Este documento trata sobre la producción industrial de enzimas y vitaminas. Explica que las enzimas son moléculas proteínicas que aceleran las reacciones bioquímicas sin formar parte de los productos finales, y clasifica diferentes tipos de enzimas como hidrolasas, oxidorreductasas y transferasas. También describe varias enzimas de interés industrial como la amilasa, lipasa y proteasas, así como los microorganismos que las producen. Del mismo modo, define las vitaminas y clasifica las hidrosolubles y liposol

1. Universidad Nacional Autónoma
de México
Facultad de Estudios Superiores
Zaragoza
«Producción Industrial de Enzimas y Vitaminas»
2602
Asesor: Q.F.B. González Moreno José Oscar
Granja Pacheco Habacuc
Guerrero Hernández Susana Dinorah
Ortiz Sánchez Jorge Armando

2. Enzimas
Son moléculas de naturaleza proteínica que aceleran las reacciones
bioquímicas, disminuyen la energía de activación de las reacciones
que catalizan acelerando la tasa de reacción.
No
forman
parte de
los
productos
Especificas
y con buen
rendimiento
.
No se
consumen
en el proceso
Funcionan
en
condiciones
especificas.
Puede
regularse
su
actividad.
Actividad
enzimática
en la célula
y fuera de
la célula.

3. Isoenzimas; son
enzimas que
tienen distintas
formas
moleculares
pero que
catalizan una
misma reacción.
Enzima alosterica:
funcionan a través de
la unión reversible, no
covalente, de un
metabolito
denominado
modulador. Tienen
otras formas o
conformación
inducida por la unión
de moduladores.
Apoenzimas: es
la proteína
inactiva
enzimáticamente
que resulta de la
separación del
cofactor de una
holoenzima.
Coenzima: son
moléculas
orgánicas que
son necesarias
para la actividad
catalítica
(NAD⁺)
Apoenzima (inactivo) + cofactor  holoenzima (activo)

4. Holoenzima: es el
complejo enzima-cofactor
activo catalíticamente.
Cofactor: pueden ser iones
metálicos que colaboran en
la reacción de modo que
actúan asociados con las
enzimas.
Grupo prostético: Se
asocian de modo
permanente con la
proteína, como el grupo
prostético hemo de la
hemoglobina.

5. Clasificación de acuerdo a sus reacciones.
ENZIMA TIPO DE
REACCION
CATALIZADA
EJEMPLOS DE INTERES
INDUSTRIAL
Liasas Catalizan el
rompimiento de un
enlace covalente o su
formación (sin
incorporación de agua:
C-C; C-O; C-N).
Liasas
Descarboxilasas
Aldolasas
Hidratasas
Deshidratasas
Desaminasa
Sintasas
Pectato liasas
Alfa- acetolactato
Descarboxilasa
Isomerasas Transferencia de
grupos dentro de
moléculas para formar
isómeros.
Isomerasas
Racemasas
Epimerasas
-Mutasas (no todas)
Glucosa isomerasa
Ligasas Catalizan la reacción
que permite la unión de
dos moléculas con
hidrólisis simultanea de
ATP.
Ligasas
Sintetasas
Carboxilasas
No utilizadas en
procesos industriales
actualmente

6. Clasificación de acuerdo a sus reacciones.
ENZIMA TIPO DE
REACCION
CATALIZADA
EJEMPLOS DE INTERES
INDUSTRIAL
Oxidorre-
ductasas
Catalizan la reacción de
oxido reducción al
adicionar o sustraer un
hidruro y un hidronio.
Deshidrogenasas
Oxidasas
Reductasas
Peroxidasas
Catalasa
Oxigenas
Hidrolasas
Catalasas
Peroxidasas
Glucosa oxidasa
Trasferasas Trasferencia de grupos
orgánicos funcionales.
Metiltrasferasas
Aciltransferasas
Aminotransferasas
Fosfotransferasas
Quinasas
Transaldolasa
Transcetolasa
Fructosiltransferasas
Glucosiltrasferasas
Hidrolasas Incorporación de agua
en sitios de rotura.
Esterasas
Peptidasa
Fosfatasa
Glucosidasas
Fosfolipasas
Amidasas
Ribonucleasas
Amilasas
Celulasas
Lipasas
Pectinasas
Proteasas

7. Producción industrial.
• Posible debido a la mejora en:
Genética microbiana.
Optimización de las condiciones de fermentación.
Liberación de las enzimas mediante métodos de ruptura.
Procesos modernos de purificación.
El desarrollo de procesos para inmovilización y reciclamiento.
Producción continua de enzimas.

8. Producción industrial.
sustrato
Acondicionamiento
de humedad
esterilización
inoculación
Extracción de
enzimas
Filtración
Extracto crudo de
enzimas
Residuo
Secado
Enzima
cruda solida

9. Producción industrial.
Parametro Enzima
industrial
Enzima analítica Enzima clínica
Escala de producción Toneladas Miligramos-gramos Miligramos-
gramos
Grado de purificación Cruda Cristalina pura. Cristalina pura.
Actividades
secundarias
Presente Generalmente ninguna, en
caso positivo es definida
Sólo isoenzimas
Origen Microbiano,
generalmente
extracelular
Microbiana, animal, de plantas,
generalmente intracelular.
Microbiana,
animal, de
plantas,
generalmente
intracelular.
Múltiples aplicaciones Parcialmente
posible
Posible en parte. No posible.
Coste de producción Bajo Medio-Alto Alto

10. Enzimas de interés Industrial
Enzima. Mecanismo de
acción.
Microorganismos
productores.
Utilidad en la
industria.
β-galactosidasa Cortan la lactosa en
glucosa y galactosa.
A.niger Azucarera
(cristalización el
azúcar, conversión de
la rafinosa en
sacarosa)
Amilasa Hidrolizan el almidón,
producen polímeros
de cadena corta
(dextrinas,) luego en
disacáridos y
finalmente en glucosa.
B. subtilis A.oryzae, A.
niger, A. sojae,
Penicillium expansum,
Rhizopus sp.
Producción de
glucosa, fermentación
alcohólica, jarabes de
azúcar.
Pectinasa Cortan la pectina en
diferentes sitios en la
molécula.
A.Niger, A. ochraceus,
Peniciliumglaucum
Industrias de vinos y
zumos de frutas,
(clarificación,
degradación de las
pectinas)

11. Enzimas de interés Industrial
Enzima. Mecanismo de
acción.
Microorganismos productores. Utilidad en la industria.
Glucosa
Isomerasa
Causa la
isomerización de la
glucosa a fructosa.
Bacillus coagulans, Streptomyces
rubinosus, Actinoplanes
missouriensis, Flavobacterium
arborescens
Transforma la de glucosa a
fructosa.
Lipasa Cortan grasa (éster
de glicerol) en di o
monoglicéridos y
ácidos grasos.
A.Niger, R. delemar, Geotrichum
candidum, Mucor javanicus, M
miehei, Absidia butleri
Pseudomonas, Achromobacter,
Staphylococcus
Industrias queseras
Proteasa
Ácidas
Neutras
Alcalinas
Hidrolizan
proteínas. M. pusillus, A. oryzae, A. saitori, A.
niger, Trametes sanguineara
A.oryzae, Bacillus subtilis, B. cereus,
Pseudomonas aeruginosa
Bacillus licheniformes. Streptomyces
fradiae; A. oryzae
Hidrólisis de la proteína de la
soja, panificación (degradan el
gluten).
Ablandamiento de la carne.
Maduración de los quesos.

12. Enzimas de interés Industrial
Enzima. Mecanismo de
acción.
Microorganismos
productores.
Utilidad en la
industria.
Estreptoquinasa La estreptoquinasa es
una enzima que activa
el paso de
plasminógeno a
plasmina, que
hidroliza las redes de
fibrina
Streptococcus sp Activa la cicatrización
de heridas y
quemaduras
Invertasa Hidrolisis de la
sacarosa
Sacaromyces
cerevisiae, Candida sp
Fabricación de
caramelos (evita la
cristalización del
azúcar)
Colagenasa Hidrolisis de la
proteína (colágeno)
Clostridyum
histolyticum
Activa la cicatrización
de heridas y
quemaduras se vende
como medicamento

13. Enzimas de interés Industrial
Enzima. Mecanismo de
acción.
Microorganismos
productores.
Utilidad en la
industria.
Celulasa Hidrolisis de celulosa Trichoderma konigi, A.
niger
Ayudante digestivo
Catalasa Cataliza la
descomposición del
peróxido de hidrogeno.
A.Niger
Micrococcus
lysodeikticus
Rhodotorula
mucilaginosa
Se utiliza como
antioxidante natural
para alimentos como
vino, cerveza.
Hialuronidasa La hialuronidasa es una
enzima proteica que
modifica la
permeabilidad del tejido
conectivo mediante la
hidrólisis del ácido
hialurónico.
Streptococcus pyogenes,
sthaphylococccus
La hialuronidasa de
utiliza para mejorar la
absorción y dispersión
de otros fármacos, para
la hipodermoclisis (se
vende como
medicamento)

14. Enzimas de interés Industrial
Enzima. Mecanismo de
acción.
Microorganismos
productores.
Utilidad en la
industria.
Renina Union de la renina
sobre la k-caseína
del residuo de
fenilalanina
Streptococcus lactis
S. cremoris
S. Thermophilus
Lactobacillus helveticus
Endothia parasitica
Producción de
queso
Sacarasa o
invertasa
Sacharomyces cerevisiae Azúcar
Miel
Ureasa Su fuente son las
plantas
Industria analítica

15. VITAMINAS
Las vitaminas son sustancias
indispensables para los
procesos metabólicos del
organismo, y el cuerpo no
las produce por sí mismo ,
la carencia en la alimentación
se traduce siempre en una
alteración en el metabolismo
corporal.

16. Son compuestos orgánicos requeridos para el
crecimiento de la vida, no se sintetizan como unidades
estructurales en el organismo.
• Son esenciales para la transformación de la
energía la regulación del metabolismo de las
unidades estructurales

17. Clasificación de las vitaminas
Hidrosolubles
1.- Son solubles en agua
2.- No se almacenan en el
organismo
3.- se eliminan en pequeñas
cantidades a través de la orina
Liposolubles
1.- Son solubles en grasas y
aceites
2.- se almacenan de forma
moderada en el organismo
3.- No se eliminan en la orina

18. Vitaminas hidrosolubles
Vitamina B1 (Tiamina)

19. Vitamina B1
(Tiamina)
Regula el canal
Cl- en la
regulación
nerviosa
Se utiliza para
problemas
digestivos, colitis
Fortalecer el
sistema
inmunológico
Coenzima del
piruvato y alfa-
cetoglutarato
deshidrogenasas
y transcelotasa
Ayuda en la
conversión de
carbohidratos en
glucosa.

20. Microorganismos que producen
vitamina B1
• Bacillus subtilis.
• Aspergillus niger.
• Saccharomyces cerevisiae.
• Candida utilis.
• Saccharomyces carlsbergensis.
• Saccharomyces pastorianus

21. • Vitamina C (Ácido Ascórbico)

22. Vitamina C
(Acido Ascórbico)
Descompone
proteínas
Aumentar la
absorción de
hierro
Ayuda para la
conversión de
triptófano en
niacina.
Coenzima en la
hidroxilacion de
prolina y lisina en
la síntesis de
colágeno.
Antioxidante

23. Microorganismos que producen
vitamina C
• Acetobacter suboxydans
• Chlorella pyrenoidosa
• Candida norvegensis

24. Vitamina B8 (Biotina /H)

25. Vitamina B8
(Biotina)
Ayuda a
transformar la
glucosa en energía
Ayuda a utilizar el
acido fólico
Para controlar
el nivel de
azúcar en
sangre
Coenzima en
reacciones de
carboxilacion en la
gluconeogénesis y
la síntesis de acido
graso
Función en la
regulación del ciclo
celular

26. Microorganismos que producen
vitamina B8
• Bacterias intestinales

27. Vitamina B9 (acido fólico)

28. Vitamina B9
(acido fólico )
Ayuda a prevenir
la anemia
Utilizar los
aminoácidos, los
bloques
constructores de
las proteínas
Formar células
sanguíneas en
la médula ósea
Coenzima en la
transferencia de
fragmentos de
carbono
Ayuda a prevenir
manifestaciones
congénitas
Niveles normales
de homocisteina
;

29. Microorganismos que producen
vitamina B9
• Saccharomyces cerevisiae.
• Candida utilis.
• Oospora lactis.
• Bacterias probióticas.

30. Vitamina B6 (Piridoxina)

31. Vitamina B6
(piridoxina)
Funcionamiento
normal
del metabolismo de
proteínas y
glucógeno
Regulación de la
actividad
hormonal
Formación
normal de
glóbulos rojos
Coenzima en la
transaminacion y
descarboxilacion de
aminoácidos y
glucógeno fosforilasa
Modulación de la
hormona esteroide
síntesis de
cisteína

32. Microorganismos que producen
Vitamina B6
Lactobacillus acidophilus.

33. • Vitamina B2 (Riboflavina)

34. Vitamina B2
(riboflavina)
Mantenimiento de
la piel y
las membranas muc
osas normales
Reducción del
cansancio y la
fatiga
Funcionamiento
normal del
metabolismo
productor de
energía
Coenzima en
reacciones de
oxidación y
reducción (FAD y
FMN)
Grupo prostético de
flavoproteinas
síntesis de
cisteína

35. Microorganismos que producen
vitamina B2
• Eremothecium ashbyii
• Clostridium butiricum.
• Ashbya gossypii
• Saccharomyces cerevisiae
• Oospora lactis.
• Bacillus subtilis
• Candida utilis.
• Eremothecium ashbyii
• Clostridyum acetobutylicum
• Candida flareri

36. Producción industrial de riboflavina
(B2)• Es por fermentación microbiana de 4 a 7 días de cultivo
sumergido
• En la fermentación por Eremothecium ashbyii el medio a
emplearse contiene:
1) azúcar morena
2) neopeptona
3) embriones de trigo
4) extracto de carne
5) sales y a pH6
• Se inocula 10 % del cultivo de E. ashbyii a 28 C

37. • Obtención de Riboflavina por A. gossypi

38. Vitamina B12 (Cianocobalamina)

39. Vitamina B12
(Cianocobalamina)
Importante para
el metabolismo
de acido fólico
Ayuda a la
formación de
glóbulos rojos
en la sangre
Mantenimiento
del sistema
nervioso
central
Coenzima en la
transferencia de
fragmentos de
un carbono

40. Microorganismos que producen
vitamina B12
• Streptomyces olivaceus
• Streptomyces fradiae.
• Bacillus megatherium
• Butyribacteirum rettgeri
• Klebssiella pneumoniae
• Micromonospora sp
• Propionibacterium freudenreichii
• Propionibacterium shermanii
• Pseudomonas denitrificans.

41. Producción industrial de la
Clanocobalamina (B12)
• Es por fermentación con Streptomyces olivaceus y Bacillus
megatherium
• El crecimiento se da en 4 a 6 días a 28 C
• El medio a utilizar contiene
1) Dextrosa 20 g
2) 25 g de agua de cocimiento de maíz
3) 0.5 g de extracto de soya
4) 4 g de cloruro o nitrato de cobalto
• El medio liquido se inocula con las esporas y se incuba
con aireación y agitación durante 48 horas a 28 C

42. Vitamina Efecto por la carencia de
Tiamina (B1) Daño de nervio periférico o lesiones en el
sistema nervioso central (síndrome de
Wernicke-Korsakoff)
Riboflavina (B2) Lesiones de los ángulos de la boca, los labios
y la lengua dermatitis seborreica
Piridoxina (B6) Trastorno del metabolismo de aminoácidos,
convulsiones
Cianocobalamina (B12) Anemia perniciosa= anemia megaloblastica
con degeneración de la medula espinal
Biotina (B8) Alteración del metabolismo de la grasa y
carbohidratos, dermatitis
Acido fólico (B9) Anemia megaloblastica
Acido ascórbico (C) Alteración de la cicatrización de heridas,
perdida del cemento dental, hemorragia
subcutáneas

44. vitamina Aretinol
Funcion
• Estructura tisular normal, vision y
reproduccion

45. Fuente
• Verduras verde y amarillas, frutas amarillas,
higado, riñon, pescado.
Deficiencia
• Daños en hueso, piel, mucosas,higado y
alteraciones en la conducta
Exceso
• Manifestaciones de toxicidad

46. Fue la primera liposoluble descubierta
Producida por
Dunaliella
bardawil
Choanephora
cucurtibarum
Blakesiae trispora

47. Vitamina D calciferol
Dieta
Fuente
Funcion
Calcificación
de las
estructuras
Oseas
Precursor de
hormona
Ayuda a
absorber el
calcio del
tracto
intestinal
Ayuda a
reabsorber
fosfato en el
túbulo renal
Se forma por la
acción de rayos
UV del sol
sobre los
esteroles
precursores en
la piel
Si proviene de
la dieta se
absorbe en
pared
intestinal
sistema
circulatorio
almacena
Yema de
huevo
Producto
s lácteos
no
fortificad
os

48. Vitamina E tocoferol
Función
• Antioxidante
• Estabilidad e integridad de
membranas

49. Fuente
•aceites de semillas
•cantidades menores
en frutas y vegetales
Almacenamient
o
•Tejido adiposo
•Se elimina con las
grasa

50. Vitamina K
Funcion
• Ayuda a la
coagulacion
• Carboxilación de
ciertos productos
glutámicos de
proteínas

51. Fuente
• hortalizas de
hoja verde,.
• coles de
Bruselas
• Brócoli
• Coliflor
• Repollo
Producida
• Bacterias
entericas

52. Vitamina Enfermedad por deficiencia
A ( Retinol, beta caroteno) Ceguera nocturna, xeroftalmia,
queratinización de la piel
D (calciferol) Raquitismo = desmineralización del hueso
E (tocoferol) En extremo rara: disfunción neurológica
grave
K ( Filoquinona) Alteración de la coagulación de la sangre,
enfermedad hemorrágica

53. Referencias:
• Wulf Crueger, Anneliese; Biotecnología Manual de
Microbiología Industrial. Zaragoza España, ACRIBA,
S.A. 3 edición.
• J. Y. Leveau, M. Bouix; Microbiología Industrial, Los
microorganismos de interés industrial; Zaragoza
España, ACRIBA, S.A.