Estudio de la Actividad Enzimática de la Bromelina en la Degradación de la Gelatina - Prof, Esquemas y mapas conceptuales de Química

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NOMBRES:

Merilyn Abreu Espinal MATRICULA: 2022 - 0286 MATERIA Bioquímica II TRABAJO: Actividad enzimas piña MAESTRA: Grecia Grullon FECHA: 06 - 12 - 2024

Reporte de la Exploración de Enzimas

Fundamentos Teóricos

1. Definición de Enzimas Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos, permitiendo que las reacciones químicas ocurran a velocidades adecuadas para los procesos vitales. Sin ellas, muchas de estas reacciones serían tan lentas que la vida sería inviable. 2. Estructura y Especificidad de las Enzimas Cada enzima posee una estructura tridimensional única que le permite interactuar exclusivamente con su sustrato, la molécula sobre la que actúa. Este ajuste específico ocurre en una región llamada sitio activo, donde la enzima se une al sustrato, facilitando la reacción.

• Modelo de "Llave y Cerradura" : En este modelo, la forma del sitio activo y del sustrato encajan perfectamente, lo que garantiza la especificidad de la reacción.
• Modelo de Ajuste Inducido : Propone que la enzima se adapta ligeramente al sustrato al unirse, optimizando la interacción para realizar la catálisis. 3. Mecanismo de Acción Enzimática El mecanismo de acción de las enzimas se puede dividir en tres etapas:
• Unión del sustrato : El sustrato se une al sitio activo de la enzima, formando un complejo enzima-sustrato.
• Catálisis : La enzima facilita la reacción al reducir la energía de activación requerida, promoviendo la formación de productos.
• Liberación : Los productos se separan de la enzima, que queda libre para actuar nuevamente sobre otro sustrato. 4. Factores que Afectan la Actividad Enzimática La actividad de las enzimas depende de diversas condiciones externas:
• Temperatura : Cada enzima tiene un rango de temperatura óptimo. Temperaturas altas pueden desnaturalizarla, alterando su estructura y función.

• pH : Variaciones en el pH pueden modificar la carga eléctrica de los aminoácidos en el sitio activo, afectando la interacción con el sustrato.
• Concentración de sustrato : Aumentar la cantidad de sustrato eleva la velocidad de reacción hasta alcanzar la saturación en la que todas las enzimas están activas.
• Presencia de inhibidores y activadores : Los inhibidores reducen la actividad enzimática al bloquear el sitio activo, mientras que los activadores potencian su eficiencia. 5. La Bromelina La bromelina es una enzima proteolítica extraída principalmente de la piña (Ananas comosus). Tiene la capacidad de romper los enlaces peptídicos en las proteínas, lo que la convierte en un recurso valioso para ablandar carnes. Sin embargo, su actividad se ve afectada por el calor, ya que temperaturas elevadas pueden desnaturalizarla e inactivarla. 6. Gelatina y su Composición La gelatina es una proteína obtenida del colágeno, presente en tejidos animales. Al calentarse, sus cadenas se desenrollan, y al enfriarse, se entrelazan formando una red que atrapa agua y genera una textura semisólida. Enzimas como la bromelina pueden romper estos enlaces, alterando su estructura y consistencia. 7. Aplicaciones Prácticas de las Enzimas El estudio de las enzimas ha encontrado aplicaciones en múltiples campos:
• Industria alimentaria : Mejora la textura, sabor y digestibilidad de los alimentos.
• Medicina : Utilizadas en diagnósticos y terapias.
• Biotecnología : Desempeñan un papel clave en la producción de biocombustibles, medicamentos y procesos de bioremediación. Hipótesis
• Principal : La bromelina presente en la piña fresca degradará la gelatina al romper los enlaces peptídicos en las proteínas del colágeno, disminuyendo su consistencia.

1. Preparación de la Gelatina: o Iniciar el proceso mezclando 2 paquetes de gelatina en un recipiente con 700 ml de agua hirviendo. Este paso es crucial, ya que el calor permite que las largas cadenas de proteínas en la gelatina se desenrollen y se disuelvan. o Revolver la mezcla hasta que la gelatina esté completamente disuelta, asegurándose de que no queden grumos. Este proceso puede durar varios minutos. o Una vez disuelta, verter la mezcla en un molde y refrigerarla hasta que adquiera una consistencia semisólida, lo que puede tomar entre 2 a 4 horas.
2. Preparación de la Piña: o Mientras la gelatina se enfría, hervir trozos de piña fresca en una olla con agua durante 5 - 10 minutos. Este paso es importante para preparar la piña fresca y observar su efecto en la gelatina. o Reservar la piña cocida para su uso posterior en el experimento como control, donde se evaluará su capacidad de degradar la gelatina.
3. Ejecución del Experimento: o Colocar la piña fresca sobre la gelatina semisólida y observar el efecto a lo largo del tiempo. Es recomendable hacer observaciones a intervalos regulares (por ejemplo, cada 10 minutos) para documentar los cambios en la consistencia de la gelatina. o Comparar este resultado con un control de gelatina que no contiene piña, lo que permite establecer un punto de referencia. o Realizar una segunda prueba colocando la piña cocida sobre otra porción de gelatina y observar si hay algún cambio en la textura. Resultados Los resultados del experimento se documentaron a través de observaciones sistemáticas de la gelatina en contacto con piña fresca y piña cocida. Prueba con Piña Fresca Observaciones Iniciales (0-10 minutos): o Al colocar la piña fresca sobre la gelatina semisólida, se notó una rápida absorción de los jugos de la piña en la superficie de la gelatina. La textura de la gelatina comenzó a volverse más suave en la zona de contacto. Observaciones a Corto Plazo (10- 30 minutos):

o A medida que transcurrieron los minutos, se observó un aumento en la liquefacción de la gelatina en el área donde estaba la piña. La gelatina comenzó a separarse de los bordes del recipiente, indicando que las proteínas estaban siendo descompuestas. Observaciones a Largo Plazo (30-60 minutos): o Después de aproximadamente 30 minutos, la gelatina en contacto con la piña fresca mostró una considerable cantidad de líquido en la superficie. La textura se volvió notablemente más líquida, con áreas que se habían convertido casi completamente en un estado líquido. Se observó que la gelatina mantenía su forma solo en las áreas alejadas de la piña. Conclusión de la Prueba con Piña Fresca: o La acción de la bromelina sobre las proteínas de colágeno en la gelatina fue evidente. La gelatina se descompuso, lo que confirma que la bromelina es efectiva en la degradación de proteínas en condiciones adecuadas. Prueba con Piña Cocida

• Observaciones Iniciales (0-10 minutos): o Al aplicar la piña cocida sobre una porción de gelatina semisólida, no se observaron cambios significativos en la textura de la gelatina. La gelatina permaneció intacta y no hubo signos de licuación inicial.
• Observaciones a Corto Plazo (10-30 minutos): o Con el tiempo, la gelatina continuó manteniendo su estructura. Aunque los jugos de la piña cocida se mezclaron con la superficie, no hubo evidencias de descomposición o cambios en la textura de la gelatina.
• Observaciones a Largo Plazo (30-60 minutos): o A diferencia de la gelatina en contacto con la piña fresca, la gelatina mantuvo su forma y consistencia. No se observó ningún líquido adicional en la superficie de la

La gelatina está compuesta de colágeno, una proteína estructural que se organiza en una triple hélice. Cuando se agrega agua caliente, las cadenas de colágeno se desenrollan y, al enfriarse, se entrelazan para formar una red que atrapa el agua, creando una masa semisólida. La bromelina en la piña fresca actúa descomponiendo enlaces peptídicos, lo que provoca que la gelatina pierda su estructura y se convierta en líquido. Este fenómeno es un claro ejemplo de la acción de las enzimas como catalizadores biológicos. Por otro lado, al hervir la piña, se inactiva la bromelina, lo que impide que esta descomponga la gelatina. Este resultado resalta la importancia de la temperatura en la actividad enzimática y demuestra cómo el calor puede desactivar enzimas, limitando su capacidad de llevar a cabo reacciones químicas. Cuadro: Marco Teórico Tema Descripción Definición de Enzimas Proteínas que actúan como catalizadores biológicos, acelerando reacciones químicas al reducir la energía de activación necesaria. Estructura y Especificidad Las enzimas poseen una estructura tridimensional específica que les permite interactuar con su sustrato en el sitio activo. Modelos de Especificidad

**- Llave y Cerradura: El sitio activo encaja perfectamente con el sustrato.

• Ajuste Inducido: La enzima cambia ligeramente su forma al unirse al sustrato. Mecanismo de Acción

1. Unión del sustrato al sitio activo.
2. Reducción de la energía de activación durante la catálisis.
3. Liberación de los productos. Factores que Afectan la Actividad

• Temperatura: Cada enzima tiene una temperatura óptima; el calor excesivo desnaturaliza.
• pH: Afecta la carga de los aminoácidos del sitio activo.
• Concentración de sustrato: Aumenta la velocidad hasta llegar a la saturación.
• Inhibidores/Activadores: Disminuyen o potencian la actividad enzimática.**

Bromelina Enzima proteolítica de la piña, rompe enlaces peptídicos de proteínas. Sensible al calor, que la inactiva. Gelatina y Composición Proteína derivada del colágeno que, al enfriarse, forma una red que atrapa agua y adquiere una textura semisólida. Acción de la Bromelina sobre la Gelatina La bromelina degrada las proteínas de la gelatina, rompiendo enlaces peptídicos y licuando su estructura. La actividad se pierde al calentar la piña (inactivación enzimática). Aplicaciones Prácticas

**- Industria alimentaria: Mejora textura y digestibilidad.

• Medicina: Usos en diagnóstico y terapia.
• Biotecnología: Producción de bioproductos. Evidencias** Referencias YouTube. (2024). Título del video. https://youtu.be/7t7v8w7EqTM