HIDROLISIS ENZIMATICA DEL ALMIDON

1. INTRODUCCION

Almidón.

Es un hidrato de carbono complejo (C6H10O5), inodoro e insípido, en forma de grano o polvo. El almidón es el principal carbohidrato de reserva en la mayoría de las plantas. En las hojas el almidón se acumula en los cloroplastos, donde es un producto directo de la fotosíntesis. En los órganos de almacenamiento, se acumula en los amiloplastos, en los cuales se forma después de la translocación de sacarosa u otro carbohidrato provenientes de las hojas.

En los vegetales, el almidón se encuentra en uno o más granos amiláceos en un plastidio. La cantidad de almidón en diversos tejidos depende de muchos factores genéticos y ambientales. El almidón se acumula a la luz del día cuando la fotosíntesis excede las tasas combinadas de respiración y translocación, después parte de él desaparece por la noche.

Se presentan dos tipos de almidón en la mayoría de los granos amiláceos: amilosa y amilopectina, ambos compuestos por unidades de d-glucosa unidas por enlaces ð-1, 4. Las uniones ð-1, 4 hacen que las cadenas de almidón se enrollen en forma de hélices. La amilopectina consta de moléculas muy ramificadas, cuyas ramas se localizan entre el C-6 de una glucosa de la cadena principal y el C-1 de la primera glucosa en la cadena que forma la rama (enlaces ð-1, 6). Las amilosas son más pequeñas y contienen de cientos a miles de unidades de glucosa, numero que depende de la especie y las condiciones ambientales.

La formación de almidón ocurre sobre todo por un proceso que implica la donación repetida de unidades de glucosa provenientes de un azúcar nucleotidico similar al UDPG y que se denomina difosfoglucosa de adenosina, ADPG.

Hidrólisis del almidón.

La hidrólisis implica la ruptura de un enlace mediante la adición en medio del mismo de los elementos del agua. Los polisacáridos de la dieta se metabolizan mediante hidrólisis a monosacáridos.

La mayoría de los pasos de la degradación de almidón a glucosa pueden ser catalizados por tres enzimas distintas, si bien hay otras más que se necesitan para completar el proceso. Las tres primeras enzimas son una ð-amilasa, ð-amilasa y almidón fosforilasa. Al parecer solo la ð-amilasa puede atacar gránulos de almidón intactos, por lo que cuando participan la ð-amilasa y la almidón fosforilasa, es probable que actúen sobre los primeros productos liberados por la ð-amilasa. La ð-amilasa ataca de manera aleatoria enlaces 1,4 en las moléculas de amilosa y amilopectina, al principio creando huecos al azar en los granos de almidón y liberando productos que aun son grandes. En cadenas de amilosa no ramificadas, el ataque repetido por la ð-amilasa produce maltosa, un disacárido que contiene dos unidades de glucosa. Sin embargo, la ð-amilasa no puede atacar los enlaces 1,6 localizados en los puntos de ramificación de la amilopectina, por lo que la digestión de amilopectina cesa cuando aun quedan dextrinas ramificadas con cadenas de longitud corta. Muchas ð-amilasas son activadas por Ca+, lo cual es una de las razones por las que el calcio es un elemento esencial.

La ð-amilasa hidroliza al almidón en ð-maltosa; la enzima actúa primero solo sobre los extremos no reductores. La ð-maltosa cambia con rapidez, por mutarrotación, para formar las mezclas naturales de isomeros ð y ð. La hidrólisis de amilosa por la ð-amilasa es casi completa, pero la degradación de amilopectina es incompleta porque no son atacados los enlaces de los puntos de ramificación. La actividad de ambas amilasas implica la incorporación de una molécula de H2O por cada enlace roto, por lo que son enzimas hidrolasas. Las reacciones hidrolíticas no son reversibles, de modo que no se pueden detectar síntesis de almidón por amilasas. Las amilasas están diseminadas en diversos tejidos pero son mas activas en las semillas que están germinando, ricas en almidón. Es probable que la ð-amilasa tenga más importancia que la ð-amilasa para la hidrólisis de almidón. Gran parte de la ð-amilasa se localiza dentro de los cloroplastos, muchas veces unida a los granos de almidón que atacara. Actúa tanto en el día como por la noche aunque, por supuesto, durante la luz de día hay producción neta de almidón por la fotosíntesis.

La amilopectina solo es degradada parcialmente por la acción del almidón fosforilasa. La reacción procede de manera consecutiva a partir del extremo no reductor de cada cadena principal o cadena ramificada hasta a unos residuos de glucosa de las uniones ð-1,6 de las ramificaciones, por lo que de nuevo que dan dextrinas. La amilosa, que tiene pocas ramificaciones, se degrada casi por completo, por eliminación repetida de unidades de glucosa a partir del extremo no reductor de la cadena. La almidón fosforilasa esta ampliamente distribuida en la planta y a veces resulta difícil determinar que enzima digiere la mayor parte del almidón en las células de interés.

2. MATERIALES

- Ph metro

- Pipetas

- Maicena

3. METODOS

4. RESULTADOS

5. DISCUSION

6. CONCLUSIONES

• La reducción del color al yodo y la formación de maltodextrinas de bajo peso molecular son producto de de la hidrolisis del almidón.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

• http://www.planetasaber.com/theworld/gats/seccions/cards/default.asp?pk=958&art=59

• http://www.monografias.com/trabajos10/09tecenz/09tecenz.shtml

8. INFORMES Y CUESTIONES

a. Para la producción de enzimas distinga entre fermentación en cultivo semisólido y cultivo sumergido. Para cada uno explique casos concretos de aplicación para la producción de enzimas.

MEDIOS SEMISÓLIDOS MEDIO SUMERGIDO

Se preparan a partir de los medios líquidos, agregando a éstos un agente solidificante en una proporción menor que para preparar medios sólidos. Uno de sus usos es la investigación de la movilidad de las bacterias Crecimiento sobre solución acuosa de sustrato que hay q transformar; manteniendo a los microorganismos en suspensión.

EJEMPLO: la cepa original, Penicillium notatum

b. Fundamente las diferentes operaciones de recuperación de enzimas. Señale ventajas, desventajas y casos de aplicación.

RECUPERACION DE LAS ENZIMAS

La presencia de sustancias pépticas en las frutas origina importantes problemas en su procesado industrial para la obtención de zumo, debido a que retienen parte del zumo durante el prensado de la fruta, aumentando considerablemente su viscosidad y disminuyendo así el rendimiento de la extracción. El desarrollo de la tecnología enzimática ha permitido la preparación de enzimas pectinolíticas inmovilizadas que pueden utilizarse repetidamente en operaciones simultáneas o de manera continuada, capaces de degradar estas sustancias pécticas. Con estas perspectivas, el objetivo principal en este trabajo fue la preparación de enzimas pectinolíticas estables, mediante técnicas de inmovilización por adsorción en geles de alginato de calcio, estudiando las características de los biocatalizadores inmovilizados en comparación con sus contrapartidas solubles, con objeto de mejorar y facilitar el uso de estas enzimas en los procesos de clarificación de zumos de plátano y de kiwi, estudiando además la posibilidad de reutilización de las enzimas.

En relación a los principales resultados obtenidos al determinar las actividades enzimáticas de poliglacturonasa (PG), pectina liasa (PL) y endopectinasa (endoP), obtenidas de preparados comerciales (Rapidase C80, Biopectinase CCM, Pectinex 3 XL y Grindamyl 3PA, se puede concluir que :

1. Cuando se inmovilizaban las pectinasas sobre geles de alginato, la PL y endoP de Rapidase C80 presentaban los niveles más elevados de actividad en los inmovilizados (7,2 % y 12,5% de inmovilización, respectivamente), mientras que el mayor nivel de inmovilización de PG (25%) se obtuvo con Pextinex 3XL .

2. La aplicación de las enzimas a un biorreactor, que contenía una solución de pectina, confirmaba su idoneidad para reducir la viscosidad de la solución. Como tendencia general la eficacia de las enzimas inmovilizadas seguía el siguiente orden descendente: Rapidase>Biopectinase>Grindamyl>Pectinex.

3. La regeneración de las perlas de alginato con Cl2 Ca y su reactivación con una nueva solución de enzima, permitía reciclar el mismo inmovilizado cinco veces consecutivas. Al aumentar la concentración enzimática, se reducían los tiempos de tratamiento y, con ello, la inestabilidad de las enzimas inmovilizadas, lo que aumentaba la operatividad del reciclado hasta ocho reutilizaciones.

4. La posibilidad de reutilización de las enzimas inmovilizadas en los zumos de plátano y kiwi se veía limitada a tres, como consecuencia directa de la desestabilización del soporte de inmovilización por efecto de los componentes del zumo, lo cual podía reducirse o anularse modificando el soporte de inmovilización aplicado.

5. Por último, con vistas a la aplicación biotecnológica de ese estudio, podría concluirse que la inmovilización de enzimas pectinolíticas sobre geles de alginato de calcio optimiza la estabilidad operacional de las enzimas y permite su

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