ENZIMAS

Muñoz Medina Magda

Soriano Fernández Delia Sofía

Vargas Llamoga Manuel

INTRODUCCIÓN

Los organismos vivos se constituyen de una enorme cantidad demoléculas complejas que participan en procesos cuidadosamentecontrolados, que van desde la transmisión del impulso nervioso, ladigestión de un alimento la coagulación sanguínea, y lacontracción muscular.

El motor de estas reacciones (la vida misma) es un grupo de"micromáquinas" llamadas enzimas. son un grupo especial deproteínas que controlan miles de transformaciones bioquímicas enel mundo vivo. Se dice que la especialización de órganos ysistemas en microbios, animales y plantas está íntimamente ligadaa lo más exquisito de las enzimas. Esta característica se refiere ala capacidad que tienen de interactuar en forma íntima con unamolécula determinada y generar el producto deseado.

Las enzimas: son moléculas de naturaleza proteica y estructural que

catalizan reacciones químicas. Son generalmente proteína globulares que pueden presentar tamaño muy variados

Se componen de una cadena lineal de aminoácidos que se pliegan durante el proceso de traducción para dar lugar a una estructura terciaria tridimensional de la enzima, susceptible de presentar actividad.

Triosafosfato isomerasa

Características de las enzimas

*Son moléculas estrictamente proteicas*Las sintetizan tanto los seres Autótrofos como Heterótrofos.*Pueden actuar a nivel intracelular o extracelular.*Actúan en el mismo lugar donde se segregan.*Son solubles en agua y tienen gram difusibilidad en loslíquidos orgánicos.

*Según su composición molecular, se distinguen en dos tipos de enzimas: una extrictamente Protéica y otra constituida por la unión mediante enlaces.

*Son activas a concentraciones pequeñas.*Son catalizadores orgánicos verdaderos.*Elevada especificidad.*Los enzimas son catalizadores muy potentes y eficaces.

Clasificacion de las enzimas en los alimentos

LAS HIDROLASAS

ESTERAS

CARBOHIDRASAS

PROTEASAS.

DESMOLASAS O ENZIMAS

OXIDANTES.

Oxidasas.

FACTORES FÍSICO-QUÍMICOS QUE PUEDEN MODIFICAR LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

• Temperatura: Las enzimas son sensibles a la temperatura pudiendo verse modificada su actividad por este factor. Los rangos de temperaturas óptimos pueden llegar a variar sustancialmente de unas enzimas a otras.

• pH: El rango de pH óptimo también es muy variable entre diferentes enzimas.

• Concentración salina : Al igual que en los casos anteriormente mencionados, la concentración de sales del medio es crucial para una óptima actividad enzimática.

• Las velocidades de las enzimas: Dependen de las condiciones de la solución y de la concentración de sustrato.

FUENTES DE LAS ENZIMAS

A lo largo del tiempo las enzimas en la industria han ido

tomando un valor muy importante en donde influye, la

velocidad con la se que consigue finiquitar un producto y

el bajo costo, el cual influye mucho en la industria, y por

ese motivo necesitamos conocer a fondo la aplicación de

las enzimas en nuestra área académica .

Descubrimiento de enzimas digestivas siglo XIX.Desarrollo de métodos para obtención de enzimas de matanza de animales.

Pepsina del forro de estómago de cerdos y ganado, del cuajo del estómago de becerros.Cócteles de enzimas con tripsina, quimiotripsina, lipasas y amilasas del páncreas de cerdo.

animales, plantas y microorganismos como fuentes de enzimas

Plantas fuentes potenciales de enzimas a escala industrial.Granos, remojar y germinar, se convierten en malta que contiene amilasas y proteasas usadas en la producción de cerveza y la destilación de bebidas alcohólicas.

Siglo XIX, métodos simples para obtención de grandes cantidades de proteasas de la savia de plantas tropicales.

animales, plantas y microorganismos como fuentes de enzimas

Ablandadores de carne, digestión y limpieza de lentes de contacto.

Papaina y quimiopapaina del árbol de la papaya.

Ficina de higueras.

Bromelaina del tallo de la planta de la piña.

Fácil manejoAlto rendimiento

Estabilidad

X X

Producción de grandes cantidades a bajo coste

Microorganismos Como Fuentes De Enzimas

No afectada por las estaciones del año

Uso de mutantes y procesos de selección que aumentan la producción

Producción de enzimas hechas a medida a través de ingeniería genética y diseño de proteínas

Enzimas hidrolíticas simples como:proteasas, amilasas, pectinasas

Degradan polímeros naturales como proteínas, almidones o pectina

Enzimas extracelulares

Fácil extracciónBajo coste

Poco específicas

Tecnología enzimática

• La tecnología enzimática tiene como objetivo la superación de todos los inconvenientes que parecen retrasar la utilización de las enzimas a escala industrial. Aplicándose desde tiempos remotos como la fermentación de bebidas y otros.

• Actualmente la tecnología enzimática se presenta como alternativa biotecnológica basada en que las industrias desarrollen productos de calidad homogénea, aprovechando óptimamente sus materias primas, acelere sus procesos de producción, minimicen desperdicios y disminuyan el deterioro del medio ambiente

Tecnología enzimática

USOS

Enzima Fuente Aplicación industrial Industria

Amilasa Hongos Pan Panadera

Bacterias Revestimientos amiláceos Papelera

Hongos Fabricación de jarabe y glucosa Alimentaria

Bacterias Almidonado en frío de la ropa Almidón

Hongos Ayuda digestiva Farmacéutica

Bacterias Eliminación de revestimientos Textil

Bacterias Eliminación de manchas; detergentes Lavandería

Proteasa Hongos Pan Panadera

Bacterias Eliminación de manchas Limpieza en seco

Bacterias Ablandador de la carne Cárnica

Bacterias Limpieza de las heridas Medicina

Bacterias Eliminación de revestimientos Textil

Bacterias Detergente doméstico Lavandería

Invertasa Levadura Relleno de caramelos Confitería

Glucosa Oxidasa Hongos Eliminación de glucosa y oxígeno,

papeles para pruebas de la diabetes

Alimentaria

Farmacéutica

Glucosa Isomerasa Bacterias Jarabe de cereales rico en glucosa Bebidas refrescantes

Pectinasa Hongos Prensado, clarificación del vino Zumos de frutas

Renina Hongos Coagulación de la leche Quesera

Celulasa Bacterias Suavizante y abrillantador de tejidos; detergente Lavandería

Lipasa Hongos Degradar la grasa Lechería, lavandería

Lactasa Hongos Degradar la lactosa a glucosa y galactosa Lechería, alimentos

DNA polimerasa Bacterias; Archea Replicación del DNA por PCR Investigación biológica y forense

Enzima Fuente Aplicación industrial Industria

Amilasa Hongos Pan Panadera

Bacterias Revestimientos amiláceos Papelera

Hongos Fabricación de jarabe y glucosa Alimentaria

Bacterias Almidonado en frío de la ropa Almidón

Hongos Ayuda digestiva Farmacéutica

Bacterias Eliminación de revestimientos Textil

Bacterias Eliminación de manchas; detergentes

Lavandería

Amilasas

AlmidónCompuesto de almacenamiento de energía en plantas (maíz, arroz, patata, trigo).

Fuente de nutrición muy importante en animales y humanos (70-80%).

AmilasasDegradación del polisacárido almidón.

Últimos 20 años las amilasas han reemplazado la hidrólisis ácida.

a-amilasa de Bacillus y glucoamilasa de Aspergillus.

Sacarificación genera mucha dextrosa, degradación de almidón más corta, sin tratamiento ácido.

AmilasasProducción de Cerveza

Reemplazo de malta por granos sin germinar de maíz o arroz, prácticamente no contienen enzimas.

Se añaden enzimas, amilasas, glucanasas y proteasas, de hongos y bacterias.

Almidón a azúcares que sufren fermentación alcohólica por levaduras.

AmilasasHornear pan

El uso de enzimas en panadería se ha vuelto popular.

Las amilasas aceleran la degradación del almidón, y así aumenta el contenido de azúcar en la masa, acelerando el proceso de fermentación.

El volumen del pan preparado con enzimas aumenta.

AmilasasDesengomado

Desengomado. Las amilasas eliminan la goma protectora basada en almidón, para hacer la mezclilla elástica.

Antes se hacía con amilasas obtenidas de malta o de páncreas de animales, pero hoy en día se obtienen de bacterias.

Enzimas resistentes a altas temperaturas para acelerar el proceso.

Enzima Fuente Aplicación industrial Industria

Proteasa Hongos Pan Panadera

Bacterias Eliminación de manchas Limpieza en seco

Bacterias Ablandador de la carne Cárnica

Bacterias Limpieza de las heridas Medicina

Bacterias Eliminación de revestimientos Textil

Bacterias Detergente doméstico Lavandería

Aplicaciones de las Enzimas Microbianas

La papaya contiene altas concentraciones de las proteasas papaina y quimiopapaina.

Degradan el tejido conectivo de la carne, como el colágeno y la elastina, haciéndola más tierna.

ProteasasSuavizan el cuero

Las proteasas de microorganismos son altamente efectivas en la producción de cuero.

Después de remover el pelo y antes de curtir, el cuero debe ser suavizado por un proceso conocido como rendido o purga.

Antiguamente se sumergía en agua y estiércol fermentado de perro o pájaro, que son un campo de cultivo para las bacterias que producen proteasas suavizantes de cuero.

Enzima Fuente Aplicación industrial Industria

Invertasa Levadura Relleno de caramelos Confitería

Glucosa Oxidasa Hongos Eliminación de glucosa y oxígeno, papeles para pruebas de la diabetes

AlimentariaFarmacéutica

Glucosa Isomerasa Bacterias Jarabe de cereales rico en glucosa Bebidas refrescantes

Pectinasa Hongos Prensado, clarificación del vino Zumos de frutas

Renina Hongos Coagulación de la leche Quesera

Celulasa Bacterias Suavizante y abrillantador de tejidos; detergente

Lavandería

Lipasa Hongos Degradar la grasa Lechería, lavandería

Lactasa Hongos Degradar la lactosa a glucosa y galactosa

Lechería, alimentos

DNA polimerasa Bacterias; Archea

Replicación del DNA por PCR Investigación biológica y forense.

PectinasasProducción de zumo de frutas

Al prensar fruta y vegetales para la obtención de jugo, las pectinas de alto peso molecular reducen la producción.

Se pica la fruta y se añaden pectinasas para degradar las pectinas de larga cadena.

Pectinasas procedentes de cultivos sumergidos de Aspergillus y Rhizopus.

Se reduce la viscosidad del zumo, facilitando la filtración y se obtiene más cantidad.

Alimentación de bebés, las pectinasas maceran las fruta y los vegetales para hacerlos más suaves y fáciles de comer.

Detergentes biológicosLa aplicación más importante de las enzimas hidrolíticas

+ Las manchas que contienen proteínas son difíciles de remover. Proteínas no se disuelven fácilmente en agua.

+ A altas temperaturas, la proteína se cuaja en las fibras textiles y es más difícil de eliminar.

+ Polvo, hollín y materia orgánica como grasas, proteínas, carbohidratos y pigmentos. Las grasas y las proteínas actúan como pegamento.

+ Los detergentes sueltan la grasa de la tela, las proteínas permanecen en el material.

Uso de las enzimas como indicador de calidad

Evaluación de contaminación bacteriana:• Fosfatasa ácida (carne, huevo)• Catalasa, reductasa o glutamato descarboxilasa(leche)Detección de infestación de insectos:• Uricasa (cereales y frutas)Índice de frescura:• Lisolecitinasa, xantino oxidasa (pescado)Índice de madurez:• Sacarosa sintetasa (papas)• Pectinasa (peras)Indicador de germinación:• Amilasa (harina)• Peroxidasa (trigo)

Enzimas que se aplican en la industria azucarera

INVERTASA O SACARASA.

• Origen: Actualmente, se entiende generalmente por "invertasa" la beta-fructosidasa, que es producida por levaduras (Sacaromyces cerevisiae, Candida), mientras que la alfa-glucosidasa constituye preferentemente las invertasasintestinales y de hongos (Aspergillus oryzae).

• Acción: La hidrólisis de la sacarosa en glucosa y fructosa puede ser realizada por dos enzimas: la betafructosidasa, que actúa sobre el extremo fructosa de la molécula de sacarosa, y la alfa-glucosidasa, que la ataca por el extremo de la glucosa

• Aplicaciones: El uso frecuente de la invertasa en alimentos azucarados se basa en la transformación lenta y parcial de la sacarosa en azúcar invertido que tiene mayor poder edulcorante, mayor carácter humectante, mayor solubilidad y, por lo tanto, menor tendencia a cristalizar y endurecer. De esta manera, actúa como un agente de reblandecimiento en alimentos azucarados con tendencia a cristalizar la sacarosa y evaporar agua, lo que afecta su aspecto y consistencia. Además, la fructosa resultante tiene cierto carácter humectante y da sensación de frescura al producto. Productos de confitería, como bombones con relleno, productos de jaleas, fondants, mazapanes y pasteles adquieren entonces una consistencia suave, cremosa y blanda, aún después de un almacenamiento prolongado

Enzimas que se aplican en la industria azucarera

GLUCOAMILASA O AMILOGLUCOSIDASA.

• Origen: Fúngico (Aspergillus niger, Rhizopus, Endomyces).

• Acción: Hidroliza los enlaces 1,4 y 1,6 del almidón (tanto amilosacomo amilopectina) desde los extremos no reductores de las cadenas con separación de unidades sucesivas de glucosa.

• Aplicación: Se usa para la elaboración enzimática de jarabe de glucosa y de glucosa a partir de almidón (40). En el campo analítico tiene aplicación en la determinación cuantitativa del almidón y alfa-oligo y poliglucósidos en alimentos.

ENZIMAS QUE SE APLICAN EN LA INDUSTRIA EN LA INDUSTRIA LÁCTEA.

LACTASA.

• Origen: Levaduras (Saccharomyces lactis, S. fragilis, Torula cremoris) y Fúngico (Aspergillus niger, Streptomyces coelicor, más termorresistente).

• Acción: Cataliza la hidrólisis de la lactosa en glucosa y galactosa, desde los extremos de los restos de galactosa; siendo los dos monosacáridos resultantes más dulces y más fácilmente asimilables.

• Aplicaciones: Como la lactosa es de menor solubilidad que los otros azúcares, tiene tendencia a cristalizar en concentrados de leche y de suero lácteo. Esta cristalización va acompañada de una desestabilización del complejo de caseinato de calcio, lo que conduce fácilmente en el almacenamiento frío de leches condensadas, helados de leche y de crema y concentrados de suero lácteo a floculaciones, con formación de sedimentos granulosos o arenosos. Esto se puede evitar -obteniendo productos suaves al paladar- si se hidroliza por lo menos el 20% y hasta el 50% de la lactosa presente mediante la adición de lactasa. Otra aplicación tecnológica de la lactasa es en la elaboración de leches delactosadas, destinadas a la alimentación infantil y de adultos que presentan una intolerancia a la lactosa por déficit de su lactasa intestinal.

Las enzimas en la industria alimenticia

INDUSTRIA ENZIMAS USOS

Láctea Tripsina. Lactasa

Enmascara el gusto a óxido.

Fabricación de leche

delactosada, evita la

cristalización de leche

concentrada.

QueseríaQuimosina (renina). Lactasa.

Lipasa

Coagulación de las proteínas de

la leche (caseína). Influencia en

el sabor y aceleración de la

maduración.

Helados Lactasa. Glucosa-isomerasa

Evita la textura “arenosa”

provocada por la cristalización.

Permite la utilización de jarabes

de alta fructosa.

Cárnicas Papaína. Fiscina. BromelinaAblandamiento de carnes.

Producción de hidrolizados.

PanificaciónAmilasa. Proteasa. Lipoxidasa.

Lactasa

Mejora la calidad del pan.

Disminuye la viscosidad de la

pasta. Produce una miga muy

blanca Mejora la coloración de

la superficie.

Las enzimas en la industria alimenticia

INDUSTRIA ENZIMAS USOS

Cervecería Amilasas. Papaína. Pepsina

Usadas para licuar la pasta de

malta. Evitan la turbidez

durante la conservación de

ciertos productos.

Vinificación Pectinasas. Glucosa-oxidasa

Mejoran la clarificación y

extracción de jugos. Evitan el

oscurecimiento y los sabores

desagradables.

Bebidas no alcohólicasPectinasas. Glucosa-isomerasa.

Tannasa. Glucosa-oxidasa

Mejoran la clarificación de

jugos. Conversión de la glucosa

en fructosa (jarabes de alta

fructuosa). Aumenta la

solubilidad y disminuye la

turbidez del té. Evita el

oscurecimiento y los sabores

desagradables.

ENZIMAS MICROBIANAS Y SUS APLICACIONES

Enzima Fuente Aplicación

industrial

Industria

Amilasa Hongos Pan Panadería

Bacterias Almidonad en

frío ropa

Almidón

Hongos Ayuda digestiva Farmacéutica.

Bacterias Elimin.

Manchas

Detergentes

Lipasa Hongos Degradar grasa Lechería,

lavandería

Celulasa bacterias Suaviz. y

ablandad. Tej.

lavandería

ENZIMAS MICROBIANAS Y SUS APLICACIONES

Enzima Fuente Aplicación

industrial

Industria

Proteasa Hongos Pan Panadería

bacterias Ablandador

carnes

carnes

bacterias Limpieza

heridas

Medicina

bacterias Detergente

doméstico

Lavandería

Invertasa levadura Relleno blando

caramelo

Confitería

Gluc. oxidasa hongos Elim.gluc.y O Alimentación

Muchas gracias!!!