Producción y aplicación de enzimas industriales

Production and application of industrial enzymes

La producción de enzimas para uso industrial tuvo sus orígenes en Dinamarca y Japón, a finales del siglo XIX, cuando se produjeron las primeras preparaciones de renina a partir del estómago de terneros y de amilasa de origen fúngico. Las enzimas son productos de las células, y por lo tanto pueden obtenerse a partir de tejidos animales, tejidos vegetales o mediante procesos de fermentación empleando microorganismos seleccionados.

Las plantas han sido la fuente tradicional de ciertas enzimas, a partir del látex producido por la papaya, o de algunas proteasas aisladas de la higuera y la piña. La cebada malteada también ha sido fuente importante de enzimas vegetales. La industria cervecera ha empleado tradicionalmente este material crudo por su actividad proteásica y amilásica.

En cuanto a las enzimas de origen animal, se han obtenido pocas, por ejemplo lipasa pancreática y tripsina, debido principalmente a la disponibilidad limitada de material adecuado y a la posibilidad de reemplazarlas por enzimas similares derivadas de microorganismos. Debido a que las aplicaciones industriales de las enzimas requieren que éstas sean producidas a gran escala y bajo costo, el empleo de algunas enzimas de origen vegetal y animal ha ido decayendo, a favor de las enzimas de origen microbiano.

Empezando con una introducción, el autor hace referencia a las enzimas extracelulares y la estabilidad de las enzimas. Se describen las carbohidrasas como las amilasas, glucoamilasas, enzimas desramificantes, celulasas, invertasa, lactasa, glucanasas y enzimas pécticas. Se explican las enzimas proteolíticas, como la papaína, la bromelina, ficina, renina o quimosina. Se describen también las lipasas y la glucosa isomerasa.

Entre los procesos industriales que aplican enzimas, el autor hace referencia a la industria del almidón y del azúcar, los productos lácteos, las panaderías, jugos de frutas, el procesamiento de carne, la industria cervecera, la de grasas y aceites, pulpa y papel, tratamiento de desechos y empresas de servicios. Se incluye un diagrama de flujo de extracción y obtención de enzimas.

Enzimas con aplicación industrial

Industrial enzymes

Las enzimas son catalizadores biológicos, es decir, proteínas que tienen la capacidad de acelerar ciertas reacciones químicas. En los últimos años su uso en gran cantidad de industrias ha adquirido gran relevancia. La enzimología, o ciencia encargada del estudio de las enzimas, siempre será un tema de actualidad en la biotecnología.

En los últimos años, esta ciencia ha experimentado grandes avances al igual que sus aplicaciones en la industria alimentaria, farmacéutica, de detergentes, panadería y papelera, entre otras. Los procesos catalizados por enzimas en la industria son cada día más numerosos, ya que presentan ventajas frente a los catalizadores no biológicos.

El documento trata aspectos referentes a la historia de las enzimas, las principales aplicaciones comerciales de éstas y sus ventajas, en especial, comparados con los catalizadores no biológicos. Los autores también describen a grandes rasgos el trabajo que han realizado con enzimas en sus respectivos laboratorios.

Se incluyen ejemplos de diferentes enzimas con aplicación industrial, como el cuajo, la galactosa, las pectinasas, entre otras. Los autores llaman la atención en el interés que han traído las enzimas debido a sus aplicaciones industriales, las buenas perspectivas y los progresos que se esperan en esta área.

Safety regulations of food enzymes

Legislación de seguridad en enzimas para alimentos

Actualmente, la mayoría de las enzimas industriales disponibles se usan en la industria de alimentos. Las medidas de seguridad en enzimas para alimentos difieren entre los países, incluyendo aspectos fundamentales, como por ejemplo sí se requiere una aprobación antes de llevar al mercado y los niveles de detalle, qué tipo de información en particular los proveedores deben proporcionar en el proceso de evaluación, entre otros.

Las preocupaciones en seguridad ocupacional se enfocan en las propiedades alergénicas, ya que se sabe que las enzimas pueden causar una potente sensibilidad en la inhalación y reacciones alérgicas, incluyendo el asma. Por otro lado, sustancias tóxicas que incluyen toxinas bacterianas y micotoxinas pueden estar presentes en enzimas aisladas y, por ende, constituir un riesgo para los consumidores.

Los procedimientos para la evaluación de seguridad parecen ser apropiados, en el sentido de que no se han reportado incidentes hasta ahora, dando como resultado propuestas para la reducción de las pruebas necesarias. Las precauciones en seguridad y las medidas de monitoreo establecidas en la industria han reducido, pero aún no erradicado, los riesgos ocupacionales. Los desafíos para los reguladores y la industria se incrementan a partir de aspectos no resueltos, como por ejemplo sí las enzimas pueden ser o no sensibles al contacto y de la ausencia de una armonía entre las evaluaciones de seguridad y legislación.

En la Unión Europea la mayoría de las enzimas alimenticias no hacen parte de las leyes en seguridad de alimentos, ni a nivel comunitario, ni nacional. En el auge de la disponibilidad de enzimas con nuevas e inusuales propiedades surgen las dudas en seguridad. En la Unión Europea parece haber una oportunidad de que estos desafíos sean abordados en el proceso de establecer una legislación para las enzimas en alimentos.