Hispanopedia WikiLa biotransformación es la modificación bioquímica de un compuesto químico o una mezcla de compuestos químicos. Las biotransformaciones pueden realizarse con células enteras, sus lisados o enzimas purificadas. [ 1 ] [ 2 ] Cada vez más, las biotransformaciones se llevan a cabo con enzimas purificadas . Importantes industrias y tecnologías que salvan vidas dependen de las biotransformaciones. [ 3 ] [ 4 ]
Ventajas y desventajas
En comparación con la producción convencional de productos químicos, las biotransformaciones suelen ser atractivas debido a su alta selectividad, lo que limita la coproducción de subproductos indeseables. Generalmente, al operar a temperaturas y presiones moderadas en soluciones acuosas, muchas biotransformaciones son "verdes" . Los catalizadores, es decir, las enzimas, son susceptibles de mejora mediante manipulación genética. [ 5 ]
La biotecnología suele estar limitada por el alcance del sustrato. Los productos petroquímicos, por ejemplo, a menudo no son aptos para biotransformaciones, especialmente a la escala requerida para algunas aplicaciones, como los combustibles. Las biotransformaciones pueden ser lentas y suelen ser incompatibles con las altas temperaturas que se emplean en la síntesis química tradicional para aumentar las velocidades de reacción. Las enzimas generalmente solo son estables por debajo de 100 °C, y normalmente a temperaturas mucho más bajas. Las enzimas, al igual que otros catalizadores, son tóxicas. En algunos casos, el rendimiento o la reciclabilidad pueden mejorarse mediante el uso de enzimas inmovilizadas .
Histórico
La elaboración de vino y cerveza son ejemplos de biotransformaciones que se practican desde la antigüedad. El vinagre se produce desde hace mucho tiempo mediante fermentación, que implica la oxidación del etanol a ácido acético . La elaboración de queso tradicionalmente se basa en microorganismos para convertir los precursores lácteos. El yogur se produce inoculando leche tratada térmicamente con microorganismos como Streptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus .
Ejemplos modernos
Productos farmacéuticos
Los antibióticos betalactámicos , como la penicilina y la cefalosporina, se producen mediante biotransformaciones en una industria valorada en miles de millones de dólares. Los procesos se llevan a cabo en recipientes con una capacidad de hasta 60 000 galones. Se utilizan azúcares, metionina y sales de amonio como fuentes de C, S y N. Para la producción de penicilina se emplea Penicillium chrysogenum modificado genéticamente. [ 6 ]
Algunos esteroides se hidroxilan in vitro para obtener fármacos.
Azúcares
El jarabe de maíz de alta fructosa se genera mediante la biotransformación del almidón de maíz , que se convierte en una mezcla de glucosa y fructosa . La glucoamilasa es una de las enzimas utilizadas en el proceso. [ 7 ]
Las ciclodextrinas son producidas por transferasas .
Aminoácidos
En ocasiones, los aminoácidos se producen industrialmente mediante transaminasas . En otros casos, se obtienen mediante biotransformaciones de péptidos utilizando peptidasas .
acrilamida
Utilizando acrilonitrilo y agua como sustratos, las enzimas nitrilo hidratasa se emplean para producir acrilamida , un monómero muy valioso .
Biocombustibles
Muchos tipos de combustibles y lubricantes se producen mediante procesos que incluyen biotransformaciones a partir de precursores naturales como grasas , celulosa y azúcares .
Véase también
Referencias
- ↑ "Biotransformación" . IUPAC Goldbook . 2014. doi : 10.1351/goldbook.B00667 . Consultado el 14 de febrero de 2022 .
- ↑ "Understanding Biotransformation – Nova Science Publishers" . Consultado el 26 de junio de 2025 .
- ↑ Andrés Liese; Karsten Seelbach; Christian Wandrey (2006). Liese, Andreas; Seelbach, Karsten; Wandrey, cristiano (eds.). Biotransformaciones industriales (2 ed.). Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/3527608184 . ISBN 978-3-527-31001-2.
- ↑ Kamm, Birgit; Gruber, Patrick R.; Kamm, Michael (2016). "Biorrefinerías-Procesos y Productos Industriales". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. págs. 1– 38. doi : 10.1002/14356007.l04_l01.pub2 . ISBN 978-3-527-30673-2.
- ↑ "Understanding Biotransformation – Nova Science Publishers" . Consultado el 26 de junio de 2025 .
- ↑ Elander, RP (2003). "Producción industrial de antibióticos β-lactámicos". Microbiología Aplicada y Biotecnología . 61 ( 5– 6): 385– 392. doi : 10.1007/s00253-003-1274-y . PMID 12679848 . S2CID 43996071 .
- ↑ Hobbs, Larry (2009). "21. Edulcorantes a partir de almidón: producción, propiedades y usos". En BeMiller, James N.; Whistler, Roy L. (eds.). Almidón: química y tecnología (3.ª ed.). Londres: Academic Press/Elsevier. pp. 797–832 . doi : 10.1016/B978-0-12-746275-2.00021-5 . ISBN 978-0-12-746275-2.
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