“BIOTECNOLOGIA ALIMENTARIA”

TRABAJO COLABORATIVO N° 2

PRODUCTO ACTIVIDAD 2

Elaborado por:

VICKY CARDENAS COLORADOCC. N° 21.533.391

GRUPO 211619_2

GLAEHTER YHON FLOREZ GUZMAN

Director

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

MAYO DE 2014

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INTRODUCCIÓN

En proceso…

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Producto Esperado “Actividad N°2”

Aplicación de la enzima rennina (EC 3.4.23.4) en la elaboración de un producto

lácteo.

Renina o Quimosina (EC 3.4.23.4)

La quimosina, cuyo código es E.C.3.4.23.4, es un enzima proteolítico que se obtiene

tradicionalmente del abomaso (cuarto estómago) de terneros jóvenes. Se encuentra, como

enzima digestivo, mezclado con pepsina, siendo la proporción de quimosina, y la calidad

del cuajo, mayor cuanto más joven es el animal. También se encuentra en otras especies

animales, como el cerdo.1

La quimosina o rennina es una proteasa aspártica encontrada en el cuajo. La quimosina

bovina se puede producir de forma alternativa mediante ADN recombinante en E.

coli, Aspergillus niger var awamori  y K. lactis ; estas variedades se agrupan bajo el nombre

de quimosinas producidas por fermentación. El gen se encuentra en el cromosoma 1 de los

humanos, pero no se expresa.La quimosina industrial es clasificada por la IUBMB (Unión

Internacional de Bioquímica y Biología Molecular) como una proteasa del tipo

aspartilendopeptidasa con el número de identificación EC 3.4.23.4.

Reacción enzimática

La quimosina provoca la escisión de un enlace específico - el enlace peptídico entre 105 y

106, fenilalanina y metionina, en K-caseína, el sustrato natural de esta enzima. Procediendo

la escisión desigual de kappa-caseína, las cargas opuestas sobre el sustrato pueden

interactuar con la enzima; histidinas en la kappa-caseína se sienten atraídos por glutamatos

y aspartato en la quimosina. Cuando quimosina no es la unión del sustrato, una beta-

horquilla, a veces referido como "la solapa," puede enlace de hidrógeno con el sitio activo,

1http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/proteins/enzimascoagul.html

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por lo tanto, que lo cubre y no permitir la unión adicional de sustrato. Si esta reacción se

aplica a la leche, la unión específica entre el grupo hidrófobo e hidrófilo de la caseína en el

interior de la leche se rompería, ya que están unidas por fenilalanina y metionina. El grupo

hidrófobo uniría y formaría una red 3D para atrapar la fase acuosa de la leche. El producto

resultante es phosphocaseinate calcio. Debido a esta reacción, renina se utiliza para llevar a

cabo la extensa precipitación y formación de la cuajada en la fabricación de queso.2

El papel de los diferentes componentes de la leche en el queso son:

Agua: favorece el crecimiento microbiano y por tanto la maduración, afecta a la textura y rendimiento,  influyendo en la vida del queso.

Grasa: Afecta a la textura, sabor, rendimiento y color de los quesos. Lactosa: Afecta al desuerado, textura, sabor y maduración. Caseína: Afecta al rendimiento, sabor y olor. Proteínas del Suero: contribuyen con el valor nutritivo y la maduración. Pueden

afectar a la coagulación. Minerales: participan en la coagulación, influyen en el desuerado y textura de la

cuajada. Enzimas Coagulantes: en los quesos elaborados mediante coagulación enzimática

o mixta, las enzimas coagulantes constituyen un elemento esencial. Debido al aumento en la demanda de cuajos se han desarrollado técnicas para la utilización de enzimas provenientes de microorganismos y vegetales. 

Los cuajos microbianos son elaborados principalmente a partir de cultivos de mohos de la especie “Rhizomucor”. Actualmente se elabora quimosina producida por fermentación con microorganismos modificados genéticamente, con lo cual se obtiene un enzima bastante similar a la quimosina de origen animal.

Los cuajos vegetales pueden ser obtenidos de la piña (bromelina), lechosa (papaina) e higo (ficina). También se utiliza la extraida del Crdoon. Estos enzimas tienen una capacidad proteolítica menos específica por lo cual pueden causar sabores amargos en los quesos si no son bien utilizados. Su uso a nivel comercial es limitado, generalmente se utilizan en la elaboración artesanal de determinados tipos de quesos.

Cloruro de Calcio: Su uso  permite obtener una cuajada más firme a la vez que permite acortar el tiempo de coagulación.

2http://centrodeartigos.com/articulos-para-saber-mas/article_42543.html

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Nitratos: los nitratos de sodio o potasio, tienen como función impedir la hinchazón precoz por bacterias

Ácidos Orgánicos: en la elaboración de quesos por coagulación ácida se puede omitir el uso de cultivos por medio del empleo de ácidos orgánicos (acético, cítrico, láctico).

Sal (cloruro de sodio): la sal se adiciona con el objetivo principal de darle sabor al queso, además sirve para alargar su  vida útil al frenar el crecimiento microbiano al disminuir la actividad de agua.

DETERMINACIÓN DE RENINA.

Fundamento:

El método se basa en hacer actuar 0,2 ml de una solución de renina (1 : 500) sobre 5 ml de leche descremada, que contiene CaCl2 3 M; mezclar e incubar a 37°C, determinándose el tiempo en que demora en aparecer el primer coágulo.3

ELABORACIÓN

3http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/schmidth02/parte08/08.html

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La transformación de la leche en queso generalmente comprende siete etapas:

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Tratamiento de la Leche

Coagulación

Corte de la cuajada y su desuerado

Moldeo

Prensado

Salado

Afinado o Maduración

Filtrado

Homogeniza

Pasteurizació

Adición del

Después del tratamiento y coagulación, la leche se transforma pasando de un estado líquido a un estado sólido o semisólido, debido a la aglutinación de las micelas de la proteína “caseína”, formándose un gel (cuajada) que retiene además los glóbulos de grasa, agua y sales.

Agitación y elevación de temperatura para

Corte y drenaje de suero

Formación gel o cuajada

Llenado de los granos de la cuajada en moldes

 Evacuar el suero y el aire atrapado entre los granos y favorecer la

unión de los granos de la cuajada

 Recubrir la superficie del queso con cloruro sódico (sal), o por

inmersión en un baño de salmuera

Regular el proceso microbiano indeseable, contribuir al desuerado de la cuajada, formar la corteza y potenciar el

 Almacenamiento en cámaras o cuevas de maduración donde se controla la

temperatura, la humedad y la aireación.

Almacenamiento

La temperatura más óptima requerida para la reacción de la leche y de renina es 37ºC. A

temperaturas más altas, las moléculas de la enzima renina descomponer y cesa la acción de

la renina sobre la leche.

Explique la metodología para la determinación de la actividad enzimática de una

proteasa.

Las enzimas proteolíticas (o proteasas), son las enzimas que digieren las proteínas.

Incluyen a las proteasas pancreáticas quimotripsina y tripsina, la bromelina (enzima de

piña), la papaína (enzima de papaya), proteasas fungales y la peptidasa de serratia (la

enzima del "gusano de seda").

Existen varios métodos para la determinación de proteasas (papaína). Cada uno tiene

características ventajosas y desventajosas frente a los otros y se usan de acuerdo a los

requerimientos particulares de la determinación.

Método de Balls y Hoover, conocido como el método de coagulación de la leche, es, sin

duda, uno de los métodos más expeditos para determinar actividad enzimática de una

proteinasa. Se toma como índice de actividad proteolítica, el tiempo necesario para que una

cantidad conocida de enzima coagule un determinado volumen de solución de leche. La

actividad se expresa en términos de unidades de leche coagulada por g de preparado

enzimático. La unidad de leche coagulada se la define coma la cantidad en peso de un

preparado enzimático necesario para coagular 5 ml de solución de leche estándar por

minuto, cuando la temperatura es de 40°C y el pH 6. La principal desventaja de este

método radica en el hecho de no medir la proteólisis total, es decir, la hidrólisis de un

substrato de proteína, pero, por el contrario, mide la actividad de la coagulación de la leche.

Afortunadamente, sin embargo, la coagulación de la leche parece ser una propiedad

característica de los componentes proteolíticos de este grupo de enzimas y puede ser usada

con seguridad en la medición proteolítica.

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Según algunos autores, las preparaciones es necesario activarlas antes con H2S o bien con

exceso de cianuro.

Método Sörensen, conocido como titulación formólica. Por este método se mide

directamente la hidrólisis de una proteína-substrato realizada por una cantidad conocida de

enzima. Cuando las uniones peptídicas se rompen, se liberan grupos -COOH y –NH2. Para

hacer posible la titulación de los grupos carboxilos, los grupos básicos se bloquean con el

aldehído fórmico. Los substratos usuales son la caseína o la gelatina.

Método de Anson o Método de la Hemoglobina: Es quizás el método más actualizado

para estimar proteólisis. El substrato que es la hemoglobina desnaturalizada, se digiere bajo

condiciones estándares. La proteína no digerida se precipita con ácido tricloroacético. La

cantidad de proteína no precipitada se valora con reactivo fenólico. La ventaja de la

hemoglobina como substrato sobre la gelatina y caseína, es su reproducibilidad, porque

diferentes lotes de hemoglobina son digeridos a la misma velocidad por una proteína dada.

Al aplicarse este método para determinar papainasa se requiere la presencia de un agente

reductor, como cianuro, pues de otro modo la hemoglobina inactiva parte o toda la papaína

por oxidación.4

DETERMINACIÓN DE PAPAÍNA 

Fundamento:

El método se basa en medir el aminoácido tirosina que se libera por la acción de la enzima sobre las proteínas, usando el reactivo de Folin.

Reactivos:

Solución de cianuro de sodio 2,0 141 (activador de la enzima). Substrato-hemoglobina (Anson): 20 mg/ml de hemoglobina se disuelven en

solución tampón de borato 0,1 M, de pH 7,5. Ácidotricloroacético 0,3 M.

4http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/schmidth02/parte08/08.html

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Solución de NaOH 0,4 N. Reactivo del fenol según Folin-Ciocalteu (36,76), dilución: 1 + 2.

Preparación de extracto enzimático:

El producto pesado y molido se extrae con solución tampón de borato 0,1 M de pH 7,5. Luego se centrifuga separándose el sobrenadante que se usará en la determinación.

Procedimiento:

CONCLUSIONES

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Se toma una alícuota del extracto enzimático problema y se le agrega 0,25 ml de cianuro sódico 2,0 M, manteniéndose la mezcla a 25°C por 3 minutos.

Activación de la enzima

Extracto activado + solución de hemoglobina

A 5 ml de solución de hemoglobina se le agrega 1 ml del extracto activado y se mantiene a 35,5°C por 10 minutos. Para agregar luego 10,0 ml de ácido tricloroacético 0,3 1\1

Centrifugar

Del sobrenadante se toman 5 ml, se agregan 10,0 ml de NaOH 0,5 N y 3 ml del reactivo de Folin (dilución 1 + 2)

Medición de absorbancia

Se lee la absorbancia a 750 nm.

Pudimos darnos cuenta de que las diferentes clases de enzimas

Que existen y su utilidad en la vida diaria y en la industria de

Alimentos, aprendimos que existen enzimas catalicas, y enzimas

Anabólicas y que ambas son importantes dentro del funcionamiento

De los seres vivos y en los procesos industriales para la obtención

De productos e insumos para la industria alimenticia y la industria.

Pudimos así mismo aprender los métodos para la determinación de enzimas

Y el mecanismo bioquímico mediante el cual una enzima trabaja

Sobre un sustrato especifico hasta producir el producto que nos interesa

Producir, este trabajo me pareció de gran importancia dentro de los

Conocimientos básicos que todo ingeniero de alimentos debe de poseer.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Olvera Clarita, Castillo Edmundo y López Agustín, Fructosiltransferasas, fructanas y

fructosa. [Fecha de consulta: 30 de Abril de 2014]Disponible

en:http://www.ibt.unam.mx/computo/pdfs/libro_25_aniv/capitulo_29.pdf

Rubio Castillo, Enrique Miguel. Nuevos Métodos de Síntesis y Purificación de

Dianhidridos de Fructosa. Sevilla, Octubre 2004. [Fecha de consulta: 30 de Abril de

2014]Disponible en:http://digital.csic.es/bitstream/10261/38392/1/tesis_enrique.pdf

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