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Actividad Enzimática
Enzymatic Activity
Ana María Sánchez P,
Miguel Angel Valderrama A,
Ricardo Alberto González S.
Programa de Ingeniería de Alimentos,
Facultad de Ciencias Agroindustriales
Universidad del Quindío-Colombia
Resumen
La enzima catecol oxidasa es un tipo de polifenol oxidasa, que produce un pardeamiento sobre
sobre un alimento determinado. Durante el proceso se analizó la actividad de esta enzima,
tomando como sustrato una solución de almidones de papa y agregando catecol al 1% para
acelerar el pardeamiento por la reacción oxidativa, teniendo en cuenta los factores que afectan
la reacción tales como: el pH la temperatura y la concentración del sustrato.
Palabras claves: almidón, enzima, temperatura, pH, inhibición, disolución, desnaturalización.
Abstract
Catechol oxidase is a kind of polyphenol oxidase, which produces a browning on on a particular
food. During the process was analyzed for activity of this enzyme, on the substrate a solution of
potato starch and 1% catechol adding to accelerate oxidative browning reaction by taking into
account factors affecting the reaction such as the pH temperature and substrate concentration.
Keywords: starch, enzyme, temperature, pH, inhibition, dissolution, denaturation.
habitualmente se aproxima al pH de las
células, aunque también existen excepciones.
I.
INTRODUCCIÓN
Las enzimas son proteínas globulares
responsables de la mayor parte de la actividad
química de los organismos vivos. Actúan
como catalizadores, que son sustancias que
aceleran las reacciones químicas sin ser
destruidas o alteradas durante el proceso. Las
enzimas son extremadamente eficientes y se
pueden utilizar una y otra vez repetidamente.
Una enzima puede catalizar miles de
reacciones en cada segundo. Tanto los valores
de pH como de la temperatura a los que
trabaja la enzima son importantes. (Thomas
M. Delvin, 2004).
La dependencia de la actividad enzimática de
la temperatura en general es asimétrica.
Cuando aumenta la temperatura se observa
una aceleración inicial de la reacción debido
al aumento del calor generado por el
movimiento de las moléculas. A determinada
temperatura la enzima se torna inestable y
luego de un corto intervalo su actividad
empieza a decrecer por desnaturalización
hasta perderse totalmente. (Jan Koolman,
2004).
II.
La acción de las enzimas depende mucho del
valor del pH. Si se representa gráficamente la
actividad enzimática en función del valor pH
por lo general se obtiene una curva con forma
de campana más o menos simétrica. En las
enzimas animales el pH óptimo, es decir el
pH en el cual la actividad es máxima,
MATERIALES Y MÉTODOS
1. Obtención
de
un
extracto
enzimático a partir a partir de papa
Se tomaron pequeños trozos de papa,
aproximadamente unos 50 g, previamente
lavada y pelada; este producto vegetal fue
comprado en un super mercado de la ciudad
de calarcá tomando en cuenta el tamaño y las
características organolépticas al momento se
la selección, se añadió 400 ml de agua
destilada y se licuó durante 30 segundos, se
filtró a través de una doble capa de gasa, se
dejó reposar el almidón, los residuos de la
papa se desecharon, se decantó y se guardó el
sobrenadante que contenía el extracto
enzimático de catecolasa. Luego se depositó
el sobrenadante en 3 tubos de ensayo, y se
marcaron con rotulador (A, B, C), el resto fue
guardado en la nevera. El tubo A contuvo el
extracto enzimático que se utilizó en
condiciones normales, se observó la reacción
cuando se añadió el sustrato catecol exógeno.
El tubo B se sometió a baño maría durante 15
minutos para desnaturalizar la enzima, el tubo
C se dejó a temperatura ambiente y se agitó
cada cierto tiempo para oxigenar el
contenido, se observó la reacción que
transcurrió lentamente con el sustrato
endógeno.
2. Reacción enzimática
Como sustrato para la reacción enzimática
con la catecolasa obtenida de las células de
papa se utilizó una disolución de catecol 0.09
Tabla 1.pH utilizados palas reacciones.
(1%). se marcaron 4 tubos de ensayoy se
añadió 3 ml de H2O (se pudo también utilizar
un buffer de PH 7), con una pipeta Pasteur se
añadió las gotas según se encontraban
indicadas en las distintas Tablas 1 y 2.
Tubo
1
2
Enzima
2.0
0
Catecol 1%
0
2.0
Agua
2.0
2.0
Ácido cítrico o
Buffer fosfato Agua
pH ascórbico
(mL)
destilada(mL)
(mL)
9,2 0
4
1
3
4
7,1 1
3.4
1.1
2,5 4
0
1
.5
20.
1.5
2.0
2.0
0
Tabla 2. Volúmenes utilizados para la
reacción enzimática
Se observó las diferencias en la reacción
como consecuencia de la presencia/ausencia
de enzima, sustrato y las diferentes
concentraciones relativas de las mismas.
3. Inhibición de la reacción por
desnaturalización de la enzima
Se realizó la reacción con el extracto
enzimático de catecolasa obtenida de papa,
pero hervido previamente (tubo B), lo que
provocó la desnaturalización de las estructura
de la enzima y por tanto su inactivación.
En un tubo de ensayo se le adicionó 20 gotas
de la enzima y 20 gotas de catecol.
4. Estudio del efecto del pH en la
reacción
Para estudiar el efecto del pH en la reacción
catecol/oxidasa se utilizaron diferentes
proporciones de una solución 0.1M de ácido
ascórbico y 0.2 de fosfato disódico, para la
obtención del tampón o buffer en el que
anteriormente se realizó la reacción. Para el
estudio con los siguientes datos:
Se observó la reacción y se comparó los
resultados obtenidos con el tubo 3.
Los
materiales
y
reactivos
fueron
suministrados por el laboratorio de materiales
y el laboratorio de reactivos del programa de
química de la universidad del Quindío.
III.
RESULTADOS
Loa resultados obtenidos durante la práctica
se miden (-,+,++) de acuerdo a las
coloraciones: la Tabla1. Muestra las
coloraciones obtenidas durante el proceso
para la obtención del extracción enzimática a
partir de la papa y la inhibición por
desnaturalización (tubo B). La Tabla 2.
Muestra la reacción enzimática, tomando en
cuenta las concentraciones. En Tabla 3. Se
observa las coloraciones obtenidas para el
efecto del pH.
Tubo
Sln. de
almidón
Catecol
1%
Agua
Color
2.0
2.0
0
A
2.0
2.0
0
+
B
2.0
2.0
0
++
C
Tabla 3. Coloraciones obtenidas durante la
obtención enzimática a partir de papa e
inhibición por desnaturalización-8Tubo B)
Tubo
Sln. de
almidón.
Catecol
1%
Agua
Sln de
almidón
Catecol
1%
Bufer
(Gotas)
6
2
2
7
2
2
8
2
2
3ml
pH7
3ml
pH5.5
3ml
pH2.5
++
-
Para comprobar la las coloraciones se
presentas las Figuras 1, 2 y 3 a continuación.
Fig 1.
Coloración del extracto
enzimático
e
inhibición
por
desnaturalización (Tubo B).
Color
2.0
0
2.0
1
0
2.0
2.0
2
0.5
2.0
1.5
++
3
2.0
2.0
0
+
4
Tabla 2. Coloraciones obtenidas en la
reacción enzimática.
Tubo
(Gotas)
Color
Fig. 2. Coloración de las reacciones
enzimáticas.
El pH es también un factor importante
para la actividad enzimática, se observó
que a un pH acido de 2.5 y 5.5, la
actividad enzimática es inhibida pues no
se presentó un cambio en la coloración de
la solución; según la teoría el pH óptimo
para la actividad enzimática de la
catecolaza debe ser neutro, lo que se
confirmó durante el procedimiento
experimenta.
Fig. 3. Coloración de las muestras en
mescla con solución búfer de pH7, 5.5 Y
2.5 respectivamente.
IV.
DISCUSIÓN
Una vez obtenidos los resultados, se
determina que factores externos afectan
la actividad enzimática, esto fue medido
de acuerdo a las coloraciones obtenidas.
El aumento de la temperatura es uno de
los factores que afecta la reacción; la
enzima fue sometida a una temperatura
de más o menos 100ºC y la temperatura
óptima para esta esta enzima es de
37ºC;la temperatura afecta la reacción
inhibiendo la actividad enzimática debido
a la desnaturalización de la estructura
proteica
de
la
enzima;
la
desnaturalización de una enzima modifica
el ordenamiento de los aminoácidos del
centro activo , lo que determina una
alteración de su forma y la perdida
catalítica de la enzima, debido a que la
enzima se solidifico y perdió solubilidad,
esta no podrá recuperar sus propiedades
originales(Silvia Swi et, al. 2007).
La concentración es también un factor
que puede afectar la actividad enzimática,
se observó que estas son inversamente
proporcionales, es decir a mayor son
concentración
de
sustrato
menor
actividad enzimática.
V.
CONCLUSIONES
 Las enzimas catecol oxidasa es de
tipo polifenol oxidasa, y está presente
en diferentes tejidos vegetales.
 La actividad enzimática depende de
diferentes factores, la actividad
catalaza depende de un pH neutro,
una concentración enzimática igual a
la concentración del sustrato y un
temperatura de 37ºC.
 Las temperaturas elevadas y los pH
ácidos actúan como inhibidores de la
actividad catecolasa.
VI.
BIBLIOGRAFÍA
Jan Koolman, Klaus-Heinrich Rohm,
Bioquímica tercera edición, Editorial
Médica Panamericana, Madrid-España,
2004.
http://www2.vernier.com/sample_labs/C
MV-03-enigma.pdf
Thomas M. Delvin, Bioquímica cuarta
edición,
Editorial
Reverté
S.A.
Barcelona-España, 2004.
Silvia Cwi, Karen Mikklsen, Ubaldo
Patrone
y
Silvia
Rondinone.
Microbiologia.Editorial
Pearson
Education. EE.UU, 2007.
Manuscrito entregado en Mayo 10 de 2013.
Este trabajo fue desarrollado en la asignatura
de bioquímica.
Ana
María
Sánchez,
[email protected]
e-mail:
Ricardo
Gonzales,
[email protected]
e-mail:
Miguel
Valderrama,
[email protected]
e-mail: