Enzimele, sunt din punct de vedere structural, proteine constituite din aminoacizi, iar din punct de vedere funcțional acționează ca niște b...
Enzimele, sunt din punct de vedere structural, proteine constituite din aminoacizi, iar din punct de vedere funcțional acționează ca niște biocatalizatori biologici care au rolul de permite realizarea unor reacții cu viteză mărită. Enzimele sunt utilizate drept catalizatori în condițiile în care există și catalizatori chimici, deoarece prezintă unele avantaje ca: au capacitate de a cataliza reacțiile chimice în condiții blânde de temperatură, pH și presiune.
Aceasta permite un consum redus de energie și nu necesită echipamente scumpe rezistente la coroziune; enzimele sunt catalizatori specifici care nu conduc la obținerea de produși secundari nedoriți. În aceste condiții nu sunt necesare cheltuieli mari în ceea ce privește rafinarea și purificarea produsului ce urmează a fi fabricat; comparativ cu procesele chimice, enzimele sunt, din punct de vedere al mediului, compuși biodegradabili care nu necesită costuri semnificative de epurare; anumite enzime nu sunt limitate numai la acțiunea în mediul apos, putând acționa și la interfața dintre două faze: apă; solvent organic. apă; ulei. Totuși enzimele prezintă și unele dezavantaje ca: au stabilitate limitată și faptul că de cele mai multe ori sunt utilizate industrial doar o singură dată.
Comisia de enzime a Uniunii Internaționale de Chimie Pură și Aplicată (IUPAC) clasifică enzimele în 6 clase și anume:
- Oxidoreductaze – catalizează reacțiile de oxidoreducere, prin transfer de hidrogen sau electroni, sau prin combinarea unui substrat cu oxigenul molecular;
- Transferaze – catalizează transferul diferitelor grupări chimice de la un substrat donator la un substrat acceptor;
- Hidrolaze – catalizează scindarea hidrolitică a diferitelor substraturi, prin adiția apei la nivelul diferitelor grupări chimice;
- Liaze – catalizează adiția sau îndepărtarea unor grupări chimice din substraturi, prin mecanisme diferite față de hidroliză;
- Izomeraze – catalizează rearanjări intramoleculare;
- Ligaze sau sintetaze – catalizează sinteza unei noi legături prin unirea a doi compuși într-unul singur, folosind ca sursă energetică nucleozidtrifosfații;
Unde se utilizează enzimele? Enzimele se utilizează în diferite domenii cum ar fi: fabricarea unor produse prin transformarea enzimatică a amidonului; la fabricarea unor produse alimentare: produse lactate, bere, sucuri, vin, panificație; intră în compoziția detergenților; în industria textilă, hârtiei și a furajelor pentru animale; sinteza catalitică a unor substanțe chimice; analiza alimentelor, diagnoză chimică și terapie; inginerie genetică;
Preparatele enzimatice fabricată la scară industrială folosesc trei tipuri de surse: țesuturi animale și vegetale sau microorganisme.
Sursele animale sunt reprezentate de subprodusele din industria cărnii (ficat, pancreas, rinichi etc.). Utilizarea acestor surse este din ce în ce mai redusă, fiind înlocuite cu sursele microbiene, deoarece sursele animale prezintă unele dezavantaje ca producție limitată, apariția unor boli cum ar fi encefalopatia spongiformă la bovine. Enzimele principale de origine animală care se obțin sub formă de preparate sunt chimozina (renina), care se extrage din stomacul de miel și se utilizează pentru coagularea laptelui la fabricarea brânzeturilor și α-amilaza pancreatică, care are utilizări în industria farmaceutică.
Sursele vegetale sunt reprezentate de semințe (germinate sau negerminate), rădăcini, fructe, sevă, latexuri, frunze. Utilizarea surselor vegetale pentru obținerea preparatelor enzimatice ridică o serie de probleme: prezența unor substanțe parțial dăunătoare sănătății omului sau a unor compuși toxici de contaminare.
Principala sursă de obținere a enzimelor sunt microorganismele. Această sursă de obținere a preparatelor enzimatice prezintă unele avantaje ca: se obțin cantități mari (biomasă) prin cultivarea în instalații speciale pe medii de cultură ieftine (tărâțe de grâu, extract de porumb, melasă, șroturi de floarea soarelui, zer); ciclul de dezvoltare al microorganismelor este foarte scurt comparativ cu cel al plantelor și animalelor; producția de enzime de către microorganisme poate fi mărită prin selectarea și utilizarea de tulpini mutante și prin stabilirea condițiilor fizice și chimice pentru producerea de enzime; proprietățile enzimelor și specificitatea de acțiune diferă cu natura microorganismelor producătoare, astfel industrial se pot obține preparate care corespund întocmai scopului urmărit; preparatele enzimatice obținute pot avea activități diferite cu predominanța unei activități.
