Las enzimas nos han acompañado desde hace miles de años, de acuerdo con los registros históricos desde aproximadamente 6000 AC, cuando el hombre inició la elaboración de alimentos fermentados como la cerveza, vino, soya, etc. Aunque, su exploración empezó cerca de 1833 cuando dos químicos franceses, Payen y Persoz, aislaron por primera vez una enzima (diastasa) a partir de la malta, hoy conocida como amilasa. A la par, otros científicos de la época empezaron a obtener glucosa a partir de almidón utilizando extracto de trigo y de amigdalina como sustrato y extracto de almendras como catalizador. Con todo ello, en 1836 Berzeliuz elaboró su teoría de la catálisis donde expresaba “…hay amplias razones para suponer que en las plantas y en los animales tienen lugar miles de procesos catalíticos, y que de ellos resultan la formación de gran número de distintos compuestos…”. En ese mismo año el médico alemán Theodore Schwaan descubrió por sus investigaciones en el sistema digestivo humano, la primera enzima de origen animal: la pepsina. A finales de la década de los 30s del siglo XIX se estableció en Francia, a partir del trabajo de Payen, el primer proceso enzimático industrial que usó enzimas (diastasa) para producir dextrinas.
A partir de la teoría de Berzelius y de los trabajos de Payen y Persoz, los científicos de la época distinguieron entre dos procesos: fermentos organizados (fermentación por microorganismos) y fermentos no-organizados, aquellos obtenidos a partir de extractos celulares (como la diastasa, pepsina, invertasa). Para evitar la nomenclatura compleja, en 1878 el fisiólogo alemán Kühne introdujo por primera vez el término “enzima”, que significa “en la levadura”, para denominar a los fermentos no-organizados, los cuales provenían de la célula, pero no eran la célula.
En la década de los 70s del siglo XIX se fundó la primera compañía dedicada a la producción de enzimas en Copenhague, Dinamarca dirigida por Christian Hansen, donde producían renina para la manufactura de queso. Y a finales del siglo XIX, el Dr. Takamine encontró que el hongo Aspergillus oryzae podía producir más rápido glucosa que la diastasa de malta, lo que dio lugar a la primera patente en USA donde se producía una enzima a partir de un microorganismo.
El trabajo de los hermanos Buchner durante la primera década del siglo XX fue un parteaguas, ya que marcó el punto de desarrollo de la biocatálisis como hoy la conocemos. Ellos demostraron que era posible aislar enzimas a partir de levaduras y que éstas podían retener la capacidad catalítica y propiedades fisicoquímicas sin la presencia de la célula. Este hecho preparó el terreno para el uso de enzimas en alto estado de pureza. Así, a mediados del siglo pasado inició como tal el desarrollo de la tecnología enzimática, al empezar a generarse biocatalizadores usados en la fabricación de jarabes a partir de almidón, detergentes, etc.
A partir de 1950 los avances en biocatálisis sucedieron a gran velocidad. Actualmente se cuenta con suficiente información acerca de las propiedades de las enzimas así como diferentes métodos de extracción, purificación y hasta de expresión recombinante.
Hoy en día las principales aplicaciones de las enzimas las tenemos en la industria de alimentos y bebidas, así como en la industria de detergentes, sensores y pruebas diagnóstico.
Para mayor información, consultar la siguiente bibliografía.
Scragg A. Biotecnología para ingenieros. 2013. Ed. Limusa, pp177.
Buchholz K, Collins J. The roots—a short history of industrial microbiology
and biotechnology. Appl Microbiol Biotechnol 2013;97:3747–3762
Elaboración del texto: Sandra Trinidad Del Moral Ventura (UNPA)