La Enzima Catalaza

TITULO: LA ENZIMA CATALASA Y SU ACCION EN LOS ALIMENTOS.

INTRODUCCIÓN

La industria alimentaria evita la oxidación de los alimentos mediante diferentes técnicas, como el envasado al vacío, y también utilizando antioxidantes. Hay antioxidantes naturales, presentes en el organismo, o sintéticos. Los antioxidantes en alimentos se definen como preservantes que retardan el deterioro, rancidez o decoloración debida a la oxidación. Después de que el antioxidante se une al agente oxidante, éste no está libre para reaccionar con algunos compuestos de los alimentos y por lo tanto no puede causar su oxidación.

Los antioxidantes pueden ser enzimas que aumentan la velocidad de ruptura de los agentes oxidantes (radicales libres). Entre ellas se encuentran las enzimas su peróxido dismutasa, glutatión peroxidasa y la catalasa. La catalasa se obtiene fundamentalmente a partir de microorganismos y su función es convertir el agua oxigenada (H2O2) en agua (H20) y oxígeno (O2):

2 H2O2 → 2 H2O + O2

El uso de esta enzima permite alargar la vida útil de zumos de cítricos, cerveza y vino ya que, al degradar el agua oxigenada (un agente oxidante) en sustancias no reactivas (agua y oxígeno) se inhiben las reacciones oxidativas sin problemas secundarios.

Catalizadores

En una reacción la energía de los reactivos y productos es siempre la misma, pero la energía de activación puede disminuir si un catalizador proporciona un camino alternativo para que proceda la reacción.

Los catalizadores disminuyen la barrera energética, o energía de activación, que deben superar los reactivos para transformarse en productos. Cuando la energía de activación es grande la reacción ocurre lentamente. Un catalizador aumenta la velocidad porque hace que la reacción ocurra mediante un mecanismo que requiere una energía de activación menor.

Los catalizadores pueden ser inorgánicos u orgánicos. Los catalizadores inorgánicos suelen ser metales de transición, como el platino y el níquel, o compuestos de metales de transición, como el dióxido de manganeso. Estas sustancias pueden combinarse con los reactivos y modificar la densidad electrónica en la unión química que se rompe durante la reacción. De esta manera se reduce la energía de activación y se facilita la reacción. En el caso de la descomposición del agua oxigenada, el catalizador debilita la unión entre los dos átomos de oxígeno (H-O-O-H), que se separan durante el proceso.

Enzimas: catalizadores biológicos

Las enzimas son catalizadores orgánicos de origen biológico y estructura compleja. La catalasa y la mayoría de las enzimas son proteínas, caracterizadas por su estructura molecular tridimensional. La actividad de las enzimas depende de esta estructura, en la cual hay una zona en la que se inserta una molécula del reactivo (o sustrato) de manera ajustada y específica, como puede hacerlo una llave en la cerradura. La unión del sustrato a la enzima desencadena la reacción química, se liberan los productos y el sitio de unión queda libre nuevamente para captar otra molécula de sustrato y continuar la reacción.

MARCO TEORICO

La cinética química es la parte de la química que trata de la velocidad con que suceden las reacciones, de los factores que influyen en ella y del mecanismo a través del cual los reactivos se transforman en productos.

La velocidad de una reacción química se define como la derivada de la concentración de un reactivo o producto con respecto al tiempo y convertida siempre en un valor positivo.

Matemáticamente hablando, diremos que la velocidad de una reacción es el límite al que tiende el cociente entre la variación de la concentración de un reactivo o un producto y el intervalo de tiempo, cuando este tiende a cero.

v= (lim)┬(∆t→0)⁡〖∆[Sustancia]/∆t= (d[Sustancia])/dt〗

Las unidades de la velocidad siempre será: (mol) (L ^-1) (S ^-1).

Para una reacción teórica del tipo: aA + Bb  cC + dD. La velocidad de reacción se expresa mediante cualquiera de estas formas:

v= d[A]/(a ×dt)= -d[B]/(b ×dt)= d[C]/(c ×dt)= (d[D])/(d ×dt)

Como la velocidad es positiva según transcurre la reacción, es necesario poner un signo (-) delante de las concentraciones de los reactivos.

En general para una reacción del tipo: aA + Bb  cC + dD la velocidad de reacción en cualquier instante de esta viene dada por una ecuación o ley de velocidad que tiene la siguiente expresión:

V= K [A] ^m. [B]^n

Donde:

V= velocidad de la reacción.

K=constante de velocidad (depende de cada reacción).

A=concentración molar de A.

B=concentración molar de B.

m y n = exponentes calculados experimentalmente (no tienen por qué coincidir con los coeficientes estequiométricos a y b.

ORDEN DE REACCION:

En la expresión:

Orden global de la reacción: a la suma de los exponentes a los que están elevadas las concentraciones de los reactivos en la ecuación de velocidad. Es decir el valor de m + n.

Orden de una reacción respecto a un reactivo: es el exponente al que se eleva la concentración de este en la ecuación de velocidad. En este caso la reacción seria de orden “m” respecto al reactivo A de orden “n” respecto al reactivo B.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN:

1. Estado físico de los reactivos:

- Las reacciones son más rápidas si los reactivos son gaseosas o están en disolución.

- En las reacciones heterogéneas la velocidad dependerá de la superficie de contacto entre ambas fases, siendo mayor cuanto mayor es el estado de división.

2. Concentración de los reactivos:

-La velocidad de la reacción se incrementa al aumentar la concentración de los reactivos, ya que se produce un aumento de número de colisiones entre las partículas, que es la primera condición para que las sustancias reaccionen.

3. Temperatura:

-Es fácil comprobar experimentalmente que, por regla general, la elevación de a temperatura produce un importante aumento de la velocidad de reacción.

Arrhenius propuso en 1889 una expresión matemática, llama da “ecuación de Arrhenius”, que muestra la influencia de la temperatura sobre la constante de velocidad “k”, de la que depende la velocidad:

K = A e^-Ea/RT

Donde:

A= factor de frecuencia.

e=base de los logaritmos neperianos.

Ea= energía de activación.

R= constante de los gases.

T= temperatura

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