Extraccion De Un Preparado Enzimatico PEC

LABORATORIO N°05

EXTRACCIÓN DE UN PREPARADO ENZIMÁTICO CRUDO (AMILÁSICO)”

I. INTRODUCCIÓN

Es muy relevante tener conocimientos de las propiedades de productos enzimáticos para mejorar la selección de las propiedades de los productos. Se debe lograr un adecuado control en sus aplicaciones tecnológicas, así como para facilitar el diseño de un apropiado proceso de modo que pueda aplicarse a los al campo de ingeniería agroindustrial.

Las enzimas que catalizan la hidrólisis de los enlaces peptídicos de las proteínas son las Proteasas, que están presentes en todos los organismos vivos, las cuales se agrupan según los residuos de aminoácidos del centro activo y los mecanismos de acción en cinco grupos: serino, cisteíno, aspártico, metalo proteasas y peptidasas de mecanismo catalítico desconocido. La Papaína es uno de los miembros que pertenecen a las familias de cisteínopeptidasas , las cuales son las más conocidas.

Dichas biomoléculas se han utilizado tradicionalmente como ablandadoras de carnes. Además, se utilizan como complemento alimenticio. Se ha descrito que muestran varias acciones farmacológicas: aumentan la absorción de otros medicamentos, se han utilizado en tratamientos de desórdenes digestivos, en enfermedades virales y en la formulación de vacunas. Tienen potencialidades como antiedematosas, antiinflamatorias, antitrombóticas y fibrinolíticas. Se demostró recientemente, la posible actividad antitumoral de cisteíno-proteasas como la bromelina. Sin embargo, el número de proteasas vegetales que se han aislado y caracterizado es aún muy bajo y existen muchas fuentes naturales por explorar, se han estudiado menos del 1 % de las especies vegetales conocidas, de ahí el interés en la búsqueda de nuevas fuentes naturales de obtención de proteasas vegetales.

II. OBJETIVOS

• Identificar cualitativamente del Preparado Enzimático Crudo, la actividad enzimática de la amilasa

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

Muchas investigaciones encaminadas a explicar los mecanismos de activación de las cisteíno proteasas in vivo han demostrado claramente que la activación de estas enzimas depende del pH. Los autores sugieren un predominio de moléculas de enzima activa a pH ácido y está claro que las variaciones de pH neutro a pH ácido en las vacuolas provocan cambios en la conformación nativa de la enzima inactiva, lo que permite el procesamiento y plegamiento de la enzima activa.

Pocas enzimas intracelulares son producidas a gran escala y las ventas de estas enzimas representan solo un pequeño porcentaje del total de ventas. Sin embargo, la producción de enzimas intracelulares es de gran interés por varias razones. Con los avances en las técnicas de inmovilización, el uso de enzimas y células inmovilizadas está en aumento. Por ejemplo, se han establecido procesos comerciales para la producción de jarabes de fructosa usando glucosa isomerasa.

ENZIMAS

Son proteínas especializadas en la función catalítica y las sustancias sobre las cuales actúan se denomina sustratos. Lo que distingue a las enzimas de las demás proteínas es precisamente que, una vez producido el reconocimiento molecular del sustrato, se realiza la transformación de la sustancia reconocida, como consecuencia de diferentes interacciones entre la proteína enzimática y su sustrato este experimenta un reordenamiento de sus elementos constituyentes debido a la ruptura y formación de algunos enlaces químicos. La que resulta de la acción de la enzima sobre el sustrato recibe el nombre de producto.

La existencia del complejo enzima-sustrato y la característica de que la mayoría de los sustratos presentan un tamaño varias veces menor que la estructura de la enzima, implica que la enzima solo entra en contacto con el sustrato en una pequeña zona específica de su voluminosa estructura.

Las proteínas enzimáticas presentan dos regiones o sitios importantes, uno de ellos reconoce y liga al sustrato (sitio de reconocimiento) y el otro cataliza la reacción (sitio catalítico) toda vez que el sustrato se ha unido. Estos dos sitios están adyacentes uno al otro en la forma activa de la enzima y en ocasiones, el sitio catalítico es parte del de reconocimiento, estas dos regiones en conjunto reciben el nombre de centro activo.

Las enzimas poseen dos propiedades fundamentales, derivándose estas de las características del centro activo:

• Gran eficiencia catalítica.

• Elevada especificidad.

Se han establecido 6 grupos principales:

• Oxidoreductasas: Enzimas que catalizan reacciones de oxidoreducción.

• Transferasas: Catalizan la transferencia de un grupo químico entre un donante y un aceptor, se excluyen aquellas que transfieren electrones o sus equivalentes, pues pertenecen a la clase anterior y aquellas en que el aceptor del grupo es el agua y pertenece a la clase siguiente.

• Hidrolasas: Catalizan la ruptura de enlaces químicos con la participación de las moléculas de agua.

• Liasas: Catalizan reacciones en las cuales se produce la adición o sustracción de grupos químicos a dobles enlaces.

• Isomerasas: Catalizan la interconversión de dos isómeros.

• Ligasas: Catalizan la unión covalente de dos sustratos mediante la energía de hidrólisis de nucleósidostrifosfatados, generalmente el ATP.

A) Estabilidad de las Enzimas

La frágil naturaleza proteica de las enzimas, que conlleva a una estabilidad limitada de su estructura y funcionalidad, constituye un aspecto importante en un contexto tecnológico. Se considera que una enzima es apropiada para una aplicación comercial, si su estabilidad es suficiente para dicha aplicación.

• Diagrama de flujo para la producción de enzimas a partirde tejidos animales o vegetales “Diagrama de Enzyme´s Biotechnology”. (Figura 1).

Las enzimas se obtienen por fermentación en cultivos semisólidos, sumergidos, extracción de tejidos ya sea en plantas o animales bajo condiciones controladas.

Figura 1. “Diagrama de Enzyme´s Biotechnology”.

B) Fuentes de enzimas

Es obvio que hay tres fuentes de enzimas: células animales, vegetales y microbianas. En años pasados, las plantas y los animales fueron las fu entes tradicionales de enzimas, pero dados los avances recientes de la biotecnología, probablemente el futuro está en los sistemas microbianos.

1. Enzimas de origen animal

Obtenidas a partir de tejidos animales, por lo general, se preparan de animales recién sacrificados. Inmediatamente después del sacrificio, se quitan los tejidos y se congelan para evitar la degradación bioquímica y de sulfuración. Se remueven los tejidos extraños, particularmente los cuerpos grasosos, y a continuación el tejido es cortado en rebanadas o se pasa a través de un molino de martillos. En algunos casos la preparación resultante se pasa también por un mezclador para obtener un puré fino.

Varios tejidos animales se usan como fuente de enzimas, incluyendo el páncreas, bazo, hígado y varias porciones del intestino. Por supuesto, la extracción de la enzima va acompañada por varios pasos de purificación, los cuales serán tratados con enzimas microbianas (Scragg, 1996).

Tabla 1. Enzimas que se obtienen de tejidos animales

Enzima

Fuente

α-amilasa Páncreas

Lipasa/estearasa de ácidos grasos Páncreas bovino/porcino

LIsozima Albúmina de huevo de bovino

Fosfolipasa A Páncreas porcino

Tripsina Páncreas bovino/porcino

Quimo tripsina Páncreas bovino/porcino

Pepsina Mucosa porcina

Renina Bovino

Fuente, Scragg, 1996.

2. Células y tejidos vegetales

Por muchos años se han hecho preparaciones alimentarias de enzimas vegetales (Tabla 2). Sin embargo, la extracción de enzimas a partir de plantas es a menudo difícil y requiere equipo pesado para macerar y moler el material típicamente fibroso. Los sistemas de molienda comunes por lo general son insuficientes, excepto en los casos donde la fuente de materia es tejido de las hojas y es posible usar molinos de martillos de uso rudo modificado.

Tabla 2. Enzimas derivadas de tejidos vegetales

Enzima

Fuente

Β-amilasa Grano de cebada

Peroxidasa Raíz de rábano

Papaína Látex del árbol de papaya

Bromelina Bromas sp.

Ficina Higuera

Fuente: Scragg, 1996

3. Células microbianas

Se acepta generalmente que la fuente principal de enzimas a escala industrial serán, en el futuro, los microorganismos (Tabla 3). Las razones son:

• Los sistemas de producción microbianos pueden mantenerse bajo estrecho control.

• Las concentraciones de enzimas y, por lo tanto, la productividad, se pueden manipular en forma genética y ambiental.

• El aumento progresivo y la alimentación del sistema no presentan el mismo problema logístico que una fuente derivada de la agricultura.

• Hay un grado inherente de flexibilidad en el proceso a través de la elección de varias enzimas.

• Los métodos de tamizado para sistemas microbianos son comparativamente simples.

Tabla 3. Enzimas microbianas y sus aplicaciones

Enzima Fuente Aplicación

Amilasa Bacillus subtilis

Asperyllusoryzae

Penicilliumroquefort

AspergillusNíger Deprestado de textiles, licuefacción de almidón, producción

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