Mediante mutaciones al azar se busca mejorar enzimas y ocuparlas como herramienta biotecnológica en la elaboración de alimentos, y detección de histamina.
En la actualidad los procesos industriales se encuentran en transición hacia prácticas más sustentables. En esa línea, una investigación desarrollada por académicos del Departamento de Ingeniería en Alimentos de la Universidad de La Serena (ULS) busca desarrollar estrategias para generar nuevas enzimas mediante mutaciones al azar, a fin de convertirlas en mejores versiones y ser utilizadas en procesos industriales.
La enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas, ya sea la degradación, transformación o síntesis de moléculas. Por ejemplo, en el sistema digestivo, la pepsina y la tripsina son enzimas que ayudan al organismo a degradar y digerir las proteínas que consumimos en los alimentos.
Para el Vicerrector de Investigación y Postgrado de la Universidad de La Serena, Dr. Eduardo Notte Cuello, “este tipo de investigaciones pone en evidencia el quehacer de nuestras académicas y académicos en la generación de conocimientos, creación, Investigación y Desarrollo e Innovación. Un conocimiento pertinente al servicio de la industria, con un positivo impacto científico y social, y al mismo tiempo, nos permite potenciar nuestros procesos formativos”.
El Dr. Ronny Martínez, académico y Director del Magíster en Ciencias mención Ingeniería en Alimentos de la ULS, explica que las enzimas se aplican como herramientas de biotecnología en muchos productos cotidianos, tales como en la fabricación de alimentos y utensilios que usamos diariamente como el pan, jugos, leche sin lactosa, medicamentos, detergentes, en todos estos productos las enzimas transforman moléculas a nivel microscópico, sin embargo muchas enzimas utilizadas presentan limitaciones debido a la baja resistencia a altas temperaturas, solventes o pH extremos.
Las enzimas en general están hechas para funcionar en un organismo a una temperatura determinada, al sacarla de su ambiente natural y exponerla a frio o calor, la enzima ya no está en sus condiciones óptimas y disminuye su actividad o simplemente deja de funcionar, “entonces la ingeniería de enzimas lo que hace es modificar esas enzimas para que puedan cumplir el desempeño que uno requiere a nivel de aplicación. Para encontrar una versión que accione en otros escenarios, muchas veces no-naturales, lo que se hace es la evolución en laboratorios, exponiéndolas a esas condiciones y seleccionándolas entre miles de candidatas que se generaron mediante estas mutaciones” indica el Dr. Martínez.
En el proyecto de Fondecyt, se busca utilizar la Biotecnología para modificar la capacidad de una enzima por reconocer y transformar eficientemente la histamina, un compuesto relacionado con respuesta inflamatoria y las alergias. Este compuesto se encuentra en los alimentos, pero puede aumentar su cantidad en productos marinos o en productos fermentados, y es muy importante cuantificarlo con exactitud, ya que hay personas que son especialmente sensibles a la histamina en alimentos, y pueden presentar reacciones de inflamación o síntomas parecidos a una respuesta alérgica.
En ese sentido, el académico señala que “la investigación propone someter a pruebas de laboratorio esta enzima a través de mutación genética que permita introducir una diversidad a fin de encontrar nuevas versiones de esa enzima que reconozcan de mejor manera la histamina, discriminándola de compuestos similares presentes en los alimentos”.
En general, mientras mejores sean las enzimas a nuestra disposición, más procesos vamos a poder realizar enzimáticamente que, desde el punto de vista ecológico, muchas veces es mejor que los procesos químicos tradicionales y las condiciones de trabajo y residuos que producen actualmente. A nivel industrial, realizar una reacción enzimática en agua y en un pH moderado, es mucho más amigable con el medio ambiente que realizar una reacción química en solventes orgánicos o en medios ácidos o alcalinos.
La ventaja, a juicio del investigador, es que “es un proceso biotecnológico, que se realiza principalmente en agua, la enzima es una proteína y el residuo que se genera es biodegradable. La producción se hace biológicamente y deshacerse de biomasa, como un extracto de levadura, por ejemplo, es mucho más fácil que deshacerse de miles litros de ácido o solventes tóxicos. Eso lo lleva a una economía más verde”.
