uso de enzimas en solventes organicos
Páginas: 22 (5339 palabras)
Publicado: 9 de junio de 2014
Uso de Enzimas en Solventes Orgánicos en la Industria de
Bioprocesos
Claudia Maytorena-Verdugo y Fernando García-Carreño*
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste. Mar Bermejo 195. La Paz,
BCS, México.
Tel. Fax: +52 612 123 84 01.
E-mail: fgarcia@cibnor.mx
.
RESUMEN
En este trabajo se hace un recuento de los tipos de sistemas industriales en donde
intervienen enzimas. Estossistemas pueden ser medios acuosos los cuales se dividen en: a)
Agua + solvente miscible en agua, b) Agua + solvente inmiscible en agua, y c) medios
anhidros. Se presentan ventajas y desventajas de usar solventes en procesos que tienen como
catalizadores a enzimas. Se aborda el papel del agua en estos sistemas y el de los solventes y
su efecto en la actividad de las enzimas. También se hace unlistado de las enzimas usadas
en estos sistemas y algunas características, enfocándose principalmente a lipasas.
Palabras clave: Bioprocesos, enzimas, medios no acuosos
ABSTRACT
This work emphasizes industrial process based on enzymes as catalyst in non-aqueous
media. These systems are classified as water-water miscible solvents, water-water immiscible
solvents and anhydrous medium.Advantages and disadvantages are discussed, also the role of
water and solvents in the enzyme activity. A list of enzymes used in the industry with their
characteristics is presented focusing on lipases and examples of companies that use enzymes
and organic solvents.
Keywords: Bioprocess, enzymes, non-aqueous media.
INTRODUCCIÓN
al estar en contacto las células con los
La creciente necesidadde enzimas
solventes orgánicos, es posible que se dé
resistentes a las condiciones de trabajo de
un efecto negativo en la célula (toxicidad) o
algunos
hace
en la enzima (desnaturalización) (Yeom &
indispensable la búsqueda de enzimas
Daugulis, 1999). El objetivo de este trabajo
resistentes a altas temperaturas por largos
es mostrar un nuevo panorama sobre elperiodos de tiempo. Algunos solventes
uso de enzimas en medios no acuosos,
orgánicos han sido usados en diferentes
tipos de medios no acuosos, sus ventajas y
campos
desventajas y explicar el efecto de algunos
procesos
de
la
complemento
en
industriales
biotecnología
procesos
en
como
donde
intervienen células y enzimas, sin embargo
BioTecnología, Año 2012,Vol. 16 No. 1
solventes
orgánicos
en
enzimas
hidrolíticas.
21
USO DE ENZIMAS EN LA INDUSTRIA
de detergentes en 1930, basándose en una
Los procesos biocatalíticos difieren de
los
procesos
químicos
convencionales
patente de Otto Röhm, la cual describía el
uso
de
enzimas
pancreáticas
en
dadas las características del catalizador
detergentes(Damhus et al., 2008). La
como parámetros cinéticos, estabilidad de
mayoría
de
la
enzimas
hidrolíticas
proteína
bajo
las
condiciones
del
los
bioprocesos
o
se
utilizan
basan
en
proceso, si la enzima está aislada o forma
fermentación. Las condiciones de reacción
parte del metabolismo de una célula,
para los bioprocesos generalmenteestán
crecimiento
la
basadas en parámetros interdependientes,
actividad enzimática y/o el uso de rutas
por lo tanto una descripción matemática del
metabólicas
múltiples
proceso es esencial para su optimización.
(Schmid et al., 2001). El que un proceso
El desarrollo de un bioproceso requiere de
sea sustentable implica una reducción en
diferentes pasos: a) Identificaruna reacción
los costos de energía y materia prima,
específica
disminución de desechos, estabilidad y
costeable, b) Encontrar un biocatalizador
seguridad
del
que pueda catalizar la reacción deseada, c)
producto. Algunas compañías han optado
Caracterizar el biocatalizador bajo las
por usar enzimas, obteniendo un mayor
condiciones de trabajo del bioproceso...
Bioprocesos
Claudia Maytorena-Verdugo y Fernando García-Carreño*
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste. Mar Bermejo 195. La Paz,
BCS, México.
Tel. Fax: +52 612 123 84 01.
E-mail: fgarcia@cibnor.mx
.
RESUMEN
En este trabajo se hace un recuento de los tipos de sistemas industriales en donde
intervienen enzimas. Estossistemas pueden ser medios acuosos los cuales se dividen en: a)
Agua + solvente miscible en agua, b) Agua + solvente inmiscible en agua, y c) medios
anhidros. Se presentan ventajas y desventajas de usar solventes en procesos que tienen como
catalizadores a enzimas. Se aborda el papel del agua en estos sistemas y el de los solventes y
su efecto en la actividad de las enzimas. También se hace unlistado de las enzimas usadas
en estos sistemas y algunas características, enfocándose principalmente a lipasas.
Palabras clave: Bioprocesos, enzimas, medios no acuosos
ABSTRACT
This work emphasizes industrial process based on enzymes as catalyst in non-aqueous
media. These systems are classified as water-water miscible solvents, water-water immiscible
solvents and anhydrous medium.Advantages and disadvantages are discussed, also the role of
water and solvents in the enzyme activity. A list of enzymes used in the industry with their
characteristics is presented focusing on lipases and examples of companies that use enzymes
and organic solvents.
Keywords: Bioprocess, enzymes, non-aqueous media.
INTRODUCCIÓN
al estar en contacto las células con los
La creciente necesidadde enzimas
solventes orgánicos, es posible que se dé
resistentes a las condiciones de trabajo de
un efecto negativo en la célula (toxicidad) o
algunos
hace
en la enzima (desnaturalización) (Yeom &
indispensable la búsqueda de enzimas
Daugulis, 1999). El objetivo de este trabajo
resistentes a altas temperaturas por largos
es mostrar un nuevo panorama sobre elperiodos de tiempo. Algunos solventes
uso de enzimas en medios no acuosos,
orgánicos han sido usados en diferentes
tipos de medios no acuosos, sus ventajas y
campos
desventajas y explicar el efecto de algunos
procesos
de
la
complemento
en
industriales
biotecnología
procesos
en
como
donde
intervienen células y enzimas, sin embargo
BioTecnología, Año 2012,Vol. 16 No. 1
solventes
orgánicos
en
enzimas
hidrolíticas.
21
USO DE ENZIMAS EN LA INDUSTRIA
de detergentes en 1930, basándose en una
Los procesos biocatalíticos difieren de
los
procesos
químicos
convencionales
patente de Otto Röhm, la cual describía el
uso
de
enzimas
pancreáticas
en
dadas las características del catalizador
detergentes(Damhus et al., 2008). La
como parámetros cinéticos, estabilidad de
mayoría
de
la
enzimas
hidrolíticas
proteína
bajo
las
condiciones
del
los
bioprocesos
o
se
utilizan
basan
en
proceso, si la enzima está aislada o forma
fermentación. Las condiciones de reacción
parte del metabolismo de una célula,
para los bioprocesos generalmenteestán
crecimiento
la
basadas en parámetros interdependientes,
actividad enzimática y/o el uso de rutas
por lo tanto una descripción matemática del
metabólicas
múltiples
proceso es esencial para su optimización.
(Schmid et al., 2001). El que un proceso
El desarrollo de un bioproceso requiere de
sea sustentable implica una reducción en
diferentes pasos: a) Identificaruna reacción
los costos de energía y materia prima,
específica
disminución de desechos, estabilidad y
costeable, b) Encontrar un biocatalizador
seguridad
del
que pueda catalizar la reacción deseada, c)
producto. Algunas compañías han optado
Caracterizar el biocatalizador bajo las
por usar enzimas, obteniendo un mayor
condiciones de trabajo del bioproceso...
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