas las células, incluyendo microorganismos y organismos superiores, producen enzimas. Su acción está estrechamente ligada con las reacciones metabólicas, y la mayoría de las transformaciones químicas requeridas para mantener activas a las células tardarían mucho tiempo en efectuarse o simplemente no procederían si no estuvieran presentes las enzimas. Su estudio en el campo de los alimentos es de primordial interés debido a que son responsables de algunos cambios químicos que sufren los alimentos, cambios que pueden resultar en beneficios (maduración de frutas) o perjuicios (oxidación de ácidos grasos y oscurecimiento enzimático). Por otro lado, muchos productos alimenticios se obtienen a través de reacciones bioquímicas que se efectúan por medio de enzimas endógenas del alimento, por las que se le añaden o las producidas por los microorganismos utilizados en la elaboración de alimentos fermentados. En el sector alimentario, el interés actual de la aplicación de enzimas en procesos — tecnología tecnología enzimática —  se   se enfoca a la conservación de alimentos o de sus componentes (por ejemplo, vitaminas), al uso más eficiente de materias primas y al mejoramiento de la calidad sensorial de los alimentos (textura y sabor). Así mismo, se han utilizado enzimas para: producir alimentos bajos en calorías y eliminar compuestos antinutricionales de ciertas materias primas Las enzimas se consideran catalizadores naturales. Las lipasas son triacilglicero Hidrolasas. Todas ellas comparten un mismo sitio activo (Gly-Xaa-Ser-Xaa-Gly). Actúan en enlaces éster carboxílicos catalizando la hidrólisis de ésteres formados por glicerol y ácidos grasos de cadena larga. También catalizan reacciones de esterificación, interesterificación, acidolisis, alcoholisis y aminolisis. Son enzimas que muestran buena quimio selectividad, regio selectividad y enantioselectividad. Se trata de enzimas muy versátiles cuyo uso se ha incrementado notablemente en los últimos años.

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Las lipasas son el tercer grupo de enzimas en volumen de ventas, por detrás de proteasas y carbohidrasas, y representan el grupo de biocatalizadores más importantes para aplicaciones industriales. Su uso comercial es un negocio de millones de dólares que incluye una amplia variedad de aplicaciones como: producción de fármacos, cosméticos, síntesis de biopolímeros y biodiesel, industria alimentaria, etc. Se trata de enzimas muy ubicuas que se encuentran ampliamente en la  Naturaleza, ya que son producidas por plantas, animales y microorganismos, pero únicamente las microbianas son comercialmente significativas.  Normalmente, se prefiere utilizar enzimas microbianas antes que las procedentes p rocedentes de plantas y animales. Ello se debe a la gran variedad de actividades catalíticas que presentan, los altos rendimientos que ofrecen, la facilidad de manipulación genética, el suministro regular debido a la ausencia de fluctuaciones estacionales y su rápido crecimiento en medios de cultivo de bajo coste. Además, las enzimas microbianas son más estables que las enzimas vegetales y animales correspondientes.

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Papaína (EC.3.4.22.2) CLASE: Proteasa SUSTRATO:  Numerosas proteínas animales y vegetales ORIGEN: Látex de papaya, del fruto inmaduro de 1a 2 meses antes de la cosecha. CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

Diferentes formas de presentación

•

Enzima con cisteína en su centro activo de fácil oxidación

•

Peso molecular 23,000

•

Inhibición por benzoato de paracloronercurio, ácido iodoacetico, iodoacetamina.

•

Inactivación por metales pesados: Cd, Zn, Fe, Hg, Pb.

•

Activadores: Sulfitos, Cisteína, Acido Tioglicólico, Glutationa, EDTA.

•

 pH óptimo depende del sustrato:

•

 pH 5.0- Gelatina, pH 7.0 —  Albumina  Albumina y Caseína, muy inestable a pH ácido.

•

Amplia especificidad- Hidrólisis de Proteínas, Péptidos, Amidas y Esteres.

•

Síntesis de plasteína

•

Efecto de la cistina (inhibidor y activador)

•

Aumento de actividad hasta 70-80°C y después presenta una rápida desnaturalización

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MÉTODOS DE OBTENCIÓN •

Concentración y precipitación de los extractos acuosos con acetona, ácido tánico, etanol, metanol, isopropanol o sulfato de amonio.

•

En forma de preparados; la sacarosa junto estabilizadores como polietilenglicol con adición de sal, y otros estabilizadores dependiendo del uso.

USOS •

Agente suavizador de la carne, tiene componentes del sabor, muy efectivo sobre el colágeno.

•

Panadería: para prolongar la frescura del pan y disminuir el tiempo de la fermentación.

•

Para eliminar la carne de los huesos.

•

Mejor enzima en la hidrólisis de la proteína de pescado.

•

Predigestión de los granos para producción de cereales preparados

•

Alimentación animal y humana

•

Agente de desbridamiento

•

Como gel en el tratamientode ulceras

FORMA DE PRESENTACIÓN En polvo o en líquido INNOVACIONES •

Atrapamiento de la papaína en una matriz polimérica con el fin de obtener un sistema de administración de fármacos que se puede utilizar como dispositivo médico después de la esterilización por radiación gamma.

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Influence of gamma radiation onto polymeric matrix with papain Zulli, G.; Lopes, P.; Velasco, M.; Alcantara, M.; Rogero, S.; Lugao, A.; Mathor, M.; Radiat. Phys. Chem. 79, 286-288 (2010) •

La enzima Papaína inmovilizada en gel de agar, puede ser utilizada en el tratamiento de aguas residuales de la Industria alimenticia.

Aplicar la enzima inmovilizada en el tratamiento de aguas residuales de las industrias alimenticias. Br. VICTOR ALEXANDER GARCIA FLORES Br. EDWIN DANIEL ROLDAN CERNA 21 Ene 2014 20:34 •

Modulador de las respuestas inmunes e inflamatorias a la lesión de la articulación en los órganos proximal a la absorción de glucosamina utilizando un modelo de ratón de la rodilla papaína-inyectada.

Oral glucosamine modulates the response of the liver and lymphocytes of the mesenteric lymph nodes in a papain-induced model of joint damage and repair. Panicker, S.; Borgia, J.; Fhied, C.; Mikecz, K.; Oegema, T.R.; Osteoarthr. Cartil. 17, 1014-1021 (2009) •

Papaína se utiliza ampliamente para muchos fines médicos y para-médicos, tales como para ayudar a la digestión de proteínas en la dispepsia crónica, la fermentación gástrica, gastritis, la eliminación de tejido necrótico, la preparación de derivados de tirosina para el tratamiento de parkinsonismo, la preparación de vacunas contra el tétanos, agentes de limpieza de la piel y el tratamiento del acné.

Production and recovery of recombinant propapain with high yield. Choudhury, D.; Roy, S.; Chakrabarti, C.; Biswas, S.; Dattagupta, J.K.; Phytochemistry 70, 465-472 (2009)

•

Efectiva en la remoción del tejido cariado infectado, une características antimicrobianas con practicidad y facilidad y seguridad en su utilización, siendo,  por lo tanto, una alternativa factible para la remoción de las lesiones de caries.

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“ Nuevo tratamiento para las caries”

31º Congreso Internacional del Círculo Argentino de

Odontología (CICAO). Publicado el 22.10.2012 •

Los resultados del tratamiento papaína resultaron en una reducción significativa de la permeabilidad hidrodinámico de la capa de glicoproteína suave externa de las células, lo que se refleja una disminución significativa en el espesor de capa superficial suave y una pérdida de la integridad de la superficie celular / rigidez

Impacts of papain and neuraminidase enzyme treatment on electrohydrodynamics and IgGmediated agglutination of type A red blood cells. Hyono, A.; Gaboriaud, F.; Mazda, T.; Takata, Y.; Ohshima, H.; Duval, J.F.; Langmuir 25, 10873-10885 (2009) •

Método para la internalización de anticuerpos monoclonales basados en la digestión con papaína seguido por citometría de flujo. Este método puede identificar si el anticuerpo monoclonal de unión ha internalizado en la célula, con una ventaja adicional de cuantificar con precisión el anticuerpo monoclonal internalizado sin alterar la morfología celular después de digestión con papaína.

Accurate determination of internalization for target binding antibody using papain digestion and flow cytometry. Li, S.; Tang, Y.; Hybridoma 29, 133-139 (2010)

•

El tejido de algodón con papaína inmovilizado modificado tiene potencial aplicación en el campo textiles funcionales

Immobilization of Modified Papain with Anhydride Groups on Activated Cotton Fabric Xue, Y.; Nie, H.; Zhu, L.; Li, S.; Zhang, H.;  Appl.

Biochem. Biotechnol. 160,

109-121

(2009) •

La papaína es uno de los componentes utilizados por laboratorios oftalmológicos  para fabricar tabletas enzimáticas para la limpieza de lentes de contacto.

•

También forma parte de suplementos dietarios, debido a su capacidad de favorecer el proceso digestivo.

•

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•

Se utilizó para medir el grado de hidrólisis que la papaína tiene sobre las proteínas que se encuentran presentes en aguas residuales de las industrias alimenticias.

Víctor Alexander García 2. Ensayo de la actividad de la enzima papaína inmovilizada y su aplicación en aguas residuales de las industrias alimenticias. (2010) •

Uso de la papaína en la elaboración de un gel de uso odontológico. Cinthya Sánchez Castañeda. Uso de la papaína en odontopediatría, revisión de un caso clínico. (2011)

Quimiopapaína (EC 3.4.22.6) CLASE: Proteolítica SUSTRATO: Gran variedad de proteínas ORIGEN: Látex de la papaya CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS: •

Existen dos formas A y B

•

Muy similar a la papaína en su actividad proteolítica

•

Baja actividad sobre la hemoglobina comparada con la papaína

•

Menor grado de hidrólisis de algunos esteres.

•

Más estables en altas temperaturas que la papaína

•

Mejor estabilidad en pH ácidos

•

Peso molecular 27,000

•

Mejor estabilidad en solución salina

•

Activación similar a la papaína

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MÉTODOS DE OBTENCIÓN •

Preparación con sulfato de amonio, alcohol etílico con acetato de zinc

•

Como vehículo se utiliza cloruro de sodio, glucosa, lactosa, jarabe glucosado, sorbitol, glicerol, colágeno soluble y estabilizador.

PRESENTACIÓN En forma líquida: sacarosa y glicerina. INNOVACIONES •

Existe evidencia convincente para el uso de la quimopapaína en el tratamiento de las hernias de disco agudas

Hernia de disco: inyecciones y técnicas mínimamente invasivas Thomas M. Larkin, Michael DeMarco, José Suros y Steven P. Cohen http://media.axon.es/pdf/98236_2.pdf •

Biocatalizadores en síntesis orgánica en medios acuoso-orgánicos

Fitoproteasas como biocatalizadores en síntesis orgánica en medios acuoso-orgánicos Trabajo de Tesis - 2011 Carlos Rafael Francisco Llerena Suster Directora: Nora Silvia Priolo Codirectora: Susana Raquel Morcelle del Valle Hidrolizados de proteína: Procesos y aplicaciones. (Protein hydrolysates: processes and applications) Ricardo Benítez, Albert Ibarz, Jordi Pagan. (2009) •

Se desarrollan nuevas técnicas de hidrolisis enzimática de proteínas por acción de enzimas proteolíticas a partir de una mezcla proteolítica con quimiopapaina se obtienen hidrolizados que son utilizados ampliamente en tecnología alimentaria por sus propiedades nutricionales y funcionales.

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Bromelina (EC 3.4.22.32) CLASE: Proteolítica SUSTRATO: Esta enzima tiene un amplio espectro  para la ruptura de proteínas;  un buen sustrato sintético  para esta enzima es la cadena Bz-Phe-Val-Arg-|-NHMec. En cambio no tiene afinidad por Z-Arg-Arg-|-NHMec como la bromelina del tallo. ORIGEN: Tallo y fruto de la piña CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS: •

Muy similar a la papaína (enzima SH) en activación e inactivación

•

 pH óptimo: 6.0 — 8.0 dependiendo del sustrato.

•

La enzima de la fruta es una proteína ácida

•

Las dos enzimas son glicoproteínas.

•

Temperatura óptima 30-50°C

USO Hidrólisis de las proteínas de la leche coaguladas durante la esterilización, ayuda también a eliminar el olor sobrecalentado de la leche, se utiliza en forma inmovilizada Alimentación animal y humana Producción de peptonas: Oligopolímeros como medios de cultivo en combinación con quimiotripsina. PRESENTACIÓN

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Forma líquida, seca o inmovilizada

INNOVACIONES •

Se busca reducir la contaminación y aprovechar las mermas naturales para obtención de productos.

Bromelain treatment decreases neutrophil migration to sites of inflammation Fitzhugh, D.J.; Shan, S.; Dewhirst, M.W.; Hale, L.P.; Clin. Immunol. 128, 66-74 (2008) •

Bromelina tiene actividad anti-cáncer, así como antitrombótico, fibrinolítico, antiedematosa, y quemar propiedades de desbridamiento

Bromelain's activity and potential as an anti-cancer agent: Current evidence and  perspectives. Chobotova, K.; Vernallis, A.B.; Majid, F.A.; Cancer Lett. 290, 148-156 (2010) •

Bromelina disminución de la sensibilidad metacolina, la reducción en los eosinófilos de lavado broncoalveolar y la interleucina-13 concentraciones, así como de las células B CD19 + y CD8 + células T, en comparación con los controles, visión general. La bromelina modula linfocitos pulmonares durante el asma aguda

Oral bromelain attenuates inflammation in an ovalbumin-induced murine model of asthma. Secor, E.R.; Carson, W.F.; Singh, A.; Pensa, M.; Guernsey, L.A.; Schramm, C.M.; Thrall, R.S.; Evid. Based. Complement Alternat. Med. 5, 61-69 (2009)

•

Bromelina aumenta la expresión de p53, así como Bax en los papilomas de piel de

ratón, al mismo tiempo, la bromelina disminuye la actividad de los reguladores de supervivencia celular, tales como Akt y ERK promoviendo así la muerte celular por apoptosis en los tumores. La bromelina reduce CD44 en la superficie de ratón y células tumorales humanas, acompañados por la invasión de células de cáncer disminuida y fijación sustrato, así como por la atenuación de la síntesis de novo de proteínas. La 10

 bromelina puede estimular el sistema inmune innato mediante la activación de neutrófilos  para producir especies de oxígeno reactivas Hexafluoroisopropanol-induced helix-sheet transition of stem bromelain: correlation to function. Dave, S.; Dkhar, H.K.; Singh, M.P.; Gupta, G.; Chandra, V.; Mahajan, S.; Gupta, P.; Int. J. Biochem. Cell Biol. 42, 938-947 (2010) http://www.brenda-enzymes.org/enzyme.php?ecno=3.4.22.32 Bromelina de tallo de piña muestra beneficios terapéuticos en una variedad de

•

enfermedades inflamatorias, incluyendo la enfermedad inflamatoria intestinal murino, mecanismo, vista general. La bromelina efecto primario a largo plazo es abrogación de la adhesión firme de los leucocitos a los vasos sanguíneos en el sitio de la inflamación. Reuti-Piña: El camino de una solución ambiental hacia un negocio rentable. Daniel Méndez Masis, INNOVACIÓNCR, 2014. (http://www.innovacion.cr/blog/reuti-pina-el-camino-deuna-solucion-ambiental-hacia-un-negocio-rentable) Bromelina posee actividad anti-inflamatoria y reduce la viscosidad de la sangre,

•

 previene la agregación de plaquetas de la sangre, y mejora la lesión por isquemiareperfusión. Bromelain induces cardioprotection against ischemia-reperfusion injury through Akt/FOXO pathway in rat myocardium Juhasz, B.; Thirunavukkarasu, M.; Pant, R.;. Zhan, L.; Penumathsa, S.V.; Secor, E.R.; Srivastava, S.; Raychaudhuri, U.; Menon, V.P.; Otani, H.; Thrall, R.S.; Maulik, N.;  Am.

J. Physiol. Heart Circ. Physiol.  294,

H1365-H1370

(2008)

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Ficina (EC 3.4.22.3) CLASE: Proteolítica SUSTRATO:

Varias

proteínas,

pero

presenta

 predilección por aminoácidos aromáticos ORIGEN: Látex del género Ficus (20 variedades) CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS: •

Existen en forma cruda, purificada y cristalina

•

Muy similar a papaina (enzima SH)

•

Forma muy purificada: se obtiene diferentes fracciones

 para auto digestión. •

Peso molecular: 25,000-26,000

•

Alta concentración de la enzima: 1% en el higo verde

•

Fácil descomposición durante el secado solar

•

 pH óptimo de 6.0-8.0 (estabilidad de 3.5-9.0) dependiendo del sustrato.

•

Temperatura óptima 40-60 °C (80°C se inactiva la enzima)

•

Amplio rango de hidrólisis

•

Compuestos oxidativos como hipoclorito y agua oxigenada inactivan las enzimas en alta temperaturas.

•

 No necesitan la presencia de metales para su actividad.

•

Actividad superior comparando con tripsina y quimiotripsina

USOS •

En detergentes en formas no purificadas donde de utilizan secuestradores de calcio. 12

•

Industria de la piel: elimina el pelo y suaviza la piel en pH alcalino.

INNOVACIONES •

La enzima se utiliza en las industrias alimentaria, farmacéutica, y detergentes

Purification, characterization, and solvent-induced thermal stabilization of ficin from Ficus carica.Devaraj KB1, Kumar PR, Prakash V. •

Cinéticamente controlada en formación de enlaces peptídicos acoplando los sustratos de éster metílico de éster benciloxicarbonil-Ala y Gly-benciloxicarbonil éster metílico con L-Ala, D-Ala, L-Gln, D-Gln y L-Cys (acetamidometilo), respectivamente

Kinetically controlled synthesis of dipeptides using ficin as biocatalyst. Monter B1, Herzog B, Stehle P, Fürst P. •

La enzima debería resultar generalmente útiles en la secuenciación de péptidos

On the specificity and pH dependence of ficin-catalyzed hydrolyses. Some comparisons with bromelain specificity. Kortt AA, Hinds JA, Zerner B. •

Utilizada para la detección de anticuerpos de muestras de donantes de sangre con el autoanalizador sistema de microplacas

Use of standardized protease enzymes for antibody screening of blood donor samples with the microplate system AutoAnalyzer. Mazda T1, Makino K, Yabe R, Nakata K, Fujisawa K, Ohshima H. •

La digestión de IgG monoclonal murino para obtener fragmentos de anticuerpos  bivalentes inmunorreactivas

Extracción de ficina de higo (Ficus

carica L.)  y

evaluación de la actividad enzimática.

Alvarado Ruiz, Rojas Vélez, Toledo Vargas, Juan José. Research Gate. (2016) A new enzymatic method to obtain high-yield F(ab)2 suitable for clinical use from mouse IgGl. Mariani M1, Camagna M, Tarditi L, Seccamani E.

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La Ficina es una enzima utilizada en la industria con la intención de modificar la estructura de harinas y cárnicos, principalmente. Entre las aplicaciones más comunes se encuentran: •

Productos cárnicos

•

Harinas y productos de panificación

•

Cerveza

•

Quesos Fuente: Badui S., 2013, “Química de los Alimentos”.

Pepsina (EC 3.4.23.1) CLASE: Proteolítica SUSTRATO: Actúa principalmente sobre enlaces  peptídicos de naturaleza hidrófoba, preferentemente aromáticos. ORIGEN: Jugo gástrico de los animales y humanos en forma de proenzima CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

Proteasa ácida: pH óptimo l.0-4.0 (máximo de 1.8)

•

Es producida por un precursor pepsinógeno, conversión autocatalítica en pH debajo de 5.0

•

Peso molecular de 30,000-33,000

•

Especificidad sobre enlace con fenilalanina y tirosina, pero

hidroliza también con

ácido glutámico, cisteína y cistina 14

•

Tiene actividad de esterasas

USOS •

Hidrólisis de las proteínas del músculo, colágeno y elastina puede sustituir a la  papaína, menor estabilidad térmica.

•

Ayuda a eliminar la grasa de las células adiposas.

•

Puede realizar la síntesis de plasteínas

•

En la producción de quesos

•

En la alimentación animal

INNOVACIONES •

Aplicaciones en procesos de conservación y restauración de obras de arte. Consolidación de celulosa

Utilisation d'enzymes dans les processus de conservation et restauration d'oeuvres d'art. Consolidation de cellulose. De Lera Santín, Alicia. Francia. 2011. •

Se emplea en las reproducciones in vitro de la digestibilidad de muchos alimentos.

Revista Cubana de Ciencia Agrícola, Tomo 48, Número 4, 2014. 353 Digestibilidad in vitro de la proteína con crudos enzimáticos, obtenidos de residuos de matadero. Maryen Alberto1, Lourdes Savón1, Maday Alonso del Rivero2 y Beatriz Farruggia31. •

La aplicación para la extracción de moléculas bioactivas, a partir de residuos agroindustriales, representa una metodología viable para su valorización. Debido a lo complejo de los residuos generados en el procesamiento de frutas y verduras, en general se deben utilizar mezclas enzimáticas que permitan degradar las membranas y paredes celulares, facilitando la recuperación de compuestos de alto valor agregado.

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Pepsina capturada en granulos gelificados de K-carragenato reticulados mediante actividad ionotropica para una mejora de la estabilidad: optimización y caracterización fisicoquímica mediante el diseño de Box-Behnken. Sankalia Mg, Sankalia Jm, Sutariya Vb Y Mashru Rc. (2009) ENZIMAS EN LA VALORIZACIÓN DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES Leticia Casas Godoy (Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A.C., CIATEJ) y Georgina Coral Sandoval Fabián. •

Creación de matrices biopoliméricas

Encapsulación y liberación controlada de enrofloxacina utilizando matrices biopoliméricas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales y Biotecnología (CINDEFI), CONICET-UNLP bajo la dirección del Dr. Guillermo R. Castro

Tripsina (E C. 3.4.21.4) CLASE: Proteasa. SUSTRATO: Enzima digestiva de los animales y del humano producida por el páncreas. ORIGEN: Arginina Lisina. CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

Es una Serino Proteasa.

•

Tripsinogeno: Activación por entero peptidasa, tripsina y proteasa bacterianas, hidrólisis de un enlace peptidico con activación de calcio.

•

Tiene 233 aminoacidos: Peso molecular 24,000.

•

Muy estable en pH a bajo de 6.0 (optimo 3.0) en pH alto se presenta destrucción auto catalítica.

•

•

 pH óptimo de activación 7.0-9.0 Especificidad de hidrólisis. Actúa donde esta Lisina y Arginina con enlace por su grupo carboxílico con grupo amino del otro aminoácido.

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Es estable a las ligeras oxidaciones y no necesita compuestos reductores para su actividad. •

Inhibición por inhibidores proteicos de soya, frijol de lima, trigo y ovomucoide (proteínas de bajo peso molecular con excepción del último que tiene 25% de carbohidratos). USOS

•

Preparaciones de proteasa comerciales por lo general consisten en una mezcla de diversas enzimas proteasa que a menudo incluye la tripsina. Estas preparaciones se utilizan ampliamente en la industria alimentaria:

•

Como una enzima de la cocción para mejorar el trabajo de la masa

•

En la extracción de condimentos y aromas a partir de proteínas vegetales o animales y en la fabricación de salsas

•

Para controlar la formación de aroma de queso y productos lácteos

•

Para mejorar la textura de productos de pescado

•

Para ablandar la carne

•

Durante la estabilización de cerveza fría

INNOVACIONES •

Purificación de isoformas de proteasas tipo tripsina de crustáceos (Rodríguez Javier y Col., 2012)

•

Actividad de tripsina y quimotripsina como indicadores de condición larvaria: estudio de restricción alimentaria y calidad de puesta. Beatriz Cara, Fco. Javier Moyano, J. Luis Zambonino, Christian Fauvel. Congreso Iberoamericano Virtual de Acuicultura. (2014)

•

Efecto de niveles crecientes de inhibidores de tripsina en la dieta sobre el desempeño de las aves. Sitio Argentino de Producción Animal. (2013)

•

Se realizó un experimento para entender el efecto de nivele crecientes de inhibidores de tripsina en dietas para pollos de engorde. Mayorga María. (2015)

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Quimiotripsina (E C. 3.4.21.1) CLASE: Proteasa. SUSTRATO: Enzima digestiva de los animales y del humano producida por el páncreas. ORIGEN: Triptófano, Tirosina, Fenilalanina, Metionina. CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

Serino-Proteasa

•

Quimiotripsinogeno

•

Temperatura optima hasta 50ºC

•

Es estable en pH acido pero en contraste con la tripsina su actividad llega hasta el  pH neutro

•

•

 pH óptimo para hidrólisis de proteína 7.0-9.0 Especificidad sobre aminoácidos, con los anillos aromáticos, pero pueden atacar a los péptidos con aminoácidos con cadena hidrofóbica

•

Estable en condiciones ligeramente de oxidación y no necesita reductores para su actividad.

APLICACIONES •

Alimentación humana y animal

•

Producción de peptonas

•

Síntesis de Plasteinas

INNOVACIONES •

Se usa en oftalmología, ya que actúa alisando las fibras zonulares y facilitando la extracción de cristalino en la cirugía de cataratas. También se usa por su supuesta

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acción reductora de la inflamación de los tejidos blandos y además asociados a heridas y cirugías. www.acofarma.com/quimiotripsina •

Actividad de proteasas comerciales de bovino (Tripsina Sigma T4665 y Quimotripsina Tipo II Sigma C-4129) frente a proteasas digestivas de Callinectes  bellicosus y Penaeus vannamei mediante zimograma. (Gonzales Margarita y Col., 2011).

Renina (E C. 3.4.23.15) CLASE: Proteasa SUSTRATO: Jugo gástrico de los animales  jóvenes y humanos en forma de prorenina ORIGEN: Caseína y Angiontesinogeno CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

Activación por la separación de un péptido de 5,000

•

Activación por pH ácido y sal (auto activación)

•

Muy estable a pH 5.3-6.3 buena estabilidad a pH 2.0

•

•

 pH 3.5-4.5 ocurre auto digestión. Actividad de esterasa

Actividad de proteasa: Hidrólisis en el enlace de la kappa caseína, entre fenilalanina 108 y metionina 109 de esta glicoproteína que estabiliza la micela de la leche, después con  presencia de calcio en temperaturas mayores a 20ºC APLICACIONES •

Activación por la separación de un péptido de 5,000

•

Activación por pH ácido y sal (autoactivacion)

•

Muy estable a pH 5.3-6.3 buena estabilidad a pH 2.0

•

 pH 3.5-4.5 ocurre autodigestion. 19

•

Actividad de esterasa

•

Actividad de proteasa: Hidrólisis en el enlace de la kappa caseína, entre fenilalanina 108 y metionina 109 de esta glicoproteína que estabiliza la micela de la leche, después con presencia de calcio en temperaturas mayores a 20°.

INNOVACIONES •

La transglataminasa fue estudiada durante la coagulación enzimática de un sistema lácteo, la finalidad fue generar una red más compleja durante el proceso de elaboración de geles de proteínas lácteas a base de renina; para así evaluar el  porcentaje de proteína y grasa retenida. Pedroza Ruth. (2011)

•

Enzimas del cuajo para la producción de quesos (Itziar Ibarlucea y Gemma López. Curs, 2008).

•

Producción de enzimas en la industria láctea (Lactasa y Renina). Bello Gonzalez, Angela.

2009.

(http://stadium.unad.edu.co/preview/UNAD.php?url=/bitstream/10596/1539/1/2009 -04P-08.pdf)

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Serino Proteasa (EC. 3.4.21) CLASE: Proteasa microbiana SUSTRATO: Bacillus Subtilis, Licheniformis ORIGEN:  Polipeptídico al sitio de unión de una enzima proteolítica. CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

Endopeptidasa con baja especificidad

•

Alta estabilidad a pH 9.0-11.0

•

 pH óptimo de actividad 5.0-11.0

•

Peso molecular 25,000-30,000

•

Temperatura optima 50ºC, inestabilidad a temperaturas mayores de 70ºC

APLICACIONES •

Los fabricantes de galletas las utilizan para reducir la cantidad de proteínas en la harina.

•

Con dos cadenas polipeptídicas se libera del endotelio y está presente en el plasma y en la orina.

•

Son hidrolasas que degradan enlaces peptídicos de péptidos y proteínas y poseen en su centro activo un aminoácido serina para la catálisis enzimática.

INNOVACIONES •

Efecto de una serina proteasa en glándulas accesorias del aparato reproductor masculino, estos inhibidores modulan la fisiología espermática por algunos mecanismos no conocidos. Clemente Marissa. (2012)

•

Efecto de una serina proteasa en dietas con niveles crecientes de sorgo, sobre los  parámetros productivos y utilización de nutrientes en pollos de engorde. Carvajal Gregorio. (2013)

21

Metaloproteasas (E C. 3.4.11.2) CLASE: Proteasa microbiana SUSTRATO: Bacillus Subtilis, Licheniformis ORIGEN: Elastina, Citoquina y Quimioquinas CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS: •

Contienen metal, principalmente zinc en su centro activo

•

•

 Necesitan calcio para su estabilidad Endoenzimas que atacan el enlace de los aminoácidos que contienen grupos hidrofóbicos

•

Son termoestables (termolisina) a 70-80ºC (residuos hidrofóbicos y presencia de calcio

APLICACIONES •

.Amyloliquefaciens: Industria de la piel, cervecera, alcoholera, produce Alfa amilasa, Beta glucanasa, estable sobre los inhibidores de la cebada.

•

B.Srearothermophilus: Industria cervecera y alcoholera.

INNOVACIONES •

Investigación sobre la expresión genética de metaloproteasas de la matriz extracelular en cáncer gástrico y su participación en invasión y metástasis. De la Peña Sol. (2010)

•

Expresión de metaloproteasas en células madre tumorales tras irradiación. Olivares Urbano. (2014)

•

Papel de las metaloproteasas en la remodelación del ligamento periodontal durante la movilización dentaria ortodóntica. Cardo Marcos. (2014)

•

Caracterización de nuevos sustratos de las metaloproteasas en cáncer de mama mediante marcaje metabólico diferencial. Branchat Reverter. (2012) 22

•

Rol de las metaloproteasas en la gestación e impacto de la diabetes materna. Higa Romina. (2012).

Proteasas ácidas CLASE: Endopeptidasas SUSTRATO: Atacan a la B caseína liberando  péptidos ORIGEN: Bacteriano y principalmente fúngico CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

Contiene ácido aspártico en su centro activo, buena estabilidad

•

Estable a la acción de inhibidores que actúan sobre SH

•

Estable sobre la presencia de EDTA, fosfatos, citratos, los metales o activan las enzima

•

Similares a la pepsina y renina

APLICACIONES •

Pueden ser utilizadas en procesos productivos como en la industria de los detergentes, de alimentos y del cuero (Smith y Brekke, 1984), adicionalmente unas variedades de proteasas contienen importantes aplicaciones farmacéuticas (Chandrasekaran y Dhar 1986; Vázquez et al., 2008).

•

En las industrias de producción de alimentos más del 60 % de las enzimas utilizadas son proteasas por poseer aplicaciones más prácticas y variadas ya que ocasionalmente son combinadas con péptidasas, esto es con la finalidad de lograr una hidrolisis más completa.

•

fabricación de bebidas, panificaciones, galletería, ablandadores de carne, síntesis del aspartame, (Kembhavi et al., 1993) clarificación de cerveza, (Sánchez, 2004) fabricación de productos fermentados de soya y de pescado, saborizantes, así como

23

en la elaboración de quesos, concentrados proteicos y producción de hidrolizados  proteicos. INNOVACIONES •

Caracterización de la actividad proteasa digestiva de atún rojo. Z. Essed, I. Fernández, F. J. Alarcón y F. J. Moyano. Instituto Español de Oceanografía. (2011)

•

Aislamiento y caracterización de proteasas de

 Isostichopus fuscus. 

Arisahía

Hernández. (2012) •

Se estudió la suplementación enzimática de la dieta con distintos enzimas microbianos en lechones en fase de transición. J. Mascarrel. (2010)

Lipasas CLASE: Lipolíticas SUSTRATO: Ácidos grasos y lípidos ORIGEN:  Animales (páncreas, leche) germinados de  plantas (cereales y oleaginosas). CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

 pH optimo 8-9 pero puede actuar a pH ligeramente ácido dependiendo del sustrato, sales y emulsificantes.

•

Temperatura óptima de 30-40°C, mantiene actividad debajo de 0°C

•

Metales pesados inhiben su actividad,

•

Calcio es estimulador mediante neutralización de ácidos grasos

•

Sales de ácidos biliares emulsifican la grasa.

•

Emulsión necesaria para actividad, especialmente en ac. Grasos de cadena larga

APLICACIONES •

Digestión de grasas en el cuerpo (degradan las grasas en partículas más  pequeñas ) 24

•

Las serpientes de cascabel utilizan un tipo de fosfolipasa con sus víctimas de mordeduras para "predigerir", rompiendo las membranas celulares y mediante la  producción de una mezcla líquida de la piel revestida que se pueden tragar y absorber fácilmente.

•

Algunas de estas enzimas descomponen los componentes celulares

INNOVACIONES •

Propiedaes físicas y sensoriales del pan fresco con la adición de enzimas lipasa y lacasa. Vega Oscar Alfonso. (2015)

•

Pretratamiento de aguas residuales de la industria láctea con una lipasa inmovilizada. Giraldo Gloria. (2013)

•

Ventajas del uso de lipasas en la industria del aceite (2013) Rescatado de: http://alimentarnos.com/blog/aceites-y-grasas/post/las-ventajas-del-uso-delipasas-en-la-industria-de/

•

Enzimas Lipolíticas y su Aplicación en la Industria del Aceite. Alejandra Rivera-Pérez, Fernando García-Carreño. Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (2009

Lipasas microbianas (movilizada) CLASE: Lipolíticas SUSTRATO: Pueden acomodar muchos sustratos diferentes (son poco específicas) ORIGEN:  Bacteriano:

Pseudomonas,

Achromobacter,

Staphylococucus Fúngico: Rhizopus, penicillum, aspergillus, mucor Levaduras: Candida y Torulopsis. CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

Enzimas extracelulares 25

•

•

Enzimas inducibles por la presencia del sustrato  pH óptimo ácido ( Rhizopus y Aspergillus)

•

Temp. Óptima de 30-40°C.

•

Achromobacter se desnaturaliza en 100°C después de 40 min.

•

Los metales pesados son fuertes inhibidores

•

Activadores:Cacio, Sodio, potasio y magnesio, pero a bajas concentraciones.

•

Inhibición por algunos antibióticos, penicilina, mycostatina, (inhibición competitiva)

•

Mismo modo de acción sobre el sustrato que las enzimas de origen animal y vegetal.

APLICACIONES •

Sustituyentes de las lipasas.

•

Interesterificación, transesterificación.

•

Ingredientes o aditivos para la transformación de aceites y grasas

•

Maduración de queso Manteca y bebidas lácteas.

•

En detergentes

•

Aumenta el sabor, producción de sabores artificiales de queso con grasa butírica.

•

Disminuye el tiempo de maduración del queso

•

Modificación del punto de fusión de grasas

•

Produccióon de monogliceridos (shortening)

•

Hidrólisis de fosfolípidos, lisofosfolípidos, mejora la elasticidad y estabilidad del  pan, ayuda a la producción de emulsificante

•

Alimentación humana y animal

INNOVACIONES •

Producción biotecnológica de lipasas microbianas, una alternativa sostenible para la utilización de residuos agroindustriales. Aceves Diez, Angel Emilio; Castañeda Sandoval, Laura Margarita. Universidad de Antioquia. (2012)

26

•

Producción biotecnológica de lipasas microbianas, una alternativa sostenible para utilización de residuos agroindustriales. Ángel Emilio. (2012)

•

Aplicación de lipasas microbianas para la producción de biocombustibles similares al biodiesel que integran la glicerina en forma de monoglicérido. C. Luna. (2015).

•

La lipasa inmovilizada de Sthapylococus Xylosus se ha utilizado para catalizar la transesterificación de tirosol, que es un antioxidante que se utiliza en productos para el antienvejecimiento y protectores solares. Uso de la lipasa extracelular de Mucor racemosus formulándose carbopol, y siendo utilizada en el tratamiento tópico de la celulitis. García Esteban (2015).

Enzimas pécticas (inmovilizada) CLASE: Hidrolasas SUSTRATO: Pectinas y sus derivados, ácidos pécticos,  protopectina ORIGEN:  Plantas, hongos o microorganismos que invaden los tejidos vegetales APLICACIONES •

En forma cruda como preparados mixtos con celulasa y hemicelulasa durante la maceración de frutas para aumentar el rendimiento del jugo, producto más estable y de alta concentración.

•

Producción de gelatinas

•

Clarificación de jugos (polgalacturonasa con hemicelulasa)

•

Producción de aceites esenciales de cascara de frutas tropicales.

•

Chocolate, Cocoa, Café, Jugos de frutas, Aceite de oliva; Actividad hidrolitica durante la fermentación del cacao.

•

Hidroliza la cubierta gelatinosa durante la fermentación de las bayas. 27

•

Aumenta el rendimiento de extracción por prensado, clarificación,

•

mejoramiento del proceso de concentración.

•

Modificación de las características de las pectinas (grado de metilación)

•

Clarificación de jugos de fruta y vinos Liberación de color y jugo

•

Disminución de la viscosidad en purés y concentrados de frutas

INNOVACIONES •

Producción de enzimas pécticas por medio de Aspergillus Nig. Universidad  Nacional de la plata. (2013)

•

Elaboración de una bebida a partir de pulpa de capoazú, con la acción enzimática de la pectín esterasa. Godoy Susana. (2014)

•

Producción de pectinasas por Bacillus spp. a partir de cáscaras de naranja y toronja como fuente de carbono. Arellano Julio. (2015)

Alfa amilasa CLASE: Endoamilasa SUSTRATO: Almidón ORIGEN: Vegetal, animal y microbiano:Bacillus subtilis, Amyloliquefaciens, Lichenformis, aspergillus Oryzae CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS •

Peso molecular 50- 60 000

•

Temperatura óptima hasta 95-100°C

•

Dependencia de calcio

•

Buena estabilidad térmica

•

Endonucleasa

•

Hidrólisis completa de amilopectina 28

APLICACIONES •

Se utiliza principalmente en panadería

•

Digestión y maduración de frutas, en cebada y trigo en producción de cerveza y pan.

INNOVACIONES •

Determinación de la concentración de alfa y beta amilasa comerciales en la  producción de etanol a partir de almidón de cebada empleando Saccharomyces cerevisiae. Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá. (2009)

•

Obtención de bio-combustible orgánico a partir de Zea Maus con aplicación de alfaamilasa. Prado Lapatinsky. (2016)

•

Estudios sobre alfa-  amilasa en saliva como marcador de estrés en la especie humana y otras especies animales. Fuentes Rubio. (2014)

•

Papel de la lactancia materna en la respuesta al estrés: estudio comparativo y correlacional de los niveles de cortisol y alfa amilasa de madres e hijos lactantes. Agudeleño Cañas Samantha. (2014)

Beta Amilasa (EC 3.2.1.2) Clase: Hidrolasa Sustrato: Se la conoce con el nombre de enzima

sacarogénica, pues actúa sobre la amilosa, rompiendo unidades 1,4, dando maltosa.

Origen: Semillas germinadas (malta) y Microbianas:

Bacillus

Megaterium,

Polymyxa,

Pseudomonas,

Streptomyces.

CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS •

Exoenzima

•

Especificidad-solo hidroliza enlace alfa 1.4 glucosídico 29

•

•

•

•

•

Peso molecular 152,000  pH 5.0-7.9 dependiendo del origen SH-centro activo, da fácil oxidación  No requiere la presencia de calcio Alta competencia con alfa amilasa de origen fúngico

Aplicaciones:

USO INDUSTRIAL

•

Industria cervecera

•

Industria alcoholera

•

Jara be de maltosa

INNOVACIONES •

Desarrollo de un mejorador con tecnología enzimática para el mejoramiento de textura y volumen en pan de molde en la industria panificadora. E Cortazar (2015).

Glucoamilasa O Amiloglucosidasa (EC 3.2.1.3) CLASE: Hidrolasa SUSTRATO: La función de la glucoamilasa es actuar en la reacción

de hidrólisis en cadenas de polisacáridos rompiendo los enlaces 1,4alfa-D-glucosa que se encuentran de manera residual en las cadenas después de haber sido digeridas por alfa y beta amilasas. El principal producto final de la acción de la glucoamilasa sobre el almidón es glucosa, lo que la diferencia de la alfa y beta amilasas. ORIGEN: Aspergillus, Rhizopus y Endomyces

CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS: 30

•

•

Exoenzima  pH 4.5-5.0

•

Temperatura óptima 55-60°C

•

Glicoproteína (13-18% de glucosa)

•

Peso molecular 60-1 00,000

•

Realiza la hidrólisis del almidón crudo

•

Especificidad 1.4-D, baja especificidad actividad sobre 1.6 y 1.3

•

Factible combinación con pululanasa

•

Formas inmovilizadas

APLICACIONES

USO INDUSTRIAL

•

Hidrólisis del almidón predigerido con alfa amilasa para obtener jarabe glucosado.

•

En forma inmovilizada para hidrolizar los productos de la producción del

•

Jarabe fructosado ·

•

Industria juguera

•

Industria cervecera

•

Industria alcoholera

INNOVACIONES



Producción de enzimas por Aspergillus. Viniegra Gonzalez, Gustavo. Universidad Autonoma Metropolitana-Iztapalapa. (2009)



Efecto de la actividad de agua sobre la expresión de glucoamilasa por Aspergillus en cultivo inmovolizado. Gallegos Iván. (2010)

31



Producción de ácido cítrico a partir de aguas residuales con altos contenidos de almidón mediante fermentación de Aspergellius, utilizando microorganismos inmovilizados. Escudé Isaac. (2010)

Pululanasa (EC 3.2.1.4) CLASE: Hidrolasa

SUSTRATO: Glucógeno, amilopectina

ORIGEN: Levaduras: Kyveromyces pneumoniae

CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS:

•

Exoenzima alfa glicosídico 1.6

•

Hidrólisis sobre alfa glicosídico 1.3

•

Hidrólisis de pululan- polisacárido de hongos con enlaces 1.6 alfa glicosídico

•

•

 pH 6.5-6.8 Temperatura óptima solo 50°C

VENTAJAS:

•

Permite que el proceso de hidrólisis de almidón (amilopectina) sea completo

DESVENTAJAS:

•

Actividad de bajas temperaturas

32

INNOVACIONES •

Estudio de la producción de jarabes glucosados a partir de maltodextrinas empleando

dos

enzimas

comerciales.

Quintero

Juan

(2010).

Http://www.redalyc.org/pdf/1698/169815396008.pdf  •

Producción de jarabes glucosados empleando un complejo enzimático en la hidrólisis de almidón contenido en harinas de yuca, sorgo y maíz; se evaluó la expresión de los genes que codifican para los enzimas como la pululanasa. Serna María (2014).

Ciclodextrina

glucosiltransferasa

(EC

2.4.1.58) CLASE: Hidrolasa

SUSTRATO: Glucosa UDP y lipopolisacáridos

ORIGEN:

Bacillus

Macerans,

Bacillus,

Stearothermophilus, Bacillus Megaterium.

CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS

•

Enzima extracelular 

•

Realiza síntesis de ciclodextrinas del almidón con 6,7 u 8 unidades conocidas como alfa, beta y gama ciclodextrinas que no son reductoras

APLICACIONES

•

Su estructura (el interior del anillo posee características algunos componentes (sabor, olor) con control de la separación. 33

•

Permite eliminar compuestos no deseables del jarabe HFCS

•

Disminuye el color café del jugo de manzana secuestrado los fenoles.

INNOVACIONES •

Tecnologías de enmascaramiento de sabor amargo en alimentos. X. Villegas-Riíz, H.

Ruíz-Espinosa

y

M.

E.

Bárcenas-Pozos.

(2010)

http://www.udlap.mx/WP/tsia/files/No4-Vol-1/TSIA-4(1)-Villegas-Ruiz-et-al2010.pdf •

Síntesis y caracterización de polímeros de ciclodextrina: aplicación a la liberación de fármacos. Rubén Machí. (2012)

•

La inhibiciónde la polifenoloxidasa de durazno por β-ciclodextrina.

Laura de la

Rosa. (2010)

Sacarasa (EC 3.2.1.4) CLASE: Hidrolasa

SUSTRATO: Catalizan la hidrólisis de caña de

azúcar, o sacarosa, a la simple azúcar glucosa y fructosa.

ORIGEN: Saccharomyces y Aspergillus

CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS:

•

•

 pH optimo 4.0-5.5 Temperatura optima SS-70°C, la mejor estabilidad la presentan los preparados crudos que purificados

•

La alta concentración de azúcar estabiliza la enzima pero disminuye la velocidad de reacción

34

•

Inhibición con metales pesados-Ag actuando sobre la histidina

APLICACIONES

VENTAJAS •

Permite aumentar la dulzura por 10-20%

•

Alta pureza comparando con hidrolizado ácido

•

Humectante, difícil cristalización

DESVENTAJAS: •

Puede realizar la reacción de la síntesis de sacarosa

INNOVACIONES •

Invertasa del genero Aspergillus y su impacto biotecnológico. Recuperado de: http://www.smbb.com.mx/revista/Revista_2011_1/Veana_Invertasa.pdf (2011)

•

Síndrome de malabsorción en pediatría: deficiencia de sacarasa. Wilson Daza (2013)

LACTASA (EC 3.2.1.108) CLASE

Hidrolasas

SUSTRATO

La lactasa descompone el disacárido lactosa en dos monosacáridos, galactosa y glucosa.

ORIGEN

Enzima de Sacharomyyces Lactis, Aspergillus Níger, Oryzae.

35

CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS

•

De levaduras: temperatura óptima 35-40°C pH 6.6-6.8

•

De hongos: temperatura óptima 45-50°C pH 3.5-4.5 suero ácido

•

Con galactosa

•

Inhibición por metales como Cu, Fe

•

Aumenta su actividad por la presencia de compuestos reductores

•

Se reduce en forma inmovilizada

APLICACIONES

USO INDUSTRIAL

•

Producción de la leche para pacientes con intolerancia a la lactosa

•

Producción de suero concentrado ( baja solubilidad de lactosa)

•

Mejora la calidad de los helados

•

Mejora la calidad de la leche condensada

•

Aprovechamiento de lactosa hidrolizada para procesos fermentativos

•

Aumenta la dulzura del producto de 3-4 veces (820% de dulzura de sacarosa)

•

La hidrólisis ácida de lactosa produce subproduct os coloreados.

INNOVACIONES

•

La compañía láctea Kaiku Corporación Alimentaria junto a la finlandesa Valio, ha desarrollado la técnica para eliminar la lactosa de la leche, el yogur y el queso respetando todas las características nutricionales del producto. Una solución idónea  para que las personas con intolerancia a la lactosa puedan consumir leche y otros  productos lácteos. 27 de septiembre del 2011. Www.barrixe.com

•

Chilenos inventaron solución para la intolerancia a la lactosa implementando  pastillas que deben ser tomadas antes de comer los alimentos, de esta forma se evitan los malestares. Sin embargo, es una solución poco práctica, ya que obliga a 36

quienes tienen esta condición a tomar hasta tres medicamentos al día, tener que estar llevándolos constantemente y gastar mucho dinero. 25 de septiembre del 2014. www.movil.eldefinido.cl •

Situación actual de la intolerancia a la lactosa en la infancia. Carabaño Aguado. (2011)

•

Efecto de lactasa y cloruro de calcio en las propiedades físicas, químicas y sensoriales del queso crema deslactosado zamorano. Quezada María. (2015)

•

Evaluación de preparadas con actividad lactasa obtenida desde microorganismos antárticos y que funcionen a bajas temperaturas. (2011)

•

Microencapsulación de la lactasa como estrategia para mejorar la estabilidad y la aplicación en la industria de alimentos. Usme Pilar (2013).

ISOMERASA DE GLUCOSA (EC 5.3.1.9) CLASE

Isomerasa (Ligasa)

SUSTRATO

Pirubato carboxilasa

ORIGEN

Enzima intracelular de Bacillus Coagulans, Streptomyces, Actinoplanes, Corynobacterium Arthrobacter. CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS (varía dependiendo del origen)

•

•

Realiza la isomerización de glucosa a fructosa  pH óptimo por debajo de 7.0 lo cual asegura la producción de pequeña cantidad de compuestos coloreados con fructosa

•

Temperatura óptima 55-60°C

•

alta necesidad de magnesio que compite con calcio 20:1 37

•

Alta estabilidad de la enzima purificada

•

Realiza la reacción de equilibrio (55% de fructosa 45% de glucosa)

•

Producción en forma inmovilizada

APLICACIONES

USO INDUSTRIAL

•

Producción de jarabe con alto contenido de fructosa

•

Empleado para endulzar bebidas refrescantes

VENTAJAS

•

La Enzima inmovilizada es de alta pureza y actividad, los reactores son muy  pequeños comparados con el proceso antiguo de la isomerización química alcalina

•

El jarabe obtenido es no cristalizable

•

Se produce poco subproductos

•

Posibilidad del uso de bacterias inmovilizadas

DESVENTAJAS

•

La enzima es intracelular 

•

La necesidad del cambio del calcio por magnesio (inhibidor)

•

 Necesidad del empleo de columnas con selectividad de absorción para fructuosa

INNOVACIONES

•

Los electrodos enzimáticos o biosensores fabricados con enzimas inmovilizadas también son muy útiles en el control de calidad de muchos alimentos, y su utilidad se ha extendido a otras áreas como el control medioambiental (para medir 38

concentraciones de metales tóxicos, pesticidas, herbicidas,) o en el diagnóstico de enfermedades. 9 de diciembre del 2014. www.foodnewslatam.com •

Caracterización de la enzima glucosa oxidasa (GOX) (EC 1.1. 3.4) libre e inmovilizada en dos soportes (alginato de sodio y agarosa) para la producción de ácido gluónico. Milena Sosa Romero. (2012)

•

Biorreactores de leche fijo en la cinética de isomerización de glucosa. Hernández Jorge. (2016)

•

Estudio del efecto del hidrolisis enzimático en la obtención de un jarabe de glucosa y fructosa a partir del plátano maduro. Chiluisa J. (2015)

OXIDASA DE GLUCOSA (EC 1.1.3.4) CLASE

Oxidorreductasas

SUSTRATO

Glucosa

ORIGEN

Aspergillus

Niger,

Penicilium

Notatum,

Glaucum.

CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS

•

A pH 7.0, la glucosa esta presente en solución en forma de hemiacetal cíclico, siendo un 63.6% Beta-D-glucopiranosa y un 34.4% Alfa-D-glucopiranosa

•

La glucosa oxidasa se une especificamente a la

Beta-D-glucopiranosa y no

interacciona con Alfa-D-glucopiranosa •

Es capaz de oxidar toda la glucosa en la solución, dando que el equilibrio entre los anómeros Alfa y Beta es conducido hacia la forma Beta conforme ésta va siendo 39

consumida en la reacción.

APLICACIONES

•

Permite eliminar la reacción de Maillard de la glucosa del huevo con las proteínas durante el secado y almacenamiento, obscurecimiento y cambios de olor 

•

Elimina oxigeno del medio

•

Siempre contiene catalasa que permite destruir el agua oxigenada

•

Análisis bioquímico de glucosa

•

Producción de vinos

•

En las industrias que fabrican huevo deshidratado que se conserva en refrigeración, la oxidasa de glucosa implementada en esto para la conservación misma de esta

INNOVACIONES

•

Inmovilización de glucosa-oxidasa de aplicación enológica para la obtención de vinos con bajo contenido en alcohol, implementando diferentes técnicas de atrapamiento y unión a soportes sólidos y el estudio de su estabilidad operativa en mostos para la obtención de estos vinos. (2015)

•

Efecto de tres condiciones de pasteurización sobre la actividad enzimática y antimicrobiana de un extracto de glucosa oxidasa. N. Noguera (2013)

•

Obtención de un extracto enzimático de glucosa oxidasa y catalasa con potencial antioxidante en alimentos, en un medio de cultivo no convencional. Luis Ojeda. (2011)

40

CELULASA (EC 3.2.1.4) CLASE

Hidrolasas

SUSTRATO

Lactasa

ORIGEN

Complejo de enzimas del hongo Tricodema Reesei y hongo Sporotrichum Pulverulentum.

CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS •

Se conocen tres grupos de enzimas celulasas 1.- Cinco tipos de enzima 1,4 Beta-endonucleasa (endoenzima) 2.- 1,4 Beta-Exonucleasa elimina celobiosa o glucosa del lado no reducido. 3.- Dos enzimas 1,4 Beta-Glucosidasas actúan sobre celobiosa o celodextrina para  producir glucosa

•

•

 pH óptimo 4.5-6.5 dependiendo del sustrato Temperatura óptima de 35-60°C, muy estables en temperaturas altas

APLICACIONES

•

Muy limitada por el bajo costo de las materias convencionales

•

Es necesario realizar un pretratamiento

•

Desdoblamiento de celulosa alto costo de equipamiento, energía, reactivos químicos

•

Alto costo de la enzima

•

Industria panadera-corto tiempo de mezclado 41

•

Alimentación humana y animal

•

Hidrólisis de la soya

•

Aspergillus

•

Mucor Pusilus y Meihei-Renina-actividad 300 veces más alto que renina animal

INOVACIONES

•

Implementación de las enzimas celulasa para los procesos textiles. Desteñido de mezclillas; remueve el color azul índigo. Se utiliza también para dar diferentes tipos de acabados. Otro uso importante es como aditivo en detergentes; ayudando así a quitar fácilmente las pelusas, degradando las microfibrillas que se separan  parcialmente de las fibras principales. Principales enzimas celulasas empleadas en textileria son; EndoBeta-1,4-glucanasas, ExoBeta-1,4-glucanasas. 16 de noviembre del 2013. www.cosmos.com.mx.

•

Selección de hongos aisladas de bagazo de caña con actividad celulasa, sobre celulasa cristalina para posibles aplicaciones industriales. Ferrer Marcelo (2011).

•

Inmovilización de celulasa sobre una matriz de quitina-  quitosana. Sheila Romo (2012).

•

Ablandamiento de frutos de pitaya amarilla a temperatura ambiente y en refrigeración, actividad de poligalacturonasa, celulasa y xilanasa. Dueñas Gómez (2012).

42

BETA GLUCANASA (EC 3.2.1.17) CLASE

Beta-glucano

SUSTRATO

Beta-glucano

ORIGEN

Malta (baja actividad), Bacillus Amyloliquefaciens en conjunto con proteasa.

CARACTERISTICAS BIOQUIMICAS •

•

•

Endonucleasa (beta glucanasa enlace 1,6 1,3 y 1,4 beta glucosidico)  pH óptimo 7.0-5.5 Temperatura óptima 40-50°C

APLICACIONES •

Mejor aprovechamiento de beta glucosa presente en la aleurona de los granos para fermentación y extracción

INNOVACIONES

•

Los científicos crearon un modelo gastrointestinal para la digestión humana que incluye el estómago y el tracto del intestino delgado en un esfuerzo por medir cuantitativamente la eficiencia y los efectos de las enzimas. Se descubrió que las comidas ingeridas con enzimas digestivas, en condiciones digestivas óptimas, mejoraron considerablemente la digestión de carbohidratos y hubo una pequeña mejoría en la digestión de proteínas. (2012)

•

Inactivación de enzimas mediante microondas aplicada a micro- betaglucanas de 43

cebada. Mesa Florian. (2014) •

Estudio del procesado térmico con microondas de harinas de arroz para su estabilización Beta- Glucanásica. Melendre Frías (2015).

•

Determinación del contenido de Beta-glucanos en las líneas avanzadas y en variedades de cebada, procesada y no procesada, por medio de un método enzimático. Moreno Culqui, (2011).

CONCLUSIÓN Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece solo con algunas reacciones, el conjunto de enzimas sintetizadas en una célula determina el tipo de metabolismo que tendrá cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica. Al igual que ocurre con otros catalizadores, las enzimas no son consumidas por las reacciones que catalizan, ni alteran su equilibrio químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores por ser más específicas. Las enzimas son imprescindibles para nuestra supervivencia como seres vivos, pero también son usadas para elaborar productos tangibles fuera de nuestro organismo, por consiguiente: Las enzimas son catalizadores de origen biológico que cumplen muchos requisitos para impulsar nuevas industrias químicas. La 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. Las utilizaciones de enzimas en los alimentos presentan una serie de ventajas, además de las de índole económico y tecnológico. Las enzimas utilizadas dependen de la industria y del tipo de acción que se desee obtener. Las fuentes de enzimas pueden ser de origen vegetal, animal o microbiano. se puede manipular genéticamente, la biosíntesis de enzimas para optimizar los procesos, pero se debe tener en cuenta, las respectivas normas. La producción de enzimas a gran escala tiene su principal aplicación en la industria de la fermentación.

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Por lo tanto, las enzimas son utilizadas en la industria química, y en otros tipos de industria, en donde se requiere el uso de catalizadores muy especializados. Sin embargo, las enzimas están limitadas tanto por el número de reacciones que pueden llevar a cabo como por su ausencia de estabilidad en solventes orgánicos y altas temperaturas. Por ello, la ingeniería de proteínas se ha convertido en un área de investigación muy activa donde se intentan crear enzimas con propiedades nuevas, bien mediante diseño racional, bien mediante evolución in vitro. Estos esfuerzos han comenzado a tener algunos éxitos, obteniéndose algunas enzimas que catalizan reacciones no existentes en la naturaleza. Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica y estructural que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible, pero que transcurre a una velocidad muy  baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la  presencia de la enzima. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas  productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas REFERENCIAS 

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