Tecnología Enzimática

Resumen

La tecnología enzimática tiene como objetivo la superación de todos aquellos inconvenientes que parecen retrasar la aplicación de las enzimas en estos procesos a escala industrial, las enzimas son proteínas cuya función biológica es catalizar las reacciones que suceden en las células. Esta área tiene aplicaciones desde tiempos remotos como la fermentación, actualmente en diferentes industrias a diferentes niveles, ya que implica la utilización de sistemas enzimáticos diversos que optimizan el procesamiento en la obtención de detergente, aditivos alimenticios, productos químicos y farmacéuticos. La tecnología enzimática se presenta como alternativa biotecnológica basada en que las industrias desarrollen productos de calidad homogénea, aprovechen óptimamente sus materias primas, aceleres sus procesos de producción, minimicen desperdicios y disminuyan el deterioro del medio ambiente.

DESCRIPTORES: Enzimas/ Catalizadores/ Industrias/ Biosíntesis/ Manipulación genética/ Producción de enzimas.

9 Tecnologia enzimatica

9.1 Las enzimas como catalizadores

Las enzimas son catalizadores de origen biológico que parecen cumplir muchos de los requisitos necesarios para impulsar esta nueva industria química. Son catalizadores muy activos en medios acuosos y en condiciones muy suaves de temperatura, presión, pH, etc. Son catalizadores muy específicos: pueden modificar un único substrato en una mezcla de substratos muy similares e incluso pueden discernir entre dos isómeros de una mezcla racémica de un compuesto quiral, Son catalizadores muy selectivos: pueden modificar un único enlace o un único grupo funcional en una moléculas que tenga varias posiciones modificables. A pesar de esas excelentes propiedades catalíticas, las enzimas han ido evolucionando a través de los siglos para cumplir mejor las necesidades fisiológicas de los seres vivos y no para ser utilizadas en sistemas químicos industriales. Así, las enzimas son catalizadores solubles, generalmente muy inestables y que sufren inhibiciones por substratos y productos. Además, las enzimas muchas veces no poseen todas las propiedades ideales (actividad, selectividad, etc) cuando queremos que catalicen procesos distintos de los naturales (por síntesis en lugar de hidrólisis), sobre substratos no naturales, en condiciones experimentales no convencionales (en disolventes orgánicos no-tóxicos).

9.2 Tecnologia enzimatica moderna

A mediados de los años 50, la tecnología de las enzimas vivió su época de gran esplendor, creciendo a un ritmo desenfrenado. El progreso de la bioquímica ha derivado en una mejor comprensión de la gran variedad de enzimas presentes en las células vivas, así como un mejor conocimiento acerca de su modo de acción. Por ejemplo, su eficacia se puede aumentar extrayéndolas de los microorganismos y manteniéndolas aisladas. Las enzimas purificadas a través de este sistema no pierden sus propiedades; al contrario, estas preparaciones "sin células" devienen incluso más eficaces.

"A comienzos de 1970 la tecnología enzimático comenzaba a entrar en periodo de desarrollo industrial, dirigido a la producción de aminoácidos y azúcares a partir de glucosa isomerizada. En aquel momento, los mercados Europeos y Americanos se encontraban dominados por la comercialización de las enzimas proteolíticas utilizadas en la industria de los detergentes, pero existian grandes expectativas sobre el mercado de enzimas aplicadas a la industria alimentaría, al cual se le auguraba un crecimiento importante (Dunnill, 1980; Lewis y Kristiansen, 1985).

En 1981 el mercado mundial del azúcar se valoró en 200 millones de dólares y en 1985 la oficina de Valores Tecnológicos de USA lo cifraban en 250 millones. La interpretación mas clara es el mercado para las enzimas utilizadas en la industria ha crecido espectacularmente a lo largo de los años 1970, y que este crecimiento ha sido paralelo al desarrollo de un gran número de aplicaciones a la industria alimentaría. Se puede esperar en el futuro que el mercado experimente un aumento cuando las enzimas comiencen a utilizarse en procesos de producción de la industria química."(1) En época más reciente se ha visto que puede utilizarse diversos tejidos vegetales y homogenados tisulares, obtenidos de distintas fuentes, como alternativas a las células microbianas y a las enzimas purificadas. Por consiguiente, la conclusión evidente es que existen una serie de preparaciones biocatalíticas para resolver una situación concreta, entre las cuales debe realizarse una elección. Por tanto, es conveniente considerar los criterios que debe manejarse en la elección del biocatalizador.

9.3 Industrias tradiconales y enzimas asociadas

Las aplicaciones industriales tradicionales se refieren a la producción de una transformación útil por alguna enzima, bien sea natural o añadida intencionalmente. Entre las que podemos citar: