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Enzimas

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by

Concepción Quintero Durón

on 12 February 2014

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Transcript of Enzimas

Enzimas
Las enzimas son proteínas que catalizan todas las reacciones bioquímicas.

Un catalizador es una sustancia que disminuye la energía de activación de una reacción química. Al disminuir la energía de activación, se incrementa la velocidad de la reacción.
¿Qué son las enzimas?
¿Como funcionan?
1. La sustancia sobre la que actúa el enzima se llama sustrato.

2.El sustrato se une a una región concreta del enzima, llamada centro activo.

3.Una vez formados los productos el enzima puede comenzar un nuevo ciclo de reacción
De acuerdo a su complejidad las enzimas se clasifican como:
Clasificación
Enzimas conjugadas

Apoenzima: Es la parte polipeptídica de la enzima.

Cofactor: Es la parte no proteica de la enzima.
Iones metálicos se denominan activadores

Los otros cofactores son coenzimas
Según su actividad
Factores que afectan la actividad enzimática.
Muchas enzimas dependen de los cofactores, sean activadores o coenzimas para funcionar adecuadamente. Para las enzimas que tienen cofactores, la concentración del cofactor debe ser igual o mayor que la concentración de la enzima para obtener una actividad catalítica máxima.
Presencia de cofactores
A mayor concentración del sustrato, a una concentración fija de la enzima se obtiene la velocidad máxima. Después de que se alcanza esta velocidad, un aumento en la concentración del sustrato no tiene efecto en la velocidad de la reacción.

Concentración del sustrato

Siempre y cuando haya sustrato disponible, un aumento en la concentración de la enzima aumenta la velocidad enzimática hacia cierto límite.
Concentración de la enzima.-

Un incremento de 10°C duplica la velocidad de reacción, hasta ciertos límites. El calor es un factor que desnaturaliza las proteínas por lo tanto si la temperatura se eleva demasiada, la enzima pierde su actividad.
Temperatura
El pH óptimo de la actividad enzimática es 7, excepto las enzimas del estómago cuyo pH óptimo es ácido.
pH
Enzimas en la industria
Las enzimas vuelven los procesos eficientes y menos costosos,
en muchos casos, ya que tienen un alto grado de especificidad
y adaptabilidad (suaves condiciones de trabajo). Además, lograr más material procesado con el mismo equipo y menos
consumo de energía también ahorra costos
Aplicaciones
Reducir viscosidad (hidrólisis)

Mejorar extracciones (degradación de pectina)

Hacer bioconversiones (glucosa a fructosa)

Causar separaciones (separación del suero en queso)

Cambiar funcionalidades (proteína de soya más soluble, mayor duración del pan)

Modificar sabores (quesos como parmesano y cheddar).
La papaína proviene de la papaya, una fruta tropical .En el interior, la papaya tiene pulpa suave lechosa de color naranja y amarillo y una cavidad grande en el centro llena de semillas brillantes de color grisáceo-negro.

Para extraer el látex de papaína de una papaya, se corta la cáscara de una papaya inmadura. Después de que recolecta el látex, se seca ya sea al sol o en hornos y se vende en presentación en polvo.
¿De Dónde Proviene la Papaína?
¿Qué es la Papaína?
La papaína es un látex lechoso que se recolecta haciendo incisiones en papayas inmaduras.

Ésta es una de un grupo de enzimas proteolíticas encontradas en las papayas, piñas y ciertas plantas.

Las enzimas proteolíticas lo ayudan a digerir las proteínas en la comida. El pedúnculo de la papaya y la piña son dos de las fuentes más ricas de enzimas proteólicas en plantas.
Un entorno alcalino con pH mayor de 8, o una temperatura mayor de 37ºC desnaturaliza la papaína rápidamente
Propiedades de Papaína
La papaína también hidroliza proteínas vegetales, y es útil para evitar la formación de los sedimentos protéicos que produce la proteína de la cebada en el proceso de fabricación de cerveza.
También posee propiedades antiinflamatorias cuando es consumida directamente, por lo que los frutos que la contienen han sido usados como medicamento natural.
Las propiedades peptolíticas de la papaína provocan la ruptura de múltiples enlaces en las proteínas animales, lo que tiene por consecuencia que se pueda utilizar para ablandar la carne destinada al consumo humano.
La piña es una fruta tropical de la familia de las bromeliaceae, es rica en vitaminas A, B, C y
tiene actividad proteolítica debida a la bromelina que se activa por la cisteína, tiosulfato y
glutatión. Es inhibida o inactivada por iones metálicos oxidantes y por agentes que reaccionan
con los tioles (ácido ascórbico).
Bromelina
Actividad enzimática

Los sustratos son específicos para cada enzima:
La sacarosa es el sustrato de la sacarasa que actúa rompiéndola en sus componentes.

Las enzimas actúan de acuerdo con la siguiente secuencia: La enzima (E) y el sustrato (S) se combinan para formar un complejo intermedio enzima sustrato (E-S), el cual se descompone formando un producto y regenerando la enzima.
Química en alimentos
Q.A. María Concepción Quintero
La bromelina es una enzima con acción proteolítica (que rompe las moléculas protéicas) para una mejor asimilación de los aminoácidos que las componen. La bromelina deshace las proteínas de igual manera que la pepsina.
La Bromelina hace que el cuerpo produzca sustancias que combaten el dolor y la hinchazón (inflamación).



La bromelina podría retardar la coagulación sanguínea. El tomar bromelina puede aumentar la posibilidad de que aparezcan hematomas y de pérdida de sangre.
También llamada sacarasa o ptialina es un enzima hidrolasa que tiene la función de catalizar la reacción de hidrólisis de los enlaces 1-4 del componente α-Amilosa al digerir el glucógeno y el almidón para formar azúcares simples, se produce principalmente en las glándulas salivales y en el páncreas.
Amilasas
Son empleadas en la fabricación de pan para romper azúcares complejos como el almidón en azúcares simples.
Las células de la levadura contienen amilasas pero necesitan tiempo para fabricar la suficiente cantidad para romper el almidón. Este es el motivo de la necesidad de largos tiempos de fermentación.
En la maduración de frutas la amilasa es sintetizada en la maduración, degradando el almidón de las frutas en azúcar, y volviéndolas más dulces.
Son enzimas que catalizan la hidrólisis del xilano, uno de los biopolímeros más abundantes que se ubica en la pared celular vegetal.
Xilanasas
Xilanasas Bacterianas
Poseen más afinidad en medios de pH más alcalinos, el uso frecuente de
acidificantes para reducir presencia de patógenos intestinales las favorece.
Celulasas
Es una enzima compleja especializada en descomponer celulosa, transformándola en múltiples monómeros de glucosa. Es producida con leves diferencias químicas por los integrantes del reino de los Hongos y el de las Bacterias.
Xilanasas fúngicas
Las Xilanasas de origen fúngico poseen mayor actividad en medios de PH ligeramente ácidos.

Las celulasas juegan un papel muy importante en el desteñido de telas de jean ya que se usan para remover el color azul índigo y dar una apariencia de desteñido.
Industria textil
La enzima degrada las microfibrillas que se separan parcialmente de las fibras principales, restituyendo a las fibras una superficie suave y a la prenda su color original
Industria de los detergentes.
Dentro de la industria alimenticia, las celulasas se usan para favorecer la extracción y filtración de jugos de frutas o verduras, filtración de mostos, extracción de aceites comestibles, entre otras
Industria alimenticia
la celulosa es el componente más abundante de la biomasa vegetal, la obtención de bioetanol a partir de este compuesto, es la gran esperanza para un desarrollo sostenible de los biocombustibles.
Biocombustible y celulasas
Tipos

Pectin metil esterasa: únicamente vuelve más soluble a la péctina sin afectar el tamaño de la cadena, lo cual la vuelve más sensible al ataque por otras enzimas.

Poligalacturonasas: Hidrolizan cadenas pécticas, rompen el enlace entre dos cadenas de ácido galacturónico.

Pectinliasas: Rompen las cadenas pécticas eliminando una molécula de agua, generan productos de doble enlace insaturado.
Propiedades

1.Temperatura
Rango de temperatura efectivo: 25-55℃
Temperatura óptima es 50 ℃.

2. PH
Rango PH efectivo: 3.5-6.0
Rango PH óptimo: 3.5-4.0
Las pectinasas son un grupo de enzimas líticas

La Pectinasa es producida a partir de Aspergillus Niger a través de fermentación profunda y procesos de extracción.
Pectinasas
Se utilizan en la reducción de viscosidad de jugos, néctares así como en clarificación de los anteriores y de los vinos.
Aplicaciones
Las beta-galactosidasas
Son enzimas que catalizan la hidrólisis de enlaces glactosidicos beta-1,4

Estas enzimas se encuentran distribuidas en la naturaleza en numerosos microorganismos, en plantas y en tejidos animales.
Aplicaciones
Su aplicación fundamental esta en las reacciones de hidrólisis de lactosa en productos y subproductos lácteos (leche, sueros de quesería .., etc.). El motivo fundamental de su aplicación radica esencialmente en dos postulados:
Eliminación total de lactosa en leche

Este problema lo padece un porcentaje basante alto de la población mundial (en torno al 70%), siendo mas severo en las poblaciones de raza negra.
A escala industrial, su eliminación, constituye un importante avance, en la producción y maduración de quesos
El uso frecuente de la invertasa en alimentos azucarados se basa en la transformación lenta y parcial de la sacarosa en azúcar invertido que tiene mayor poder edulcorante, mayor carácter humectante, mayor solubilidad y, por lo tanto, menor tendencia a cristalizar y endurecer
Quitinasa
La quitinasa es una enzima capaz de hidrolizar quitina en sus componentes oligo y monoméricos.
La temperatura 50°C
pH óptimos 6,5,
Termoestabilidad < 70 °C.
Quitinasa se produce de forma natural en muchos alimentos comunes. Esto es, al menos, una de las causas del fenómeno reacción cruzada en el síndrome de látex-fruta. Los plátanos, castañas, kiwis, aguacates, papayas, tomates, por ejemplo, todos contienen niveles significativos de quitinasa.
Actualmente, se entiende generalmente por "invertasa" la beta-fructosidasa, que es producida por levaduras (Sacaromyces cerevisiae, Candida), mientras que la alfa-glucosidasa constituye preferentemente las invertasas intestinales y de hongos (Aspergillus oryzae).
Productos de confitería, como bombones con relleno, productos de jaleas, fondants, mazapanes y pasteles adquieren entonces una consistencia suave, cremosa y blanda, aún después de un almacenamiento prolongado.
La hidrólisis de la sacarosa en glucosa y fructosa (azúcar invertido) puede ser realizada por dos enzimas: la betafructosidasa, que actúa sobre el extremo fructosa de la molécula de sacarosa, y la alfa-glucosidasa, que la ataca por el extremo de la glucosa.
Invertasa
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