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5.6.2 CARACTERÍSTICAS DE LAS ENZIMAS INDUSTRIALES Y FUENTES DE OBTENCION Las enzimas se caracterizan en función de su actividad más que por su peso molecular. La estabilidad de las preparaciones enzimáticas durante su almacenamiento es muy importante. Las enzimas empleadas en la industria rara vez son cristalinas, químicamente puros o solamente proteínas. Las posibles impurezas que presenten no deben interferir en la actividad enzimática, a pesar de que en ocasiones pueden catalizar la formación de subproductos o pueden ser tóxicos. Se debe conocer si poseen actividad alergénica. Las moléculas más comunes que contaminan a la enzima son las propias enzimas inactivas. Para que una enzima sea útil industrialmente debe ser barata en comparación al precio del proceso global y debe ser activa en las condiciones en que se realiza el proceso sin la enzima. Si esto no ocurriese, sería más conveniente emplear otra enzima que sea activa en dichas condiciones a variar las condiciones en las que efectuamos el proceso. La enzima debe ser estable (muchas enzimas empleadas en procesos industriales operan a temperaturas que rondan los 50º C), debe estar disponibles en cantidades relativamente elevadas y debe ser segura. Debe intentar emplearse una enzima que ya se emplee en la industria a intentar emplear una, ya que es muy tedioso obtener la aprobación de los organismos competentes. Una enzima puede emplearse en más de un proceso; así las -amilasas se emplean en la elaboración del pan y de la cerveza; las proteasas en cervecería, panadería, lechería y en el ablandamiento de la carne. El empleo de enzimas es ventajoso porque actúan en condiciones de pH, temperatura, presión... que son compatibles con el mantenimiento de la estructura y otras propiedades del producto; además minimiza los requerimientos energéticos del proceso. Las variaciones de las condiciones podrían hacer perder las propiedades deseadas del producto que se pretende obtener. TIPOS Y FUENTES DE OBTENCIÓN DE ENZIMAS TIPOS Y FUENTES DE OBTENCIÓN DE ENZIMAS Enzimas microbianas: Las enzimas producidas por la fermentación de microorganismos representan aproximadamente el 90% de todas las enzimas producidas para los procesos industriales. Enzimas vegetales: La mayoría de las enzimas vegetales se encuentran disponibles en forma de polvo sin una purificación muy elevada, si bien las papaínas y bromelaínas están disponibles en estado purificado. También se encuentran disponibles líquidos de papaína de baja actividad. El aumento de la disponibilidad de las enzimas vegetales depende de diversos factores. 1

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UNIDAD IV LPIDOS

5.6.2 CARACTERSTICAS DE LAS ENZIMAS INDUSTRIALES Y FUENTES DE OBTENCION

Las enzimas se caracterizan en funcin de su actividad ms que por su peso molecular. La estabilidad de las preparaciones enzimticas durante su almacenamiento es muy importante. Las enzimas empleadas en la industria rara vez son cristalinas, qumicamente puros o solamente protenas. Las posibles impurezas que presenten no deben interferir en la actividad enzimtica, a pesar de que en ocasiones pueden catalizar la formacin de subproductos o pueden ser txicos. Se debe conocer si poseen actividad alergnica. Las molculas ms comunes que contaminan a la enzima son las propias enzimas inactivas.Para que una enzima sea til industrialmente debe ser barata en comparacin al precio del proceso global y debe ser activa en las condiciones en que se realiza el proceso sin la enzima. Si esto no ocurriese, sera ms conveniente emplear otra enzima que sea activa en dichas condiciones a variar las condiciones en las que efectuamos el proceso. La enzima debe ser estable (muchas enzimas empleadas en procesos industriales operan a temperaturas que rondan los 50 C), debe estar disponibles en cantidades relativamente elevadas y debe ser segura. Debe intentar emplearse una enzima que ya se emplee en la industria a intentar emplear una, ya que es muy tedioso obtener la aprobacin de los organismos competentes. Una enzima puede emplearse en ms de un proceso; as las (-amilasas se emplean en la elaboracin del pan y de la cerveza; las proteasas en cervecera, panadera, lechera y en el ablandamiento de la carne.

El empleo de enzimas es ventajoso porque actan en condiciones de pH, temperatura, presin... que son compatibles con el mantenimiento de la estructura y otras propiedades del producto; adems minimiza los requerimientos energticos del proceso. Las variaciones de las condiciones podran hacer perder las propiedades deseadas del producto que se pretende obtener.

TIPOS Y FUENTES DE OBTENCIN DE ENZIMASEnzimas microbianas: Las enzimas producidas por la fermentacin de microorganismos representan aproximadamente el 90% de todas las enzimas producidas para los procesos industriales.

Enzimas vegetales: La mayora de las enzimas vegetales se encuentran disponibles en forma de polvo sin una purificacin muy elevada, si bien las papanas y bromelanas estn disponibles en estado purificado. Tambin se encuentran disponibles lquidos de papana de baja actividad. El aumento de la disponibilidad de las enzimas vegetales depende de diversos factores.

Enzimas animales: Aqu se incluyen lipasas pancreticas y proteasas, pepsinas, estereasas pregstricas y rennets. Son producidas ultrapuras en cantidades industriales.

Las clulas microbianas son la fuente usual de enzimas para uso industrial para algunas de las enzimas provenientes de animales y plantas utilizadas tradicionalmente como las proteasas de la papana, ficina y bromelana, que se utilizan para el ablandamiento de la carne, y la quimosina, empleada en la manufactura del queso. La inmensa mayora de las enzimas microbianos se producen a partir de aproximadamente 25 organismos, incluyendo una docena de hongos, pero se ha calculado que slo aproximadamente el 2% de los microorganismos existentes en el mundo han sido estudiado como fuente de enzimas.

Las enzimas microbianos son ms tiles que los derivados de las plantas o animales por la gran variedad de actividades catalticas de que disponen, y porque usualmente pueden obtenerse en cantidades abundantes, baratas, de forma regular y de calidad uniforme. Adems las enzimas microbianas son generalmente ms estables que sus homlogos animales y vegetales, y su proceso de produccin es ms fcil y seguro. La manipulacin gentica y ambiental para incrementar el rendimiento o la actividad enzimtica de las clulas puede llevarse a cabo fcilmente utilizando clulas microbianas debido a su corto periodo de regeneracin, a sus relativamente simples exigencias nutritivas y a que los procedimientos de screening para las caractersticas deseadas son ms fciles.

FUENTENOMBREDISPONIBILIDAD COMERCIALPRODUCCIN (toneladas/ao)

190019501976

AnimalCuajo2

Tripsina15

Pepsina5

VegetalAmilasa malteada10000

Papana100

MicrobianoKoji-

Proteasa de bacilo500

Amiloglucosidasa300

(-Amilasa de bacilos300

Glucosa isomerasa100

Cuajo microbiano10

(-Amilasa fngica10

Pectinasa10

Proteasa fngica10

USOS INDUSTRIALES

DETERGENTES

PREPARACIN DE ENZIMAS: Las enzimas empleadas en detergentes se encuentran disponibles en forma lquida y granular. En 1969-70, los trabajadores de las fbricas de detergentes mostraban reacciones alrgicas hacia las enzimas presentadas en forma granular. Hoy en da se ha logrado erradicar las reacciones alrgicas y en el mercado se hallan detergentes en forma de polvo. Para mejorar las propiedades de los preparados, se aaden sales inorgnicas y fibras de celulosa (entre otras sustancias). Hay partes de las enzimas recubiertas por una capa de cera para reducir el riesgo de que la enzima sufra abrasin. Esta capa tambin contiene pigmentos para la coloracin.

Los preparados lquidos de las enzimas estn diseados para los detergentes lquidos acuosos, que contienen a las enzimas en disolventes basados en propilenglicol y agua. A veces se aaden otros estabilizadores, los cuales difieren segn las enzimas empleadas.

PROTEASAS: Todos los detergentes proteolticos que se hallan en el mercado son serinas proteolticas. Algunas son altamente alcalinas (su mayor actividad se presenta en pH alto), otras son moderadamente alcalinas. Todas tienen pesos moleculares que rondan los valores 20000-30000 y comnmente la posicin de la serina activa es la posicin 221.

Las proteasas para detergentes deben trabajar a elevados valores de pH y de temperatura. Por ello es de vital importancia conocer su actividad y su estabilidad en funcin de la temperatura y del pH.

Muchas investigaciones intentan explicar el funcionamiento de las proteasas durante el lavado. En la actualidad no est totalmente claro porqu las proteasas con una estructura similar (como todas las serinas proteasas) pueden actuar de maneras muy dispares. Otros conceptos muy a tener en cuenta son la especificidad, pI en relacin con el pH, la proporcin adsorcin/expulsin de la suciedad...

El mtodo ms comn para la determinacin de la eficacia de las proteasas se basa en la degradacin de todas las sustancias solubles. Esto contrasta con el sistema heterogneo en el que las proteasas deben trabajar durante el proceso de lavado, donde al menos una parte de las diferentes sustancias usadas como sustratos deben ser insolubles.

El valor del pH en el que mejor trabajan las proteasas es cuando ste se aproxima a su pI.

Estructura de la Alcalasa:

Cadena: E (274 residuos) - [9 hlices, 9 ramas] Cadena: I (63 residuos) - [2 hlices, 2 ramas]

1 Na in 2 Ca iones

LIPASAS: Una lipasa es una enzima que descompone grasas en sustancias ms hidroflicas, que son ms fciles de eliminar que las manchas similares no hidrolizadas. La primera lipasa para detergentes fue introducida en el mercado en 1988. Las grasas animales o vegetales estn constituidas en su mayora por triglicridos. La estructura de que presentan los triglicridos es:

Las lipasas hidrolizan los triglicridos generando una mezcla de tres cidos grasos, diglicridos, monoglicridos y glicerol que se pueden eliminar ms fcilmente que los triglicridos en condiciones de alcalinidad.

Paralelamente a lo que ocurre con las serinas proteasas microbianas (y pancreticas) las lipasas contienen una trada cataltica.

Vista en 3D de la conformacin de la trada cataltica His-Asp-Ser en la serina proteasa (-quimotripsina. Las lneas discontnuas representan enlaces de hidrgeno.

Una importante cualidad de la Lipolasa( es que la serina activa est completamente cubierta por una tapadera que debe estar completamente abierta para acceder al sustrato. Cuando esta lipasa se encuentra en un medio apolar, la tapadera se encuentra cerrada. Esto provoca que la enzima est protegida y solamente pueda llegar a actuar en medios acuosos. La Lipolasa es activa en todos los rangos de pH y de temperatura en que actan los detergentes.

Se ha demostrado que con las lipasas que se encuentran actualmente en el mercado se necesita ms de un lavado para eliminar toda la grasa. Esto se debe a que las lipasas slo son activas durante un perodo del lavado.

Estructura de la lipasa 32000:

Proteina: 269 residuos - [11 hlices, 10 ramas]

AMILASAS: Las amilasas se emplean en los detergentes para eliminar las manchas que contienen almidn. Las amilasas provocan la coagulacin del almidn al hidrolizarlo. Se adhieren a las superficies textiles y actan como pegamento para los compuestos de almidn.

Las amilasas empleadas en los detergentes son la (-amilasas. Hidrolizan los enlaces (-1, 4 glucosdicos. La coagulacin del almidn se da con mayor velocidad en dextrinas y oligosacridos solubles. El rango de pH es en que poseen mayor actividad es en la proximidad a la neutralidad.

La determinacin de la velocidad de la reaccin se puede realizar en funcin de la digestin del p-nitrofenil-( D-maltoheptaosida (pNP-G7). Este sustrato se degrada a pNP-G3 y pNP-G4. El pNP-G3 es degradado por exceso de (-glucosida a glucosa y p-nitrofenol amarillo.

Estructura de una (-amilasa empleada en detergentes

Protena: 481 residuos - [13 hlices, 21 ramas]

1 Na in 3 Ca iones

CELULASAS: Las celulasas son glucosidasas capaces de catalizar la hidrlisis de los enlaces (-1, 4 glicosdicos de la celulosa. Las exocelulas hidrolizan principalmente por el final del polmero de celulosa, mientras que las endocelulasas lo hacen en cualquier parte de la cadena. Los ltimos productos formados por la accin de celulasas son cadenas cortas de oligosacridos consistentes en dos-cinco molculas de glucosa unidas. Como en los casos anteriores, se deben elegir entre celulasas alcalinas o neutras para su empleo en detergentes.

En los aos ochenta se introdujeron dos celulasas en los detergentes. Existe un amplio catlogo, tanto de endo como de exocelulasas. El pH ptimo para estas enzimas ronda la neutralidad. Sus pesos moleculares varan entre 25000 y 70000.

La actividad de las celulasas est determinada por varios patrones, y diferentes celulasas tienen comportamientos muy diferentes en funcin de los sustratos empleados.1. Formacin de azcar reducido. Cada enlace glucosdico que se hidroliza al final se libera en la forma hemiacetlica. La cantidad de azcar reducido puede detectarse por el color de la reaccin con ferricianuro, por ejemplo. El sustrato debe ser insoluble en celulosa, carboximetil celulosa (CMC) o cualquier material que contenga celulosa.

2. Reduccin de la viscosidad. Una solucin de CMC es viscosa, y la accin de una endocelulasa reduce esta viscosidad por la formacin de polmeros ms cortos de CMC. La reduccin de la viscosidad corresponde a la actividad de las celulasas.

3. Coloracin de sustratos insolubles. Las cadenas covalentes coloreadas de la celulosa pueden solubilizarse cuando se liberan pequeos fragmentos de polmero de celulosa. El color que permanece en la solucin despus de una filtracin indica la actividad de la celulasa.

4. Reactivantes del color. Algunos sustratos producen cromforos en la accin de la celulasa.

Las celulasas se emplean en los detergentes para una mejor conservacin de las fibras textiles. Incluso pueden eliminar partes de tejidos daados. Los efectos visibles de que generan las celulasas son:

Brillo en los colores

Aumento de la suavidad

Mejora la eliminacin de partculas de suciedad

A pesar de todo esto, hay que tener en cuenta que las celulasas daar los tejidos, aunque lo hacen de manera tan suave que compensa su empleo: producen ms beneficios que incomodidades.

Estructura de una endocelulasa

Protena: 402 residuos - [12 hlices, 18 ramas]

Ligando: NAG

FERMENTACIN ALCOHLICA

El almidn proveniente de maz, patatas, cebada, mandioca y otras fuentes debe someterse a un tratamiento previo con hidrolasas para producir su licuacin y sacarificacin. Antes de hacerlo fermentar mediante levaduras u otros organismos para obtener el alcohol utilizable o no para la fabricacin de bebidas. Estas enzimas son ( y ( amilasas y glucosidasas, que pueden aadirse en forma de malta (cebada germinada), aunque este proceso es caro. La malta no solo contiene ( y ( amilasas sino tambin enzimas que degradan los enlaces (-1-6-de las dextrinas lmite. Recientemente se han aadido enzimas bacterianas para suplir las enzimas endgenos asociadas al almidn. Por ejemplo en los procesos discontnuos americanos para la fabricacin de alcohol para bebidas, la adicin de (-amilasa bacteriena durante la coccin para hidrolizar parcialmente el almidn gelatinizado presenta una ventaja, puesto que reduce la viscosidad de la mezcla facilitando su agitacin y mezclado. Posteriormente, la mezcla se enfra y despus se le aade (-amilasa bacteriana para continuar la hidrlisis, que se complta mediante la adicin de amiloglucosidasa, estable a las temperaturas ms bajas de 55 a 60C utilizadas. Despus se inoculan en la mezcla levaduras, de forma que contine la sacarificacin y fermentacin simultneamente hasta el agotamiento de la dextrosa, y se destila el alcohol. En contraposicin, en los procesos discontnuos alemanes la (-amilasa no se aade hasta el mezclado, que se lleva a cabo en dos etapas: licuacin a alta temperatura mediante (-amilasa bacteriana (80C) seguida de una licuacin a menor temperatura (55-60C), empleando alpha-amilasa fngica. Despus se aaden amiloglucosidasa y levaduras para completar la convein del almidn en etanol.

La produccin industrial de alcohol industrial, destinado a usarse como combustible en motores de combustin interna se ha incrementado rpidamente en los ltimos aos, particularmente en Brasil, que lo obtiene de la fermentacin de la caa de azcar o mandioca.LCTEOS

El queso es uno de los derivados lcteos ms conocidos y sencillos de preparar, posiblemente su fabricacin se produjo por algn accidente, seguramente cuando los nmadas rabes viajaban los das calurosos con leche en sus bolsas de piel. Estas bolsas, fabricadas con los estmagos de los animales, tendran enzimas que actuaron sobre la leche provocando su coagulacin y dando lugar al queso. Sin embargo, no fue hasta 1874 cuando se estableci un mtodo mecnico para producir queso.

Algunas variedades de queso se caracterizan por sabores distintivos producidos por la presencia de lipasas, que se encuentran de manera natural en la leche.

ENZIMAS NATURALES DE LA LECHE:

La mayor parte de las enzimas de la leche son hidrolasas, deshidrogenasas y oxigenasas.

GRUPOSSUB-GRUPOSENZIMAS

HidrolasasLipasas

Fosfatasa

EstereasasOleinasa

Butirinasa

Salolasa

ProteasasPeptidasa

Galactasa

GlucidasasLactasa

Amilasa

Aldolasa

DeshidrogenasasXantn oxidasa

OxigenasasPeroxidasa

Catalasa

LIPASAS: Actan hidrolizando las grasas a nivel de los enlaces steres. Se liberan cidos grasos y glicridos parciales (mono o di) o en ltimo trmino de glicerol.

Algunas lipasas pueden hidrolizar diferentes steres, mientras que otras son de actuacin muy especfica.

La accin hidroltica de las lipasas se emplea para la fabricacin de determinados productos (queso azul, chocolates, galletas) en los que los cidos de cadena corta contribuyen al equilibrio de los componentes del sabor. Generalmente dan muchos problemas en tecnologa lechera.

En la leche fresca recin ordeada, las lipasas no actan porque no tienen acceso a la materia grasa. De forma gradual van perdiendo su actividad, posiblemente por oxidacin, inactivndose por completo en tres horas si la leche se conserva despus del ordeo a 37C y en 48 horas a una temperatura alrededor de 0C.

La accin lipoltica se desencadena por tratamientos como la agitacin y la homogeneizacin en los que la materia grasa se libera por ruptura de la membrana globular.

La refrigeracin lenta de la leche favorece la liplisis. Esto ocurre porque los triglicridos ms slidos, situados en la superficie de los glbulos grasos cristalizan, con lo que los triglicridos ms lquidos y ms vulnerables se desplazan hacia la periferia. Si la leche se calienta a 30C y a continuacin se enfra lentamente, este fenmeno se acenta. El calentamiento de la leche hasta la temperatura de fusin de la materia grasa seguido de un enfriamiento rpido, impide que los glicridos se orienten de la forma descrita.

Las lipasas se destruyen fcilmente con los tratamientos de pasteurizacin, e incluso con los de termizacin. Son tambin sensibles a agentes oxidantes como los rayos UV, el obre o el perxido de hidrgeno y son atacadas por enzimas proteolticas como la tripsina o la pepsina. El pH ptimo de las lipasas es 8.5 y su actividad disminuye con el descenso del pH.

SALOLASA: La salolasa es una enzima capaz de hidrolizar fenil salicilato. La importancia de esta enzima no se conoce, podra emplearse como indicador del tratamiento trmico de la leche.

FOSFATASAS: Las fosfatasas son enzimas que catalizan la hidrlisis de los steres glicerofosfricos. En la leche hay dos fosfatasas; una alcalina (pH 9-10) y otra cida (pH 4), la ms importante es la alcalina. Esta enzima es una glicoprotena que se encuentra en pequea cantidad en la leche de principio de lactacin, pero cuya concentracin va aumentando y al final de la lactacin se encuentra en la leche en una cantidad considerable.

Se inactiva a temperaturas de pasteurizacin. Esta cualidad le convierte en el indicador para comprobar si el tratamiento de la leche ha sido el adecuado. Para esta prueba se emplea como sustrato el fenilfosfato disdico, que libera fenol fcilmente medible. En este mtodo hay que considerar la posible produccin de fosfatasa de origen bacteriano, el fenmeno de reactivacin, la fosfatasa residual y la presencia de compuestos que pueden reaccionar como el fenol.

PROTEASAS: Las proteasas (antes llamadas galactasas) hidrolizan las protenas en pptidos ms simples o en ltimo trmino, en aminocidos. La lisozima, cuya presencia se ha advertido en la leche, es una mucopeptidasa que puede clasificarse como una enzima proteoltica.

Se ha comprobado que la leche contiene una pequea cantidad de proteasa nativa. Su actividad es mxima a pH 8 y a 37C, es muy termoestable, no destruyndose en los procesos de UHT y requiriendo una temperatura de 142C durante 16 segundos para su inactivacin. Preferentemente hidroliza las casenas ( y (.

Aunque se encuentra en pequea cantidad de forma natural, la actividad que realiza contribuye a la disociacin de las micelas de casena y puede explicar en algunas dificultades que se presentan en la fabricacin de quesos, principalmente en la coagulacin de la leche por el cuajo.

Las proteasas secretadas por los microorganismos, sobretodo los psicrtofos (pseudomonas) tienen ms importancia que las propias de la leche. Aunque estos microorganismos se destruyen en los procesos de termizacin, las protesas resisten y son la causa de muchos problemas presentes en la industria lctea.

LACTASA: La lactasa es una enzima que hidroliza la lactosa en glucosa y galactosa. Generalmente se encuentra en el aparato digestivo de los consumidores de leche y sera deficitaria en personas consideradas alrgicas a la lactosa. Algunos microorganismos la producen, pero su presencia en la leche no est definitivamente establecida.

AMILASA: La leche contiene amilasas capaces de hidrolizar el almidn en dextrina. Se distinguen una (-amilasa (licuefaciente) y una (-amilasa (sacarificante). Como probablemente son de origen sanguneo, su cantidad en la leche depende del estado patolgico de la vaca.

Las amilasas se inactivan a 65C durante 30 minutos, por lo que se ha propuesto su empleo como indicadores del tratamiento trmico.

ALDOLASA: La aldolasa es una enzima que interviene en el metabolismo de los carbohidratos. Hidroliza la frutosa difosfato en cetonas y aldehdos. Su presencia en la leche no causa problemas aparentes.

XANTN OXIDASA: La xantn oxidasa (enzima de Schardinger) es una deshidrogenasa o reductasa que se pone en evidencia por la decoloracin del azul de metileno en presencia de formol. En la reaccin el aldehdo se oxida a cido frmico y el azul de metileno se reduce.

Es una metalo-protena que contiene hierro y molidbeno. Como la fosfatasa alcalina, est asociada a la grasa de la leche. Sin embargo, es ms resistente al calor. Su inactivacin se produce a 75C durante 20 minutos y su pH ptimo es de 6-9.

PEROXIDASA: Es una ferro-enzima que cataliza la oxidacin de una serie de sustancias aromticas (fenoles, aminas aromticas, cidos aromticos) y sus compuestos (nitritos). Se encuentra en la leche en cantidades apreciables y sy pH ptimo de actuacin es 6.8. Su deteccin es la base de la prueba de Storch para identificar las leches que han sido sometidas a un calentamiento superior a los 80C y tambin puede servir para comprobar la presencia de perxido de hidrgeno en la leche.

CATALASA: La catalasa es una enzima que descompone el perxido de hidrgeno en oxgeno molecular y agua. La leche normal contiene muy poca cantidad de esta enzima. Como su contenido est unido a la presencia de leucocitos y clulas epiteliales en la leche, su cuantificacin se ha propuesto como un mtodo para identificar las leches mamticas y calostrales.

Hay microorganismos que producen catalasa en diversas cantidades, pero la utilizacin del test de la catalasa para valorar la cantidad de microbiolgica de la leche no es muy adecuada porque las bacterias lcticas no producen esta enzima. Este test resulta ms til para aplicaciones especficas que para el recuento total de la flora bacteriana.

QUESO

El queso es el resultado de la concentracin selectiva de la leche, el agua se elimina en distinta proporcin segn la variedad arrastrando con ella una parte de elementos solubles y de las protenas no coaguladas de la leche.

El agua que se queda retenida en el queso desempea un papel muy importante: es esencial para el desarrollo de fermentaciones y de los microorganismos; adems de influir directamente en otras propiedades del producto final. La lactosa es el sustrato para la formacin del cido, y por lo tanto interviene en la coagulacin de la leche, el desuerado, y la textura de la cuajada, y tambin en el crecimiento de microorganismos. La casena coagulada constituye la base de la pasta quesera y en su degradacin se originan diversos compuestos aromticos. Las protenas del suero que quedan incluidas en la cuajada tienen mucha importancia y contribuyen al valor nutritivo del queso. Los minerales participan sobre el desuerado y la textura del queso.

ETAPAS BSICAS EN LA ELABORACIN DEL QUESO:

El primer paso en la fabricacin del queso es la coagulacin de la leche (cuajado). Este fenmeno se produce por la desestabilizacin de la solucin coloidal de la casena que origina la aglomeracin de las micelas libres y la formacin de un gel en el que quedan atrapados el resto de los componentes.

La segunda etapa consiste en la deshidratacin ms o menos intensa de este cogulo para obtener una pasta de consistencia variable: es el desuerado o sinresis. Al mismo tiempo que el agua, se elimina una parte de las sustancias que se encuentran todava en suspensin, es decir, de los elementos del lactosuero. La materia grasa permanece en su mayor parte adherida y retenida en la cuajada de la casena.

La tercera etapa se da en la mayora de las variedades de queso. En la maduracin, la accin de microorganismos y enzimas producen las modificaciones que dan lugar a las variedades de queso.

Todas estas etapas poseen alguna variante en la que no se emplean enzimas, por lo que no sern comentadas al carecer de inters para el tema a estudiar.

1.COAGULACIN ENZIMTICA: En la industria quesera el mtodo ms empleado es la coagulacin enzimtica de la leche. Consiste en aadir a la leche un enzima que tiene la propiedad de coagular el complejo casena. En esta reaccin el fosfonato clcico que se encuentra en forma soluble en la leche, se transforma por la accin de una enzima coagulante en fosfoparacaseinato de calcio insoluble.

El calcio y el fsforo desempean un papel fundamental en el mecanismo de coagulacin y forman parte del gel de casena, lo que confiere al cogulo unas propiedades especiales: es compacto, flexible, elstico, impermeable y contrctil. Estas caractersticas tienen una gran influencia en le desuerado y endurecimiento de la cuajada porque le permiten soportar las intervenciones mecnicas durante el proceso de la fabricacin.

CUAJO: El cuajo natural, llamado renina, es una enzima proteoltica segregada por la mucosa gstrica del cuarto estmago (cuajar) de los terneros, cabritos y corderos antes del destete. Esta secrecin se produce en forma de un precursor inactivo, la pro-renina, que en medio neutro no tiene actividad enzimtica pero que en medio cido se transforma rpidamente en renina activa. El cuajo contiene dos enzimas: la quimiosina, que es el componente principal y la pepsina. Despus del destete, disminuye la produccin de quimiosina y la pepsina pasa a ser el componente mayoritario.

El cuajo se extrae de los cuajares mantenindolos a remojo en salmuera. Para el uso comercial, se preparan soluciones purificadas de fuerza estandarizada en las que se ajusta el pH, la sal y el color y a las que se aade agentes conservantes.

La actividad proteoltica del cuajo se ejerce sobre la casena, principalmente, y otras protenas. Por lo tanto realiza dos acciones fundamentales. La primera accin es la de provocar la desestabilizacin de las micelas de casena rompiendo las casena k en un punto determinado de su molcula: el enlace peptdico entre el aminocido fenilalanina y su vecino, que es una metionina. Generalmente la fuerza del cuajo se mide por la eficacia al romper este enlace, accin que produce la coagulacin de la leche. En la casena k hay unos 164 enlaces peptdicos que pueden ser atacados, adems de los que hay en las otras fracciones de las micelas.

El segundo papel del cuajo es el de hidrolizar estos enlaces siguiendo un orden especfico que es caracterstico de la enzima empleada. Esta accin secundaria sobre las protenas comienza lentamente despus de la coagulacin y contina durante la maduracin del queso. Esta accin, junto con la de las proteasas nativas de la leche, las proteasas de la flora original y las del fermento, contribuye al desarrollo de algunas de las caractersticas de textura y sabor del queso.

2.DESUERADO DE LA CUAJADA: La distinta naturaleza de la cuajada obtenida enzimticamente influye sobre el proceso de desuerado. Durante la coagulacin, las micelas de casena conservan su estructura y la cuajada retiene la mayor parte del calcio y del fsforo, que son algunos de los elementos que dan rigidez, cohesin e impermeabilidad. Por la accin del cuajo se forman nuevos enlaces y muchas micelas se unen entre s para formar grandes redes. Las mallas formadas, como un tejido esponjoso, retienen mecnicamente una buena parte del agua. Como resultado de la interaccin de todos estos fenmenos la red formada se reestructura y se contrae, haciendo posible la expulsin del suero.

Sin embargo, la sinresis no se inicia espontneamente. El cogulo es impermeable y hace difcil y lento el paso del suero. Ero como tambin es compacto y firme, puede soportar las acciones mecnicas para favorecer el desuerado. La intervencin conjunta de todos estos factores determina la velocidad del desuerado u la consistencia de la cuajada.

3.MADURACIN: Las enzimas naturales de la leche, como las lipasas y las proteasas, participan en la maduracin, pero su accin es muy lenta y no desempean un papel demasiado importante. La razn por las que las condiciones de maduracin no son las ptimas para su actividad: la temperatura es demasiado baja y el pH generalmente es muy cido. Adems, el efecto de estas enzimas disminuye porque se destruyen durante la pasteurizacin de la leche.

Las lipasas y las proteasas son las enzimas naturales ms importantes para la maduracin. La lipasa, que es muy poco termorresistente y libera cidos grasos de cadena corta, acta al final de la maduracin de algunos quesos fabricados con leche cruda. Su accin es mnima en comparacin con la de las lipasas microbianas. Por su parte, las proteasas, que se encuentran en muy poca cantidad, pueden tener una accin muy restringida en algunas variedades de quesos.

Las enzimas que contiene el cuajo aadido a la leche para la obtencin de la cuajada tienen una accin proteoltica adems de la coagulante. Son endopeptidasas que cortan las cadenas en el centro y no en los extremos de las molculas proteicas, liberando pptidos y no aminocidos. Por ello, el exceso de cuajo residual en el queso, puede dar lugar a la aparicin de un sabor amargo. Los pptidos as formados se degradan despus en aminocidos por la accin de las enzimas microbianas.

Hay que tener en cuenta que en esta etapa alcanza una gran importancia la flora microbiana, que producen una innumerable variedad de reacciones.

TEXTILES

AMILASAS DESENGOMANTES: El empleo ms sencillo de las amilasas toma el conocimiento de la industria cervecera y extractos concentrados de malta, preparados de manera que mantengan intactas su s propiedades naturales y su actividad. El uso de las amilasas presentes en extractos de glndulas pancreticas animales, ha ido en aumento, como el de las enzimas provenientes de la malta, porque su empleo resulta relativamente econmico en la industria textil. En el Lejano Oriente, las enzimas que hidrolizan el almidn preparadas para producir bebidas como el Sake fueron adaptadas para su empleo en la industria textil.

Los mayores inconvenientes en la prctica son la lentitud de las reacciones unido al entorno que se requiere para su empleo.

AMILASAS desengomantes BACTERIANAS: Con estas enzimas es posible acelerar el proceso de desengomar considerablemente, principalmente porque resisten mayores temperaturas y son menos sensibles a otras sustancias qumicas presentes en la solucin desengomante. La mayor estabilidad de estas enzimas trabajando en solucin proporciona importantes ventajas.

Temperatura ptima (C)Ph ptimoinhibidoresactivadores

Malta (-Amilasa55-654.5-5.5Iones metlicos, bases y contaminantes del almidnIones calcio

Amilasas pancreticas40-556.5-7.0Iones metlicos, cidos-

Amilasas de hongos50-554.5-5.5Iones metlicos, bases, secuestrantesIones calcio

Amilasas baterianas convencionales60-755.5-7.0Secuestrantes, surfactantes aninicosIones calcio

Amilasas baterianas termoestables85-1105.0-7.5Aniones surfactantesIones calcio en aguas blandas solamente

La influencia de iones de calcio es lo ms destacable cuando empleamos enzimas convencionales, y es normal aadir 0.5 gL-1 de cloruro clcico en el bao desengomante para aportar la mayor estabilidad posible.

Dada la elevada variedad de mtodos de desengomar tradicionales, unidos a la elevada especificidad de los nuevos y modernos equipos que se emplean para obtener las condiciones ptimas, es importante seleccionar la enzima que proporcione mayor eficiencia bajo las condiciones requeridas por el mtodo empleado.

ACTIVIDAD EN FUNCIN DE TEMPERATURA Y pH: Las grficas 1 y 2 muestran que las amilasas convencionales sufren un descenso de la actividad a temperaturas mayores a 75C. El mismo comportamiento de sensibilidad ocurre con los valores extremos de pH debido a la proteccin de la carencia de sustrato. Con las amilasas termoestables los efectos son menos acusados (grficas 1 y 2):

EMBED Excel.Chart.8 \s

EMBED Excel.Chart.8 \s ESTABILIDAD DE LA SOLUCIN ENZIMTICA: Hay una serie de factores que influyen en la estabilidad de la solucin enzimtica. De ellos, temperatura, pH y la presencia de iones de calcio son particularmente importantes. Los efectos de temperatura y pH acaban de ser vistos. Los iones Ca 2+ aportan una gran proteccin y aumentan los efectos de la actividad de las enzimas convencionales, y la mayora de preparados de estas enzimas contienen sales clcicas.

Las enzimas termoestables, cuando se emplean en las proximidades de sus mximos de actividad frente a la temperatura, muestran los mismos comportamientos frente al calcio, los cuales se acentan al variar el pH en lugar de la temperatura.

La siguiente grfica muestra las curvas de estabilidad de ambos tipos de enzimas a valores ptimos de pH. La influencia del calcio es claramente importante:

SURFACTANTES DESENGOMANTES Y RENDIMIENTO ENZIMTICO: Para asegurar la accin completa de las enzimas es usual aadir poderosos surfactantes. La mayora de los agentes surfactantes son de tipo aninico y pueden daar a las enzimas. La actividad ptima de las enzimas puede obtenerse usando surfactantes del tipo no inico, una pequea parte de surfactantes catinicos combinados con surfactantes no inicos dan lugar a una mezcla aceptable. De este modo se pueden reducir costos, adems de que una adicin de surfactantes catinicos es recomendable en ocasiones, ya que un sistema totalmente no inico podra precipitar.

FASES GENERALES DEL PROCESO

Lavado enzimtico: La idea fundamental del lavado enzimtico o bio-descrudado o bio-preparacin enzimtica es: combinar la especificidad de las enzimas con sus moderadas condiciones de reaccin con el fin de llevar a cabo la bio-preparacin del algodn en rama, en la que se remueven del algodn slamente los componentes necesarios. As se evita o se reduce el dao causado a la celulosa, y las condiciones del proceso son las ms favorables para los operarios, las mquinas y el medio ambiente.

Numerosos estudios realizados muestran que un tratamiento usando slamente pectinasa, seguido por un enjuagado en agua caliente usando un agente activo superficial, es capaz de hacer que la fibra de algodn se vuelva hidrfila y absorbente, al igual que lo logrado con el descrudado qumico.

El uso de una sola enzima especfica para las pectinas (pectina liasi), usada en combinacin con auxiliares qumicos apropiados y en condiciones apropiadas del proceso, seguido por un enjuagado en agua caliente ms all del punto de unin de las ceras, ha resultado ser muy efectivo en el lavado enzimtico.

La bio-preparacin se puede usar en prendas, tejidos, en carretes de hilos, en procedimientos continuos o discontinuos, usando la maquinaria y los instrumentos provistos normalmente a las tintoreras y lavanderas. La efectividad del lavado enzimtico se mide principalmente por la hidrofilidad del tejido tratado.

El potencial aplicativo y las ventajas comerciales del lavado enzimtico se pueden dividir en tres grupos: el proceso, el artculo, y el medio ambiente.

Finalmente, aunque este es un aspecto que debe ser estudiado y mejorado en cada ocasin, el proceso de blanqueado se puede modificar de acuerdo a condiciones de pH ms moderadas, siguiendo una bio-fuente con pectinasa, alcanzando el mismo nivel de blancura y con la completa remocin de los casquillos.

Lazim PE: caractersticas y mtodos de uso: El Lazim PE es una frmula comercial nica de pectina liasi formulada usando quelantes dbiles (confiscadores de metales pesados) y otros productos auxiliares de la preparacin (dispersantes), estabilizados en una solucin tope (tampn) y ofrecidos listos para su uso con una actividad de aproximadamente 450 APSU (Unidades Estndar de Pectinasa Alcalina) por gramo.

La pectina liasi contenida en el Lazim PE tiene una actividad que depende de la presencia de iones de calcio. Por consiguiente, se debe evitar el uso de quelantes que tengan una fuerza capaz de comprimir el calcio.

El producto enzimtico Lazim PE contiene suficientes iones de calcio como para mentener la enzima estable y activa durante el descrudado enzimtico. Los tratamientos de bio-descrudado se pueden efectuar por lo tanto usando agua deionizada. Tambin se debe evitar a toda costa el uso de EDTS y compresantes fuertes similares.Bio-preparacin y teido en el mismo bao: Los ensayos de bio-preparacin efectuados usando el Lazim PE descritos hasta ahora se han llevado a cabo a una temperatura ambiental de aproximadamente 55 C (transbordo del tejido en pad-batch) por tiempos variables de 20 minutos y ms, seguido por enjuagado usando agua caliente.

Una vez que se completa esta etapa, el hecho que el descrudado enzimtico se efecta con un pH 8 permite que el teidor pueda continuar con el proceso de teido sin tener que efectuar los lavados y/o neutralizaciones requeridos normalmente en los mtodos tradicionales para lograr el pH suficiente para obtener la migracin y similaridad adecuadas del colorante reactivo.

Considerando que la temperatura de aplicacin de la enzima es 55 C, la optimizacin mxima del proceso se logra usando los Agentes Reactivos R-ME con una fijacin ptima a la misma temperatura (55-60 C).

Alternativamente, se pueden usar los Agentes Reactivos S-XL (o S) cuando se requiere una mayor temperatura (80 C) para pemitir una mayor difusin en el teido de artculos difciles.

El uso de colorantes de Agentes Reactivos ME (bifuncionales) o Agentes Reactivos S-XL (monofuncionales pero bi-reactivos) permite una mayor reduccin en los tiempos de procesamiento, junto con ahorros de agua y energa, gracias a sus niveles de fijacin, excelente capacidad de lavado y buena resistencia a la hidrlisis acdica y alcalina.

Usando estas dos clases de colorantes se puede obtener un excelente nivel de reproducibilidad para la misma receta, usando procedimientos tradicionales o de bio-descrudado/teido al mismo tiempo, mientras que otras clases de agentes reactivos requieren correcciones de la receta inicial cuando se pasa de un sistema a otro.MANUFACTURA DE LA CERVEZA

.MANUFACTURA DEL PAN

OTROS EMPLEOS DE ENZIMAS1. APLICACIN DE UNA TCNICA ENZIMTICA A LA RESTAURACIN DE PAPELINTRODUCCIN:

La eficacia de la limpieza de adhesivos de origen animal mediante tcnicas enzimticas se conoce desde varias dcadas y fascina junto con otras aplicaciones de estas herramientas moleculares a muchos restauradores (Segal & Cooper, 1977: 47-50). A pesar de eso, la biotecnologa basado en enzimas, al parecer, no acaba de imponerse como una herramienta ms en los talleres de restauracin de Papel de Espaa. Esta tcnica no solamente puede sustituir otros mtodos sino que ofrece soluciones a algunos problemas que difcilmente son abarcables con los medios utilizados tradicionalmente.

PROCESO DE RESTAURACIN DE LA COLECCIN DE CROMOS:

Para conseguir una eliminacin de los restos de cola sin afectar a los pigmentos y la estabilidad de las obras se realizaron unas pruebas y se opt por el mtodo del lavado con un catalizador enzimtico. Este mtodo "rpido, seguro, limpio y barato" (Segal & Cooper, 1977) consegua los mejores resultados respecto a la eliminacin de manchas y estabilidad de tintas como muestra la tabla:

ESTABILIDAD DE TINTASELIMINACIN DE MANCHAS

AGUA 20 ++-

AGUA 45+-

TRIPSINA++++

AGUA Y ETANOL--

La solucin enzimtica se prepara con 2 mg/l de tripsina (a una actividad de 5000 U/l). El agua utilizad proceda de Bejis (Castelln) que destaca por sus altas concentraciones de carbonatos y la ausencia de cloro. Para trabajar cerca del pH ptimo del la enzima (7.0) y reducir de esta manera el tiempo de lavado se controla continuamente este valor en la solucin. Las desviaciones registradas nunca se deben desviar ms de 0.5 del punto neutro por lo cual se puede prescindir de un tampn adicional. La temperatura optima de la actividad de la enzima (25) se ajusta antes del lavado.

Las pginas de mayor dao se introducen en la solucin entre 5 y 15 minutos controlando visualmente el proceso de desintegracin del adhesivo. Se consigue despegar los cromos y las manchas en los cromos se reducen casi por completo. Posteriormente se aclaran las hojas con agua destilada para eliminar restos de enzima y cola. En el caso de algunos cromos con gruesas capas de adhesivos se repite el lavado hasta conseguir unos resultados satisfactorios. Papeles y trozos de cromos adheridos a los cromos se despegan igualmente. El corto tiempo de inmersin no afecta a la capa pictrica de las cromolitografas que suelen mostrar cierta inestabilidad a un lavado acuoso prolongado.

El soporte de los cromos, cartoncillo de pasta mecnica, muestra un pH de 5.5 y se desacidifica igualmente que las pginas mediante carbonato clcico. Despegados y limpiados todos los cromos se alisan las pginas en una prensa mecnica y los cromos con una ligera presin entre secantes y tablas de madera.

Una vez alisados se recomponen los cromos utilizando las fotos de detalle, la cartografa y las huellas de las manchas de cola como ayuda para conseguir una recomposicin exacta del estado originario. Como adhesivo se utiliza metilcelulosa y PVA en una proporcin de 100:5.

2. APLICACIN DE LAS ENZIMAS EN ANLISIS CLNICOS

Las enzimas se emplean como reactivos estndar en los laboratorios para el diagnstico de enfermedades, para el control y el seguimiento de enfermedades y de la respuesta del paciente hacia la terapia seguida, y para la identificacin y control de la concentracin de drogas o sus metabolitos en la sangre u otros fluidos corporales. Las tcnicas de inmunoanlisis enzimtico (ELISA) representan un nuevo e importante avance al asociar anticuerpos especficos a enzimas como la peroxidasa o la (-galactosidasa cuya reaccin genera el cromgeno por el que se mide la extensin de unin del anticuerpo. De este modo se obtienen excelentes sensibilidades y bajos umbrales sin recurrir a la radiactividad: radioinmunoanlisis. Los enzimas se emplean rutinariamente para diagnosticar enfermedades hepticas, miocrdicas, pancreticas y prostticas, anemias, leucemias, distrofia muscular, tumores y toxemias del embarazo. Estas aplicaciones se basan en el fenmeno general de que las clulas enfermas rezuman ms y pierden una parte de sus enzimas que eventualmente van a parar a la sangre. La elevacin de la actividad enzimtica del suero por encima de los niveles normales depende primeramente de la extensin y gravedad del dao de las clulas. As en las enfermedades del hgado se miden la glutamato-piruvato transaminasa y la glutamato-oxalacetato transaminasa; en el infarto de miocardio, aparte de las dos ya mencionadas, se mide la lactato deshidrogenasa y la creatin-fosfoquinasa.

Las tcnicas enzimticas tambin se utilizan en la deteccin de drogas, anlisis de antibiticos, deteccin de antgenos o anticuerpos, o en la deteccin de enzimas y metabolitos en los fluidos intracelulares. Las tcnicas enzimticas son generalmente ms rpidas que el inmunoanlisis, ms especficas que los anlisis fotomtricos y ms baratos que los cromatogrficos o los inmunoanlisis con sustancias radiomarcadoras.

3. PRODUCTOS MDICOS Y FARMACUTICOS

Aunque las posibilidades de utilizacin de las enzimas en la medicina y campos relacionados sea potencialmente inversa, en la actualidad el nmero concreto de aplicaciones es relativamente pequeo. No obstante, los resultados obtenidos con este pequeo nmero de ideas afortunadamente son realmente excitantes y demuestran claramente la capacidad potencial existente en las tcnicas empleadas. Puesto que las aplicaciones mdicas y farmacuticas de las enzimas abarcan un amplio espectro de materias, es conveniente dividirlas en tres reas importantes de inters: terapia enzimtica, uso analtico y productos de compuestos farmacuticos. Cada una de estas reas, auque cubre un gran nmero de aplicaciones, presenta una serie de principios predominantes que son esencialmente para que la utilizacin de las enzimas se realice con xito.

A diferencia de otros usos industriales para las enzimas, las aplicaciones mdicas y farmacuticas de las mismas requieren generalmente pequeas cantidades de enzimas muy purificadas. En parte, esto refleja el hecho de que para una enzima sea efectiva slo debe modificarse helelos compuestos de inters contenido en un fluido o tejidos fisiolgicos complejo. Esto contrasta con muchos procesos industriales en los que el medio de cultivo est relativamente bien definido y por, consiguiente, puede utilizarse un extracto enzimtico sin purificar. Adems, si el destino de una enzima o de un producto obtenido por mtodos enzimticos es su administracin a un paciente, resuelta evidente que el preparado debe contener las menores cantidades posibles de material extrao para evitar probables efectos secundarios.

Produccin de aminocidos

La produccin de aminocidos mediante tecnologa con enzimas est adaptada convenientemente. Aunque se pueden sintetizar empleando un proceso qumico, se debe sealar que en este caso se obtiene una mezcla de D y L ismeros. Puesto que solamente el L-ismero es biolgicamente activo, la mezcla debe ser separada en sus dos componentes. Este proceso puede llevarse a cabo mediante el empleo de la enzima aminoacilasa. Una vez sintetizado, la mezcla del DL aminocidos se acetila.

En la produccin de otros aminocidos se han incluido tambin una etapa mediada por enzimas, incluyendo a la D-feniglicina, utilizada en la sntesis de penicilina semisinttica, y en el caso del L-triptfano, un aminocido esencial que puede sintetizarse a partir del indol. Estas son dos reas importantes en el desarrollo de esta tecnologa. En trminos de aplicacin a gran escala, la produccin de aminocidos esenciales como suplementos dietticos presenta una importancia particular. Si una protena celular sencilla queda establecida en los mercados de alimentacin animal y humana, se puede esperar que la demanda para aminocidos esenciales incrementara, ya que muchas protenas microbianas son deficitarias en algunos de estos residuos cruciales.

Tratamientos teraputicos con enzimas

El fundamento de esta forma de terapia es simplemente la administracin de una enzima concreta a un paciente, esperando con optimismo que produzca una progresiva mejora en el mismo. El problema principal relacionado con este mtodo es que las respuestas defensivas del organismo inactive o eliminen los compuestos extraos incorporados. En consecuencia cualquier tratamiento que utilice la administracin de una enzima, bien por va sangunea o por cualquier otra, debe tener en cuenta este posible inconveniente.

rganos artificiales Para sustituir algunas funciones del rin y el hgado se han desarrollado rganos artificiales que contienen enzimas. Una lesin renal crnica se trata con hemodilisis peridica, a menos que sea posible el transplante del rgano. El hgado es un rgano multifuncional y sera imposible conseguir un sustituto artificial con la tecnologa disponible actualmente. Sin embargo, s puede reproducirse una funcin importante del hgado: la desintoxicacin. A partir de clulas hepticas se pueden obtener varias enzimas microsomales capaces de llevar a cabo la desintoxicacin de una gran variedad de compuestos.

Antibiticos semi-sintticosLas penicilinas semisintticas son los principales productos farmacuticos obtenidos por tecnologa enzimtica. El mtodo de fermentacin tradicional permite producir la bencil-penisilna (penisilina g) como la fenoximetil- penisilina (penisilina b) y en el pasado estos dos antibiticos con gran xito. Sin embargo, estos compuestos presentan limitaciones en su eficacia contra ciertas bacterias patgenas

Esteroides

Los esteroides se utilizan en un gran nmero de preparados farmacuticos (por ejemplo la pldora contraceptiva y los antinflamatorios), por lo que los procesos empleados en la produccin de estas sustancias presentan una considerable importancia econmica.EnergaOtra actividad que llama a las aplicaciones biotecnolgicas es la produccin de energa, siendo la ventaja de las fuentes orgnicas con respecto a los combustibles fsiles el que las primeras sean renovables. Cada ao crecen unos 200 mil millones de toneladas de biomasa (madera, cereales, etc), de las cuales los humanos usamos slo un 3%. Por lo tanto, este rubro ofrece un enorme potencial que puede ser aprovechado. Un ejemplo clsico de biocombustible es el alcohol obtenido por fermentacin de material rico en azcares y almidn, o de residuos orgnicos varios, incluyendo los forestales. El principal obstculo para la viabilidad de esta propuesta es el costo, puesto que el petrleo sigue siendo ms barato. Sin embargo, los avances tecnolgicos estn permitiendo acortar la brecha.

Hay tambin diversos sectores de la industria en los que la adaptacin o sustitucin de procesos qumicos o fsico-qumicos por otros de base biolgica puede contribuir al desarrollo sustentable. Beneficios concretos a escala industrial ya se observan con la introduccin de enzimas en la produccin de celulosa, de textiles y del cuero, entre otros. Tres molculas de cido se unen al glicerol mediante enlaces tipo ster. La mayora de cidos grasos que dan lugar a las manchas son C16-C18, de relativa dificultad de limpieza.

CH2COOR

CHCOOR

CH2COOR

EMBED Equation.3

Estado de transicin

3

_1104073511.xlsGrfico7

4.334.339

55343

66383

7.037.03383

8.288.28319

8.768.76224

9.659.6590

4104

4.74344.74

5.65605.65

6.81706.81

8508

9349

9.71209.71

1044

8955

1135.865.86

11977

10088

429.39.3

60C

37C

95C

pH

Actividad aparente (%)

Actividad aparente de enzimas termoestables a diferentes temperaturas

Hoja1

tempertauraactividad

520

1432

23.345

3056.5

4070

5080

6085

7085

8070

9050

92.840

pH60C37C95C

4.339

5343

6383

7.03383

8.28319

8.76224

9.6590

410

4.7434

5.6560

6.8170

850

934

9.7120

410

589

5.86113

7119

8100

9.342

Hoja1

60C

37C

95C

pH

Actividad aparente (%)

Actividad aparente de enzimas termoestables a diferentes temperaturas

Hoja2

Hoja3

_1237900297.xlsGrfico1

20

30

36.6

45

55

65

80

90

90

85

80

actividad

Temperatura (C)

Actividad (%)

Actividad amilasas termoestables

Hoja1

tempertauraactividad

520

12.830

2036.6

3045

4055

5065

6080

7090

8090

9085

10080

Hoja1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

actividad

Temperatura (C)

Actividad (%)

Actividad amilasas termoestables

Hoja2

Hoja3

_1237900401.xlsGrfico8

0

10

20

30

40

68.2

76.2

82.7

92.1

96

98.6

actividad

Sal clcica (g/L)

Actividad residual tras 60 min (%)

Influencia de las sales clcicas

Hoja1

tempertauraactividad

520

1432

23.345

3056.5

4070

5080

6085

7085

8070

9050

92.840

pH60C37C95C

4.339

5343

6383

7.03383

8.28319

8.76224

9.6590

410

4.7434

5.6560

6.8170

850

934

9.7120

410

589

5.86113

7119

8100

9.342

CaCl2actividad

00

0.0110

0.02220

0.04730

0.07940

0.1968.2

0.23776.2

0.382.7

0.592.1

0.66796

198.6

Hoja1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

actividad

Sal clcica (g/L)

Actividad residual tras 60 min (%)

Influencia de las sales clcicas

Hoja2

Hoja3

_1237900466.xlsGrfico9

500000

13.510101010

020202020

0100000

3.992.63.93.93.9

15.885.615.815.815.8

3078.3303030

4073.2404040

5067.2505050

6060606060

7055707070

8050808080

0010000

1010951010

2020902020

3030853030

404080.94040

52.552.576.352.552.5

6060746060

707070.67070

8080708080

0001000

1010109910

2020209820

30303094.630

40404093.340

50505092.350

6060609260

7070709170

8080808980

0000100

1010101099

2020202098

3030303097

4040404097

5050505096

6060606096

7070707095

8080808095

65C (convencional sin calcio)

75C (convencional +150 ppm de calcio)

95C (termoestable sin calcio)

65C (convencional +150 ppm calcio)

95C (termoestable + 50 ppm calcio)

Tiempo (min)

Actividad residual (%)

Estabilidad de alpha-amilasa operando a diferentes temperaturas y niveles de calcio

Hoja1

tempertauraactividad

520

1432

23.345

3056.5

4070

5080

6085

7085

8070

9050

92.840

pH60C37C95C

4.339

5343

6383

7.03383

8.28319

8.76224

9.6590

410

4.7434

5.6560

6.8170

850

934

9.7120

410

589

5.86113

7119

8100

9.342

CaCl2actividad

00

0.0110

0.02220

0.04730

0.07940

0.1968.2

0.23776.2

0.382.7

0.592.1

0.66796

198.6

Tiempo65C (convencional sin calcio)75C (convencional +150 ppm de calcio)95C (termoestable sin calcio)65C (convencional +150 ppm calcio)95C (termoestable + 50 ppm calcio)

050

1013.5

200

0100

3.992.6

15.885.6

3078.3

4073.2

5067.2

6060

7055

8050

0100

1095

2090

3085

4080.9

52.576.3

6074

7070.6

8070

0100

1099

2098

3094.6

4093.3

5092.3

6092

7091

8089

0100

1099

2098

3097

4097

5096

6096

7095

8095

Hoja1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

actividad

Sal clcica (g/L)

Actividad residual tras 60 min (%)

Influencia de las sales clcicas

Hoja2

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

00000

65C (convencional sin calcio)

75C (convencional +150 ppm de calcio)

95C (termoestable sin calcio)

65C (convencional +150 ppm calcio)

95C (termoestable + 50 ppm calcio)

Tiempo (min)

Actividad residual (%)

Estabilidad de alpha-amilasa operando a diferentes temperaturas y niveles de calcio

Hoja3

_1104312799.bin

_1104313968.bin

_1190703238.unknown

_1104073526.xlsGrfico6

10100

705220

1008040

504020

12105

60C

37C

95C

pH

Actividad aparente (%)

Actividad aparente de enzimas convencionales a diferentes temperaturas

Hoja1

tempertauraactividad

520

1432

23.345

3056.5

4070

5080

6085

7085

8070

9050

92.840

pH60C37C95C

3.810100

5705220

61008040

7504020

7.512105

8

8.7

9

10

Hoja1

000

000

000

000

000

60C

37C

95C

pH

Actividad aparente (%)

Actividad aparente de enzimas convencionales a dferentes temperaturas

Hoja2

Hoja3

_1104069257.xlsGrfico4

10

56.6

77.9

90

80

60

40

20

10

actividad

pH

Actividad (%)

Actividad amilasas convencionales

Hoja1

tempertauraactividad

520

1432

23.345

3056.5

4070

5080

6085

7085

8070

9050

92.840

pHactividad

4.210

556.6

5.577.9

690

6.580

6.960

7.3740

820

8.510

Hoja1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

actividad

pH

Actividad (%)

Actividad amilasas convencionales

Hoja2

Hoja3

_1104069587.xlsGrfico5

35

61.4

76

88

90.6

87.4

80

72

60

actividad

pH

Actividad (%)

Actividad amilasas termoestables

Hoja1

tempertauraactividad

520

1432

23.345

3056.5

4070

5080

6085

7085

8070

9050

92.840

pHactividad

4.235

561.4

5.576

6.188

6.590.6

6.987.4

7.3780

872

8.560

Hoja1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

actividad

pH

Actividad (%)

Actividad amilasas termoestables

Hoja2

Hoja3

_1104068400.xlsGrfico3

20

32

45

56.5

70

80

85

85

70

50

40

actividad

Temperatura (C)

Actividad (%)

Actividad amilasas convencionales

Hoja1

tempertauraactividad

520

1432

23.345

3056.5

4070

5080

6085

7085

8070

9050

92.840

pHactividad

Hoja1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

actividad

Temperatura (C)

Actividad (%)

Actividad amilasas convencionales

Hoja2

Hoja3