Articulo

El papel de los enzimas en los procesos de transformación de la materia orgánica Carlos Peláez*, Alexander Mejia, Carlos Arroyave, Wilmar Correa
Instituto de Química-Grupo GIEM, Universidad de Antioquia * Correspondencia cpelaez@matemáticas.udea.edu.co

Resumen
La condición de sistema cerrado conduce a que en la tierra, la única posibilidad significativa de generar nueva biomasa sea mediantela reutilización del material presente en la biosfera. Esto ha condicionado a que los procesos catabólicos ejecutados por organismos descomponedores se consideren determinantes para evaluar la productividad de un ecosistema. De otro lado, el compostaje como proceso industrial inspirado en la actividad descomponedora de los ecosistemas, supone el establecimiento de las condiciones óptimas quegaranticen la máxima eficiencia. Una forma de evaluar la calidad en la compostación se da a través de la inspección de las actividades enzimáticas que gobiernan el proceso. En el presente trabajo se examina un protocolo que determina cuantitativamente la actividad enzimática y las variables que pueden condicionar los procesos de biocatálisis.

Introducción
La tierra, en términos prácticos un sistemacerrado. En consecuencia la aparición de nueva biomasa está condicionada al reciclaje de los bioelementos presentes en la biosfera. Esta condición se considera como uno de los factores determinantes en el proceso evolutivo y que en buena medida explica la estratificación de los Sistema Cerrado organismos en productores, materia consumidores y descomponedores. Este limitante de masa D E en losecosistemas S MATERIA C condicionó de manera O M significativa la P Consumidores Consumidores LUZ Secundarios O PRODUCTORES Primarios SOLAR productividad. Este N E “equilibrio” fue D O originalmente alterado R EXCRECIONES Y MUERTE E con la invención de la S agricultura, aunque significó un muy bajo impacto para la materia biosfera dado que la formulación de los Figura 1. Reciclaje de la materia en labiosfera fertilizantes partía de

BIOSFERA

ENERGIA

1

residuos orgánicos. Toda esta conceptualización de agricultura “pre-revolución verde” fue truncada con la formulación de fertilizantes de síntesis que parten de sustratos orgánicos presentes en los combustibles fósiles. Actualmente se están replanteando los paradigmas que condujeron al diseño de los sistemas de producción masivaenarbolados durante la revolución verde y que distaban significativamente del concepto de sostenibilidad. En las últimas cuatro décadas las investigaciones se han dirigido hacia el entendimiento del papel trascendental de la materia orgánica en los agroecosistemas, la complejidad de su génesis y las implicaciones de su pérdida.1,2 El compostaje como proceso industrial puede entenderse como latransformación acelerada e irreversible mediante reacciones biooxidativas y catabólicas de un sustrato orgánico de origen biológico que en condiciones fundamentalmente aerobias, es seguida de un proceso de resíntesis mediado por organismos descomponedores endémicos (normalmente artrópodos y microorganismos), enzimas endo y extracelulares presentes en el medio, que al actuar sobre la matriz orgánica,transforman el material hasta obtener de un producto heterogéneo, con apariencia completamente independiente del material de origen y que se caracteriza por su estabilidad química y sanitización, medido con respecto a parámetros de referencia establecidos por un patrón.3
Lignina Carbohidratos Compuestos Nitrogenados CHONS

C6C3 Fenil Propanos

Cy(H20)x

Acción Enzimática

[O]

Acidos yAldehidos fenólicos

Metabolitos Intermediarios

NH4+ NH3↑

Quinonas

Carboh. Residuales
Condensación con AminoCompuestos

CO2 + H20 + E

Acidos Húmicos y Fúlvicos

MOS

BioMasa

Figura 2. Transformaciones moleculares de la biomasa

Si bien son aspectos físicos, químicos y biológicos los que se evaluar para establecer las características de un material a emplear como enmienda o...