Biotecnología. Métodos químicos

4,2) Métodos químicos:

Unión covalente: Es la unión covalente de moléculas enzimáticas a través de residuos de aminoácidos no esenciales a soportes funcionalizados insolubles en agua, el cual es el método más utilizado para inmovilizar enzimas.

Los soportes insolubles en agua comúnmente empleados para la unión covalente de enzimas incluyen: soportes sintéticos como polímeros a base de acrilamida, polímeros a base de anhídrido maleico, polímeros a base de ácido metacrílico, polímeros a base de estireno y polipéptidos, y soportes naturales como la agarosa), celulosa, dextrano, vidrio y almidón.

Los polímeros ya activos, tales como los copolímeros de anhídrido maleico, simplemente se mezclarán con enzimas para producir enzimas inmovilizadas. Normalmente, los polímeros naturales o sintéticos deben activarse tratándolos con reactivos antes de agregar la enzima. La activación implica la conversión química de un grupo funcional del polímero. El sitio activo de la enzima no debe estar involucrado en la unión, en cuyo caso la enzima perdería su actividad con la inmovilización.

Entrecruzamiento utilizando reactivos multifuncionales: Las enzimas insolubles en agua se pueden preparar mediante el uso de agentes multifuncionales que son todos de naturaleza bifuncional y tienen bajo peso molecular, como el glutaraldehído.

Existen varios métodos diferentes para producir enzimas inmovilizadas con reactivos multifuncionales. Las enzimas se pueden hacer reaccionar solo con un reactivo multifuncional para que el reactivo las entrecruce intermolecularmente para formar un derivado insoluble en agua. Otro método es adsorber enzimas en un soporte de superficie activa insoluble en agua seguido de reticulación intermolecular con reactivos multifuncionales para fortalecer la unión. Los reactivos multifuncionales también se pueden usar para introducir grupos funcionales en polímeros insolubles en agua, que luego reaccionan covalentemente con enzimas solubles en agua.

Métodos físicos:

Adsorción: Este método es la forma más sencilla de inmovilizar enzimas. Las enzimas pueden adsorberse físicamente en un adsorbente tensioactivo poniendo en contacto una solución acuosa de enzima con un adsorbente. Los adsorbentes comúnmente empleados son: alúmina, resinas de intercambio amónico, carbonato de calcio, carbono, resinas de intercambio catiónico, celulosas, arcillas, colágeno, iones coloides, metal acondicionado, placas de vidrio, tierra de diatomeas e hidroxiapatita.

Algunas de las ventajas de las técnicas de adsorción son: El procedimiento de inmovilización es simple, es posible separar y plegar las enzimas mientras está inmovilizado, las enzimas generalmente no se desactivan por adsorción, la adsorción es un proceso reversible.

Sin embargo, las técnicas de adsorción también tienen varias desventajas: la fuerza de unión es débil; el estado de inmovilización es muy sensible al pH de la solución, la fuerza iónica y la temperatura; la cantidad de enzimas cargadas en una unidad de soporte suele ser baja.

Atrapamiento: Las enzimas pueden quedar atrapadas dentro de polímeros reticulados formando una red de polímero altamente reticulada en presencia de una enzima. Este método tiene una gran ventaja en el hecho de que no hay modificación química de la enzima, por lo tanto, las propiedades intrínsecas de una enzima no se alteran. Sin embargo, la enzima puede desactivarse durante la formación del gel. La fuga de enzimas también es un problema. El polímero reticulado más comúnmente empleado es el sistema de gel de poliacrilamida. Esto se ha utilizado para inmovilizar alcohol deshidrogenasa, glucosa oxidasa, aminoácido oxidasa, hexoquinasa, glucosa isomerasa, ureasa y muchas otras enzimas.

Microencapsulación: Las enzimas pueden inmovilizarse dentro de microcápsulas de membrana semipermeables. Esto puede hacerse mediante la técnica de polimerización interfacial. El disolvente orgánico que contiene un componente de copolímero con tensioactivo se agita en un recipiente y se introduce una solución enzimática acuosa. La membrana de polímero se forma en la interfaz líquido-líquido mientras que la fase acuosa se dispersa en forma de pequeñas gotas. La enzima inmovilizada producida por esta técnica proporciona un área superficial extremadamente grande.

4,3) A) Molienda húmeda de maíz: El primer paso del proceso de HFCS es la molienda húmeda en seco. El maíz se limpia, se desgrana y se transfiere a un tanque grande y empinado que contiene agua tibia (54 ° C) con 0.1 a 0.2 por ciento de dióxido de azufre (pH 3-4). El remojo dura aproximadamente 40 horas. El dióxido de azufre inhibe la fermentación y ayuda a ablandar el grano. Los granos de maíz empapados se desgarran en un molino desgerminador para liberar el germen (que contiene aceite de maíz) y aflojar el casco. El germen se separa en un ciclón líquido continuo, se lava y se seca para recuperar el aceite. El almidón y el casco se muelen y se tamizan para eliminar el casco. El almidón molino resultante contiene 5 a 8 por ciento de proteína que se separa en una centrífuga. El almidón separado se purifica aún más en un hidroclón para reducir el contenido de proteína a un nivel mínimo de 0.3 por ciento.

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