aspectos relevantes del uso de enzimas en el campo insdustrial

2. INTEGRANTES:
• ASTO PUMA ,YULI FRINE
• BARZOLA CHANCA, EMILY ALESSANDRA
• FLORES PASACHE, ESTEFANI DAYANA
• LUZQUIÑOS HUAMANÍ, YISELA PAOLA
• NAPANGA CLEMENTE, CARLA YULYANA
• RAMOS TALLA, HAIR ALEXANDER
FELICES VIZARRETA, LESLIE MARIELLY
DOCENTE:
“Año del Fortalecimiento de la Soberanía Nacional”
ASIGNATURA:
BIOQUÍMICA Y MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL
ICA
2022
Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica
Facultad de Ingeniería Química y Petroquímica

3. INTRODUCCIÓN
• Las enzimas son proteínas que forman parte de las células de todos los seres vivos, tienen la
capacidad de poder acelerar la velocidad de una reacción química facilitando la transformación
de reactantes a productos, gracias ha esta capacidad son considerados como catalizadores
biológicos y son esenciales para que la célula este metabólicamente activa.
• La clasificación que suelen presentar en general se realiza en función del tipo de reacción
química que catalizan; en base a ello pueden clasificarse en: Oxidorreductasas, transferasas,
hidrolasas, liasas, isomerasas y ligasas.
• Actualmente las enzimas cumplen una gran function en torno a los alimentos ayudando a
descomponer los alimentos haciendolos mas asimilables para el organismo.
• Asimismo, tienen un papel relevante en la manufactura de materias primas de la industria
alimentaria. La tecnología enzimática forma una parte esencial de la biotecnología de alimentos,
como se constata en su aplicación en las industrias de panificación, productos lácteos, cárnicos y
en la producción de edulcorantes, por mencionar sólo unos ejemplos

4. ENZIMAS:
Las enzimas son moléculas de proteínas que tienen
la capacidad de facilitar y acelerar las reacciones
químicas que llegan a tener lugar en los seres
vivos, además disminuyen el nivel de la energía de
activación propia de una reacción química
Las enzimas por lo general son proteínas que se
producen en los organismos vivos, gracias a estas
moléculas puede ser posible las reacciones
metabólicas.
Las enzimas son moléculas
con estructura compleja:
No alteran el equilibrio de
una reacción.
Recuperan su estado inicial
Se usan en bajas
concentraciones.

5. Las enzimas ayudan a disminuir la energía de activación propia en una
reacción química:

6. CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS:
La clasificación general de la enzimas radican según el tipo de reacción en especifico que catalizan, debido a
ello pueden ser clasificados en:
B) Transferasas: Este tipo de enzimas catalizan la
transferencia de un grupo químico en especifico
diferente del hidrogeno. Un ejemplo es la enzima
glucoquinasa.
C) LIASAS: Son enzimas que catalizan la ruptura de
los sustratos formando una doble ligadura. Un
ejemplo de esta enzima es la liasa.
Enzima catalasa
Enzima glucoquinasa
A) Oxidorreductasa: Son aquella enzimas que
Catalizan reacciones de oxido-reducción.
D) HIDROLASAS La función que desempeñan en
general se refleja en la reacción de hidrolisis.
Un ejemplo de esta enzima es la lactasa.
Enzima lactasa

7. E) Oxidorreductasa: La función de estas enzimas es
que catalizan la transferencia de una molécula dando
lugar a las formas isomericas del sustrato.
Conversión de la Glucosa en Fructosa
F) Ligasas: Estas enzimas hacen la catálisis de
reacciones especifica para una unión correcta de
sustratos.
Un ejemplo de esta enzima es el privato carboxilasa.
Enzima ligasa

8. ENZIMAS ES LOS ALIMENTOS
• Las enzimas son aquellas proteínas que catalizan, es decir aceleran las
reacciones bioquímicas en nuestro organismo. Forman parte de la
alimentación diaria, al igual que las vitaminas, los azucares o los minerales,
y regulas todas las reacciones químicas del cuerpo humano.
• Dentro de los alimentos subsiste una clasificación importante de las
enzimas, en donde estas suelen tener una función en especifico al igual
que un campo de aplicación particular la cual es la siguiente:
• Enzimas Digestivas: Permiten que el organismo absorba y aproveche
los nutrientes que contienen los alimentos presentes en la dieta.
• Enzimas Metabólicas: Son aquellas que contribuyen a la eliminación de
las toxinas y sustancias de deshecho, además de ayudar al buen
funcionamiento del sistema inmunológico
• Enzimas dietéticas: Estas enzimas forman parte de la composición de
alimentos crudos.

9. RELACIÓN DE LAS ENZIMAS EN
LAS INDUSTRIA DE ALIMENTOS:
• Las enzimas tienen una gran importancia en nuestra
vida, se calcula que pueden catalizar un total de 4000
reacciones química conocidas, suelen contribuir en
procesos necesarios en los alimentos para una buena
digestión por parte de las personas.
• Las enzimas en la actualidad tienen una amplia
aplicación en distintos tipos de industrias, una de estas
industrias es la industria de los alimentos, en donde las
enzimas tanto libres como inmovilizadas se utilizan para
recuperar subproductos, facilitar la fabricación, mejorar el
aroma y estabilizar los alimentos

10. LA OBTENCIÓN DE ENZIMAS
Las enzimas pueden obtenerse a partir de tejidos animales, vegetales o mediante procesos
de fermentación utilizando microorganismos seleccionados. El uso de enzimas a nivel
industrial se ve limitado por la disponibilidad-costo, es por ello por lo que los
microorganismos como fuente de enzimas versus plantas y animales ofrecen importantes
ventajas

11. PRODUCCIÓN DE
ENZIMAS POR
FERMENTACIÓN
UTILIZANDO
MICROORGANISMOS
• Las fermentaciones son biotransformaciones
llevadas a cabo por cultivos celulares, en las que
se convierte la biomasa o sustratos complejos en
productos de valor agregado.
• Dentro de las principales enzimas industriales de
mayor importancia y producidas por
fermentación, se encuentran la α-amilasa, L-
asparaginasa, celulasa, β-glucosidasa

12. PROCESO PARA LA ELABORACIÓN
El diseño de un protocolo de recuperación
y purificación prácticamente comienza con
la obtención del extracto enzimático crudo
del cual se aislará la enzima
• Enzimas extracelulares: se trata de
aquellas enzimas que se producen y se
excretan al exterior de la célula.
• Enzimas intracelulares: son aquellas
enzimas que quedan retenidas dentro
de las células.
1. Selección de microorganismos:
2. Cultivo:
• Materias azucaradas
• Materias proteicas
• Sustancias favorecedoras del
crecimiento microbiano.
RECUPERACIÓN DE ENZIMAS

13. PURIFICACIÓN DE
ENZIMAS
• El proceso de purificación de enzimas está
formado por una serie de procedimientos
encaminados a separar una enzima (proteína)
específica de una mezcla formada a su vez
por diferentes componentes proteicos, ácidos
nucleicos, polisacáridos, lípidos y pequeñas
moléculas, para obtener un producto final útil
• Para tal efecto, los procedimientos de
purificación de enzimas pueden ser
evaluados en escala tanto analítica como
preparativa. Las metodologías de purificación
analíticas producen cantidades relativamente
pequeñas de enzimas para diferentes usos
analíticos o para investigación, lo cual incluye
su caracterización bioquímica y estructural, así
como su interacción con otras moléculas para
definir su uso práctico
Principio de separación Tipo de cromatografía
Forma y tamaño Filtracion de gel
Carga neta Intercambio iónico
Punto isolectrico Cromatoenfocado
Hidrofobicidad Interacción hidrofóbica
Antigenicidad Inmunoadsorcion
Glicosilacion Con letinas inmovilizadas
Grupos sulfidrilos libres Covalente

14. Fuentes de obtención de enzimas y la secuencia de los pasos
de Operaciones del Downstream
Célulaanimal
Levadura decerveza
Implican el aislamiento y purificación de productos
biotecnológicos en forma que sean adecuados para
la aplicación a la que van dirigidos.

15. Factores que inactivan las enzimas durante su purificación y aislamiento

16. FORMULACION DEL
BIOCATALIZADOR
• La formulación del producto consiste en una
serie de operaciones diversas tendientes a la
estabilización, estandarización y presentación
del producto de acuerdo a su aplicación. Las
enzimas en general se presentan para su
comercialización de dos maneras: sólidas o
líquidas.
• Las enzimas presentadas en forma sólida
tienen el beneficio de conservar la vida útil del
producto por más tiempo debido a la
disminución de la actividad acuosa .
• La presentación de enzimas en forma líquida
incluye la concentración, la adición de
estabilizantes y la posterior filtración. Los
estabilizantes más empleados son la glucosa,
sacarosa y algunos polioles

17. APLICACIÓN DE LAS ENZIMAS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
Industria vitivinícola
En la elaboración industrializada de vinos, es
común la adición de pectinasas durante la
elaboración de vino blanco, particularmente
durante el triturado para facilitar la
extracción del jugo y después durante el
prensado para aumentar la clarificación.
Industria cervecera
En la fabricación de cerveza se usan
principalmente proteasas, amilasas y glucanasas.
La acción de todas estas enzimas durante las
primeras etapas del proceso, consiste en mejorar
la licuefacción del almidón, regular el contenido
de azúcar y nitrógeno, mejorar la extracción,
facilitar la filtración y controlar la turbidez.
Industria Láctea
La -galactosidasa conocida como
lactasa, está actualmente muy
implementado en la industria láctea. Esta
enzima hidroliza la lactosa en D-glucosa y
D-galactosa.
Industria cárnica
Las proteasas destruyen enlaces presentes
entre proteínas mejorando así la textura de
las carnes.
Es capaz de ablandar la carne y mejorar la
textura. Además las mas utilizadas son
papaína, bromelina .

18. IMPACTO ECONÓMICO

19. Tendencia en las ventas de enzimas
de uso industrial en años recientes
Ventas a nivel mundial de las
enzimas industriales durante el
año 2010
2010 = 3 mil 300 millones de
dólares
85 % de Ventas totales

20. PRINCIPALES PAÍSES
PRODUCTORES DE
ENZIMAS

21. 1. La sustitución de sustancias químicas por enzimas, ofrece a los fabricantes la posibilidad de cumplir con la
necesidad creciente de que sus productos sean más seguros en su consumo y tengan la etiqueta de alimentos
“limpios”. En la actualidad, las enzimas para procesar alimentos y bebidas tienen un mercado global que crece
lenta pero firmemente como resultado de la expansión de los mercados y de las nuevas aplicaciones.
1. ¿Que un biosensor?
Es un dispositivo analítico formado por
dos transductores, uno bioquímico y uno
físico que tienen contacto y pueden
relacionar la concentración de un analito
con una señal medible
Innovaciones en el campo enzimatico

22. 1. la sustitución de sustancias químicas por enzimas, ofrece a los fabricantes la posibilidad de cumplir con la
necesidad creciente de que sus productos sean más seguros en su consumo y tengan la etiqueta de alimentos
“limpios”. En la actualidad, las enzimas para procesar alimentos y bebidas tienen un mercado global que crece
lenta pero firmemente como resultado de la expansión de los mercados y de las nuevas aplicaciones.
1. ¿Que un biosensor?
Es un dispositivo analítico formado por
dos transductores, uno bioquímico y uno
físico que tienen contacto y pueden
relacionar la concentración de un analito
con una señal medible
Innovaciones en el campo enzimatico

23. Biosensores amperométricos

24. Las enzimas pueden ser incorporadas en la estructura de un
envase como parte de una estrategia durante el desarrollo de
envases activos e inteligentes. Para tal efecto, la enzima debe
estar inmovilizada en la matriz del envase y el sustrato debe
de entrar en contacto con ésta para iniciar la reacción. Aunque
una amplia variedad de reacciones enzimáticas con enzimas
incorporadas al material del envase ha sido concebida, muy
pocas han sido aplicadas.
Envases activos e inteligentes:
una alterativa viable y efectiva
para controlar pudriciones

26. + En Estados Unidos de América, las preparaciones enzimáticas son catalogadas por la Administración de Medicamentos y
Alimentos (FDA, por sus siglas en inglés) y el CODEX Alimentarius (entidad dependiente de la OMS y la FAO) como “aditivos”,
por tal motivo, la FDA solo acepta el uso de enzimas de fuentes libres de toxinas y organismos GRAS (Generally Recognized
as Safe, por sus siglas en inglés).
Figura. Elementos de una evaluación de seguridad para alimentos/enzimas
alimentarias.
Figura. FDA (Food and Drug Administration)
+ La aprobación de una enzima por parte de la FDA dependerá de su inocuidad, caracterización enzimática, fuente
(alergenicidad, toxicidad, patogenicidad, clasificación taxonómica, etc.), producción recombinante (evolución genética,
mutación específica, método de transformación), etc. Posteriormente, se somete a la evaluación GRAS. Con todos estos
pasos, finalmente, la FDA determina si la enzima puede ser utilizada como ayudante de proceso o aditivo. Aquellas enzimas
que no sean consideradas como GRAS, se sujetan a largas y costosas pruebas para demostrar su inocuidad, lo que puede
retrasar la aplicación de un nuevo desarrollo entre 5 y 8 años.

27. + Por lo que respecta a otros países como Canadá, las enzimas alimentarias se regulan como aditivos alimentarios. El órgano
encargado es el Departamento de Salud de Canadá, quien realiza una evaluación previa a la comercialización de las enzimas,
además de aprobar su uso en alimentos. Algunos de los datos que solicita el Departamento de Salud de Canadá son:
características bioquímicas y moleculares de la fuente, organismo GRAS libre de toxinas y/o antibióticos. En el caso de que el
organismo sea genéticamente modificado, el Departamento de Salud revisa la metodología empleada y solicita la
secuenciación completa del ADN genómico.
Figura. Departamento de Salud en Canadá
+ En México, las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) contemplan el uso de 53 enzimas como aditivos en la industria de los
alimentos, establecido en el Reglamento de la Ley General de Salud en materia de control sanitario de actividades,
establecimientos, productos y servicios (Diciembre 2004) y detallado con mayor precisión en el Acuerdo por el que se
determinan los aditivos y coadyuvantes en alimentos, bebidas y suplementos alimenticios, su uso y disposiciones sanitarias,
publicado en el Diario Oficial de la Federación el 17 de julio de 2006.
Figura. NOM (Normas Oficiales Mexicanas)
En este documento, se especifica que las enzimas
son consideradas aditivos, que no deben ser
notificados en las etiquetas de los alimentos y que
su uso se hace conforme a buenas prácticas de
fabricación.

28. CONCLUSIONES
+ Podemos ver que las enzimas representan una nueva era en utilización de productos con aplicación en procesamiento con
biomateriales y al igual que las vitaminas o aminoácidos son muy imprescindibles en nuestra vida ya que sin estas
moléculas no se podría llevar a cabo la fase metabólica en nuestro organismo; además las enzimas que pueden estar
presentes en los alimentos contribuyen un amplio proceso digestivo y también la función de otras enzimas.
+ Las ventajas de su uso son amplias y su producción es sustentable, no compromete recursos naturales en el futuro e
incluso se obtienen mediante el aprovechamiento de biomoléculas residuales. Existen numerosos campos dentro de la
industria alimentaria donde el uso de enzimas biotecnológicas ayuda a la creación de alimentos adaptados a las
necesidades de la sociedad o mejora los procesos tecnológicos, para finalmente obtener un mayor rendimiento en la
industria y por tanto un mayor beneficio económico. Un factor importante es la legislación del uso de enzimas comerciales
y esto depende de cada país ya que en algunos se requiere que la inocuidad de la enzima haya sido previamente
comprobada antes de agregarla a un producto o son consideradas básicamente como aditivos alimentarios, mientras que
en otros países europeos y asiáticos las enzimas están sujetas a reglamentaciones adicionales.
+ En la actualidad, la oferta de enzimas de uso industrial es amplia pero debe superar la barrera de la viabilidad técnico-
económica para que sea más fácil el uso generalizado en la vida cotidiana del ser humano. Por lo tanto, el
aprovechamiento de la experiencia generada hasta nuestros días en tecnología de biocatalizadores (enzimas) constituye
una pieza importante en el andamiaje necesario para construir el conocimiento que conlleve al entendimiento y
aplicación de todos los recursos de la naturaleza para mejorar la vida del hombre en el futuro.

29. BIBLIOGRAFÍA
+ ESCOBAR, D. E. (2019). PROCESOS ENZIMÁTICOS EN EL DISEÑO DE ALIMENTOS. Granada.
+ García, A. A. ( 2019). Enzimas Biotecnológicas y su aplicación a la industria alimentaria.
+ Miguel Arroyo, C. A. (2014). BIOCATÁLISIS Y BIOTECNOLOGÍA. Obtenido de http://dx.doi.org/10.3989/arbor.2014.768n4010
+ Punter, P. S. (2015). EVALUACIÓN DEL USO DE DIFERENTES ENZIMAS SOBRE LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS CÁRNICOS. Valencia.
+ S.A.U., E. S. (s.f.). ¿Por qué se usan ENZIMAS EN ENOLOGÍA? ENARTIS.
+ Sandra del Moral, L. P.-C.-G. (s.f.). Aspectos relevantes del uso de enzimas en la industria de los alimentos. Revista Iberoamericana de Ciencias.
+ Aehle, w. (2007). Enzymes in Industry a: Production and Applications. Wiley VCH, Weinheim.
+ Dennison, C. (2003). An overview of protein isolation. En Protein Isolation (págs. 13-19). Springer Netherlands.
+ Healthcare., G. (2010). Strategies for Protein Puriication. En GE Healthcare Bio-Sciences AB.
+ Illanes. (2008). Produccion de enzimas. En Enzyme Biocatalysis (págs. 57-106).
+ L., T., C, L., & A, P. (2013). Current developments in solidstate fermentation. En Biochemical Engineering Journa (págs. 81(0), 146-161).
+ McAuliffe, J. (2012). Industrial enzymes and Biocatalysis. Obtenido de industrial Chemistry and Biotechnology.Springer Science.
+ Rosenberg, I. M. (2005). Purificacion y analisis de proteína. Boston.

30. MUCHAS GRACIAS