Microorganismos utilizados por la industria para la producción de enzimas

Microorganismos productores de enzimas

A pesar de los avances biotecnológicos en la elección de enzimas, aún hace falta explorar ambientes nuevos o exóticos para encontrar microorganismos que desarrollen enzimas con propiedades excepcionales. La mayoría de las enzimas microbianas se producen a partir de aproximadamente 25 organismos, sin embargo, solo alrededor del 2% de los microorganismos se han ensayado como fuente de enzimas. A pesar de la multiplicidad de los microorganismos, un número limitado se usa como fuente de enzimas, frecuentemente porque es más fácil llevar a cabo la purificación de varias enzimas a partir de un microorganismo, para reducir ostos.

Los microorganismos adecuados para la producción de enzimas deben ser estables y aceptados por las autoridades de control, tener facilidad y rapidez de crecimiento con nutrientes sencillos y relativamente baratos, producir una enzima de alto rendimiento, que sea fácil de aislar, purificar y concentrar sin contaminantes o tóxicos. Tradicionalmente, el objetivo es maximizar la velocidad de formación de la enzima para minimizar los costos de producción de la enzima.

Habitualmente los microbios se sumergen en fermentadores bien agitados y aireados o en fermentadores sólidos o semisólidos, por ejemplo, los que producen lactasa, a-amilasa, proteasa, entre otros. Lo más adecuado es usar enzimas termostables, que a mayor temperatura, producen mayor velocidad de reacción, menor viscosidad del sustrato, mayor solubilidad del reactivo y menor contaminación. Además, para liberar más rápido la enzima se añaden surfactantes al medio de cultivo que aceleran la liberación. Las reacciones enzimáticas se llevan a cabo por numerosas enzimas con distintas funciones, por ello, una pequeña cantidad de enzimas son necesarios, inclusive a escala industrial; los preparados enzimáticos necesitan poco espacio de almacenamiento y las reacciones son controladas de forma sencilla y pueden detenerse cuando se ha alcanzado el grado deseado de conversión de sustrato.

Las enzimas microbianas se consideran seguras porque son extractos naturales, además las enzimas tóxicas son muy raras. La introducción de nuevas enzimas requiere una demostración de que no son tóxicas. Los microorganismos más comunes usados en el sector comercial son los hongos y bacterias, entre ellos se destacan los Aspergillus niger, A. oryzae y Bacillus subtilis.

Hongos productores de enzimas

Frecuentemente las enzimas fúngicas tienen un pH ácido o neutro y no son termoestables. Los más usados son:
Penicillium lilacinum
Penicillium funiculosom
Saccharomyces cerevisiae
Aspergillus niger (cepas como: A. awamori, A. foetidus, A. phoenicis, A. saitoi y A. usumii)
Aspergillus oryzae (cepas como: A. sojae y A. effusus)
Mucor javanicus
Rhizopus arrhizus
Rhizopus oligosporus
Kluyveromyces fragilis
Rhizopus oryzae
Kluyveromyces lactis

Bacterias productoras de enzimas

Las enzimas bacterianas tienden a tener un pH alcalino o neutro y con frecuencia son termoestables. Las más usadas son:
Bacillus subtilis (cepas como: B. mesentericus, B. natto y B. amyloquefaciens)
Leuconostoc oenos