Tecnología Enzimática es una asignatura obligatoria que se imparte en el primer cuatrimestre del tercer curso del Grado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos.



Los enzimas, catalizadores biológicos de amplia utilización en todas las etapas del procesado de alimentos, modifican sus componentes principales (carbohidratos, lípidos y proteínas) y/o secundarios de los alimentos, con objeto de facilitar el procesado de las materias primas en la moderna industria alimentaria, y ofrecer al consumidor alimentos más saludables y seguros de los que se podrían obtener utilizando catalizadores químicos. A través de estas modificaciones se consigue mejorar las características sensoriales del producto final, el aumento del rendimiento de operaciones unitarias como procesos de filtración (mediante disminución de la viscosidad), se obtienen ingredientes, saborizantes u otros aditivos alimentarios, y aprovechar y revalorizar muchos residuos, reduciendo el impacto ambiental de la industria alimentaria.



Entre las modernas biotecnologías, el uso de enzimas en la industria alimentaria es la que la persona graduada en Ciencia y Tecnología de Alimentos utilizará más frecuentemente.



Tecnología Enzimática es una asignatura aplicada que integra muchos de los conocimientos de asignaturas como Bioquímica, Química y Bioquímica de los Alimentos y Tecnología de Alimentos, entre otras. Se espera que el alumno tenga un conocimiento general de lo que son los enzimas, su estructura, la cinética enzimática y la estructura química de las principales macromoléculas (carbohidratos, lípidos y proteínas). Se harán constantes referencias a temas tratados en estas y otras asignaturas para facilitar la integración de conocimientos de disciplinas diferentes de la titulación.

Enzimas industriales. Clasificación. Cinética práctica. Enzimas inmovilizadas. Seguridad e higiene. Enzimas endógenas e influencia en el procesado. Modificación de carbohidratos. Modificación de la funcionalidad de proteínas. Modificación de lípidos. Procesos con más de un tipo de enzimas. Eliminación enzimática de contaminantes de alimentos.

Clases Magistrales

Módulo 1 - Aspectos generales de la utilización de enzimas en la industria.

1.- Los enzimas industriales: utilización industrial. Clasificación de los enzimas.

2.- Cinética práctica. Unidades de actividad. Etapas de una reacción enzimática. Ecuación de Michaelis-Menten: efecto de la concentración de sustrato y de enzima. Eficiencia del enzima y especificidad de sustrato. Actividad y estabilidad. Limitaciones en la práctica: pH, temperatura, inhibidores, estabilizadores y activadores. Determinación de la actividad enzimática. Tipos de procesos enzimáticos en la industria alimentaria.

3.- Enzimas inmovilizadas. Métodos de inmovilización.

4.- Origen de los enzimas industriales: plantas, animales, microorganismos, organismos modificados genéticamente. Actividad principal y actividades secundarias. Formulación.

5.- Seguridad e higiene. Legislación.



Módulo 2 - Algunas aplicaciones en la industria alimentaria

6.- Enzimas presentes en las materias primas y/o alimentos y su influencia en el procesado.

7.- Modificación de carbohidratos. Estructura de los carbohidratos y enzimas que los modifican. Jarabes edulcorantes: glucosa, maltosa, fructosa. Obtención de zumos de frutas: clarificado (manzana) y turbio (naranja).

8.- Modificaciones de la funcionalidad de las proteínas. Proteasas. Factores que afectan a la actividad de las proteasas. Hidrolizados de proteínas. Desamargado. Entrecruzamiento: transglutaminasa. Modificación de amino ácidos: asparaginasa y acrilamida.

9.- Modificación de lípidos. Enzimología en medio orgánico. Características de las lipasas. Modificación de triglicéridos. Síntesis de aromas y sabores.

10.- Procesos con más de 1 tipo de enzimas. Cervecería. Queso modificado por enzimas (EMC). Fabricación de queso.

11.- Eliminación enzimática de contaminantes de alimentos.



Prácticas de Laboratorio

Módulo 3.- Aprendizaje Basado en Problemas (ABP): Prácticas de laboratorio

1.- Enzimas pectolíticas para la obtención de zumo de manzana: determinación de su actividad; estudio de la estabilidad en condiciones de extracción de zumo; aplicación a la extracción de zumo de manzana.

2.- Hidrólisis enzimática de aceites de fritura: parámetros del proceso enzimático y su influencia en el grado de hidrólisis alcanzado.



Prácticas de aula

Diseño de los protocolos necesarios para realizar en el laboratorio los ejercicios propuestos.



BIBLIOGRAFÍA

Libros básicos recomendados:

Biocatalysts and Enzyme Technology. K. Buchholz, V. Kasche y U.T. Bornscheuer. Wiley, 2005.

Página web:

http://books.google.es/books?id=qQIZstdrepcC&dq=Biocatalysts+and+Enzyme+Technology&pg=PP1&ots=bmHQutFyyu&sig=rjGFEo6bAftuAgzPM02hte0B_E0&hl=eu&sa=X&oi=book_result&resnum=1&ct=result#PPA431,M1

Industrial Enzymology: the applications of enzymes in industry. T. Godfrey y S. West (eds) 2ª ed. Macmillan Press, London, 2001.



Otros libros:

Enzymes in Industry. Production and Applications. 2ª edición. W. Aehle (ed.). Wiley-VCH, 2004.

Industrial application of enzymes on carbohydrate based materials. G. Eggleston y J.R. Vercellotti (eds). Oxford University Press, 2008.

Applied Biocatalysis (2nd ed). A.J.J. Straathof and P. Adlercreutz (eds). Harwood Academic, 2000

Industrial Biotransformations. A. Liese, K. Seelbach y C. Wandrey (eds) Wiley-VCH, 2000

Enzymes in Lipid Modification. U.T. Bornscheuer. Wiley-VCH, 2000



DOCUMENTACIÓN DISPONIBLE EN INTERNET

Colección de Información sobre Enzimas. Contract no.: B4-3040/2000/27845/MAR/E2

http://ec.europa.eu/environment/chemicals/dansub/pdfs/enzymerepcomplete.pdf

Información muy completa sobre una amplia diversidad de temas.

http://www.food.rdg.ac.uk/online/fs560/topic1/t1index.htm Several subjects on Enzyme Technology (University of Reading, United Kingdom).

http://www.amfep.org/ Asociación de Fabricantes y Formuladores de Productos Enzimáticos

¿ legislación relacionada con enzimas: panel derecho, click en "AMFEP Statement on the draft EC regulation..." Enlace al final de la 2ª página.

¿ seguridad: panel izquierdo, click en Enzymes > panel derecho, click en Safety and Regulatory aspects > panel central: consumer, occupational, environmental.

¿ good manufacturing practice in enzyme production:

http://www.amfep.org/docs/GMP.pdf

¿ safe handling of microbial preparations: http://www.amfep.org/docs/GuideSafeHandling.PDF



Revista Biotimes (de Novozymes): un buscador selecciona artículos según los temas:

http://www.novozymes.com/en/MainStructure/Publications/BioTimes/

http://www.europabio.org/white_biotech.htm: EuropaBio es la Asociación Europea de Bioindustrias: información diversa sobre tecnología enzimática (o biotecnología blanca)

Prácticas de Aula (5 horas)

3 horas para trabajar el protocolo – Azaroaren 9an (9:30 – 12:30 o)

2 horas para la discusión de los resultados del laboratorio – Abenduaren 13an.



Laboratorio

1er día: La práctica 1 es obligatoria para todas las personas matriculadas.

2º día: Todos los grupos hacen 1 actividad (a distintos pH, o a distintas T) y 1 estabilidad (a distintos pH, a distintas T, o vida media a una T, o vida media a un pH). Nosotros les asignamos a cada grupo lo que nos parezca bien, o lo hacemos por sorteo.

3er día: zumo de manzana

4º día: aceite de frituras.

• Continuous Assessment System
• Final Assessment System
• Tools and qualification percentages:
  • Written test to be taken (%): 70
  • Realization of Practical Work (exercises, cases or problems) (%): 20
  • Team projects (problem solving, project design)) (%): 10

Aclaraciones

La realización de las prácticas de laboratorio será obligatoria, ya que es necesario demostrar que se han adquirido mínimamente las capacidades de trabajar en grupo y de desarrollar criterios para determinar la validez de los resultados.

El Protocolo de Laboratorio se entregará el 16 de noviembre (viernes, a las 13 h, en Bioquímica).

La presentación y discusión de los resultados de laboratorio será el 13 de diciembre (jueves).

El informe profesional se entregará antes de vacaciones de Navidad (como tarde el 20 de diciembre, jueves)

Notak ikasturte baten barruan mantentzen dira. Beraz, ikasleek ezohiko deialdian bakarrik gainditu ez duten azterketa (teorikoa edo/eta praktikoa) egin beharko dute. Gainontzeko notak ez dira aldatzen.

Guía de la Asignatura
Colgada en Moodle. Contiene información necesaria para la marcha de la asignatura, incluyendo instrucciones para preparar el Protocolo de Laboratorio y el Informe Profesional.

Artículos y otros materiales
Se colgarán en Moodle los materiales necesarios.

Basic bibliography

No existen textos como tales de esta asignatura. Los 2 libros que se recomiendan son para uso profesional, pero tienen información muy útil. Son caros y en la biblioteca hay unas pocas copias.. Están en inglés.



Biocatalysts and Enzyme Technology. K. Buchholz, V. Kasche y U.T. Bornscheuer. Wiley, 2005.

Página web (hay algunos capítulos, nunca completos, y es muy difícil imprimirlos porque están muy protegidos. Pero se pueden leer):

http://books.google.es/books?id=qQIZstdrepcC&dq=Biocatalysts+and+Enzyme+Technology&pg=PP1&ots=bmHQutFyyu&sig=rjGFEo6bAftuAgzPM02hte0B_E0&hl=eu&sa=X&oi=book_result&resnum=1&ct=result#PPA431,M1



Industrial Enzymology: the applications of enzymes in industry. T. Godfrey y S. West (eds) 2ª ed. Macmillan Press, London, 2001.

In-depth bibliography

Biocatalysis. A.S. Bommarius y B.R. Riebel. Wiley-VCH, 2004.

Enzymes in Industry. Production and Applications. 2ª edición. W. Aehle (ed.). Wiley-VCH, 2004.

Industrial Biotransformations. A. Liese, K. Seelbach y C. Wandrey (eds) Wiley-VCH, 2000

Enzymes in Lipid Modification. U.T. Bornscheuer. Wiley-VCH, 2000

Journals

Biblioteca del Campus

Enzyme and Microbial Technology
Trends in Food Science and Technology

Web addresses

Collection of information on Enzymes: http://ec.europa.eu/environment/archives/dansub/pdfs/enzymerepcomplete.pdf

Asociación de Fabricantes y Formuladores de Productos Enzimáticos:
http://www.amfep.org/
pestañas interesantes: Enzymes
Documents: legislación, manejo seguro, etc.
EU Food Enzyme Approvals
Links

Enzyme Nomenclatura: http://www.chem.qmw.ac.uk/iubmb/enzyme/ listado de enzimas con nombres científicos, reacciones, etc.

EuropaBio: asociación de industrias biotecnológicas europeas: http://www.europabio.org/what-biotechnology
White Biotechnology: utilización de enzimas: http://www.europabio.org/what-industrial-biotechnology

Empresas de Enzimas:
Biocatalysts Ltd, United Kingdom: http://www.biocatalysts.com
Christian Hansen, Denmark: http://www.chr-hansen.com/
DSM: http://www.dsm.com/en_US/html/dfs/home.htm
Dyadic Enzymes: http://www.dyadic-group.com/wt/dyad/enzymes
Novozymes (Denmark) http://www.novozymes.com/en/Pages/default.aspx