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UNIVERSIDAD NACIONAL“SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE INGENÍERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIASTRABAJO ENCARGADO

“PRODUCCION DE ENZIMAS A PARTIR DE MICROORGANISMOS” CURSO : BIOTECNOLOGIA ALIMENTARIAPRESENTADO POR : SANTILLAN BAILON MIRIAM MAGALYDOCENTE : Ing. GAMARRA RAMIREZ NORMA

HUARAZ, 05 DE JULIO 2013

INTRODUCCION

La implementación de microorganismos en los diversos procesos biotecnológicos ha incrementado progresivamente, debido a que éstos pueden complementar, y en algunas ocasiones reemplazar los procesos anteriormente usados, causando un menor impacto negativo en la naturaleza y proporcionando más ventajas, ya que representan una disminución en los costos de producción y mayor rendimiento.

OBJETIVOS

0BJETIVO GENERAL

• Conocer el método de

producción de las enzimas a partir de microorganismos.

OBJETIVO ESPECIFICO

Conocer la importancia de la

producción enzimática a partir de microorganismos

Conocer los microorganismos productores de enzimas más importantes y utilizados en la industria

• Saber la aplicación de las enzimas producidas por microorganismos.

INFORMACION GENERAL SOBRE LAS ENZIMAS

ETIMOLOGÍA E HISTORIA • en el s.XIX, Louis Pasteur

llegó a la conclusión de que esta fermentación era catalizada por una fuerza vital.

• En 1878 el fisiólogo Wilhelm Kühne acuñó el término enzima, que viene del griego "en levadura", para describir este proceso.

• En 1907 Eduard Buchner recibió el Premio Nobel de Química "por sus investigaciones bioquímicas y el haber descubierto la fermentación libre de células".

• John Howard Northrop y Wendell Meredith Stanley, quienes trabajaron con diversas enzimas digestivas como la pepsina la tripsina y la quimotripsina (1930), premio nobel 1946

INFORMACION GENERAL SOBRE LAS ENZIMAS

DEFINICIONlas enzimas son proteínas que actúan como aceleradores de las reacciones químicas, de síntesis y degradación de compuestos, éstas se encuentran en todos los seres vivos y son piezas esenciales en su funcionamiento

FUNCIONAMIENTOal unirse con el sustrato adecuado, se produce la reacción. La enzima no afecta el producto, solo cataliza la reacción

INFORMACION GENERAL SOBRE LAS ENZIMAS

CARACTERISTICAS• Las enzimas son usualmente nombradas de

acuerdo a la reacción que producen. Normalmente, el sufijo "-asa" es agregado al nombre del sustrato

• son catalizadores de origen biológico.• Son muy activos en medios acuosos y en

condiciones muy suaves de temperatura, presión, pH, etc.

• Son 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 muy selectivos: pueden modificar un único enlace o un único grupo funcional en unas moléculas que tenga varias posiciones modificables.

FACTORES QUE PUEDEN MODIFICR LA ACTIVIDAD

• TEMPERATURA• PH• CONCENTRACION SALINA

FUENTES DE OBTENCIÓN DE LAS ENZIMAS

a. Animales: La industria empacadora de carnes es la fuente principal de las enzimas derivada del páncreas, estómago e hígado de los animales, tales como la tripsina, lipasas y cuajos (quimosina y renina)b. Vegetales: La industria de la malta de cebada es la fuente principal de enzimas de cereales. Las enzimas proteolíticas (que degradan proteínas) tales como la papaína y la bromelina se obtienen de la papaya y del ananá, respectivamente.

c. Microbianas:principalmente se extraen de bacterias, hongos y levaduras que se desarrollan en la industria de la fermentación.d. Las enzimas RecombinantesMediante I.G. Los ideales son aquellos que tienen una larga tradición de uso en los alimentos como las levaduras de la industria cervecera y los fermentos lácticos. Bacillus, Aspergillus y Sacharomyces son tres especies de microorganismos bien conocidas, su manipulación es segura, son de crecimiento rápido y producen grandes cantidades de enzimas, generalmente mediante fermentación.

Algunas enzimas recombinantes destinadas a la industria alimenticia

TECNOLOGIA DE LA PRODUCCION DE ENZIMAS

Elaboración de enzimas de origen animal o vegetal. si se trata de enzimas de origen animal la simple trituración de algunos tejidos especializados, como el páncreas o el hígado, permite formar una papilla, la cual se extrae a continuación con un solvente adecuado como agua, acetona fría (-20 °C ), glicerina o una solución salina. En forma parecida se procede con los tejidos vegetales, previamente sometidos a trituración o disrupción (rotura). También puede partirse de los jugos de expresión de los respectivos tejidos, cuya estructura celular se destruye por autolisis, plasmólisis o por congelación, la cual revienta las paredes celulares.

ELABORACIÓN DE ENZIMAS DE ORIGEN MICROBIANO

actualmente la tendencia industrial es el reemplazo de muchas enzimas provenientes de tejidos por aquellas que resultan de la aplicación de cultivos de microorganismos seleccionados, que generan la enzima especificaLos microorganismos adecuados para la producción de enzimas deben ser estables y aceptados por las autoridades de control, tener facilidad y rapidez de crecimiento con nutrientes sencillos y relativamente baratos, producir una enzima de alto rendimiento, que sea fácil de aislar, purificar y concentrar sin contaminantes o tóxicos

• Hongos productores de enzimas frecuentemente las enzimas fúngicas tienen un pH ácido o neutro y no son termoestables. Los más usados son:

Penicillium lilacinumPenicillium funiculosomSaccharomyces cerevisiaeAspergillus niger (cepas como: A. awamori, A. foetidus, A. phoenicis, A. saitoi y A. usumii)Aspergillus oryzae (cepas como: A. sojae y A. effusus)Mucor javanicusRhizopus arrhizus Rhizopus oligosporus Kluyveromyces fragilis Rhizopus oryzaeKluyveromyces lactis

• Bacterias productoras de enzimas

las enzimas bacterianas tienden a tener un pH alcalino o neutro y con frecuencia son termoestables. Las más usadas son:Bacillus subtilis (cepas como: B. mesentericus, B. natto y B. amyloquefaciens)Leuconostoc oenos

ETAPAS DEL PROCESO DE OBTENCION DE ENZIMAS DE ORIGEN MICROBIANO

• I. Selección de microorganismos: Se empieza generalmente por un cultivo de enriquecimiento de la cepa seleccionada. Cultivos originales pueden obtenerse de la firma American Tipe Culture Collection (ATCC), del Northern Utilization Research Branch o de otro organismo o instituto reconocido.

• II. Cultivo: Las materias primas que sean de costo adecuado y que puedan utilizarse como medio de cultivo varían naturalmente según la enzima por elaborar y pueden ser de los siguientes orígenes

• a) Materias azucaradas o amiláceas, como melaza, jarabe de glucosa, almidones y afrechos de trigo, arroz o maíz;b) Materias proteicas, como hidrolizados proteicos, harina de pescado, caseína, gelatina y afrechos de extracción de semillas oleaginosas;c) Componentes nitrogenados, como sales de amonio, nitratos, urea;d) Sustancias favorecedoras del crecimiento microbiano; como, extractos y autolizados de levadura, sales minerales con inclusión de elementos trazas y eventualmente vitaminas.

• Fuera de la composición del medio constituyen parámetros importantes que deben controlarse en el cultivo, las condiciones óptimas del caso, en cuanto a temperatura, pH, aereación (para suministrar el oxígeno necesario y evitar exceso de calor de reacción), y velocidad de agitación.

• En lo que se refiere a los reactores para realizar la fermentación se distingue entre los cultivos en superficie de medios líquidos o semisólidos, usándose ya sea sartenes o tambores rotatorios, y cultivos en profundidad, actualmente más usados, mediante tanques agitados, de lecho fijo o de lecho fluidizado (partículas suspendidas y agitadas, lo que facilita su mezcla y circulación)

• III. Terminada la incubación del proceso fermentativo se separa la biomasa junto con el resto de las células y los componentes sólidos del medio de cultivo por filtración o centrifugación. El líquido resultante, generalmente aún bastante heterogéneo, puede utilizarse directamente como preparado enzimático; Pero, generalmente, se somete a una purificación y/o aislamiento posteriores, que comprenden diferentes fases y que pueden aplicarse igualmente en las enzimas de origen vegetal o animal.

PARAMETROS DE CONTROLFactores Unidades

Dosis ml de caldo enzimático/g de pulpa base seca

pH Adimensional

Temperatura

ºc

PURIFICACIÓN Y AISLAMIENTO DE ENZIMASSe logran:• Adsorción selectiva • Por precipitación• Diálisis• Ultrafiltración • Fraccionamiento

cromatografico

ENZIMAS INMOVILIZADAS ha significado un avance importante la posibilidad de inmovilizar las enzimas sobre soportes inertes, reteniendo así gran parte de su actividad catalítica original.

PROCESO DE OBTENCIÓN DE ENZIMA MICROBIANA

GRACIAS………………….