Enzimas industriales – cinética de Michaelis–Menten y enzimas inmovilizadas

Qué muestra

Las enzimas industriales siguen la cinética de Michaelis–Menten: la velocidad v = Vmax·[S]/(Km + [S]) aumenta casi en proporción a la concentración de sustrato al principio y luego se estabiliza cuando casi todos los sitios activos están ocupados. Vmax es proporcional a la cantidad de enzima, y Km es la concentración de sustrato que da la mitad de Vmax. La simulación aplica este modelo a tres procesos y muestra cuánto dura cada lote. Fijada en alginato, la enzima tiene menor actividad y una Km aparente mayor, porque el sustrato debe difundirse hacia el interior, pero puede recuperarse y reutilizarse, perdiendo algo de actividad en cada lote. La pantalla Detergente es una práctica: manchas de huevo o de hierba en tela se lavan a 20–90 °C y se miden contando cuadros de una cuadrícula. El detergente biológico supera al no biológico mientras sus enzimas están activas; por encima del óptimo se desnaturalizan y las dos curvas casi se juntan.

Cómo usarla

Elige una Aplicación y desliza la Concentración de sustrato de valores bajos a altos: observa cómo el punto rojo sube por la curva y se aplana por debajo de Vmax. Duplica la Cantidad de enzima y compara el tiempo necesario por lote. Por último, activa Enzima inmovilizada (reutilizable): fíjate en la menor velocidad inicial, las barras que se alargan lote tras lote, el momento en que la actividad baja del 50 % y el costo de enzima por lote frente a la enzima libre. Pulsa Registrar resultado para pasar los valores a la tabla. En la pestaña Detergente, elige Mancha, Detergente, Temperatura y Tiempo de lavado y pulsa Lavar. Cada lavado pasa a la tabla y a la gráfica; los lavados a la misma temperatura se promedian.

Parámetros que puedes cambiar

• Pantalla Cinética enzimática, Detergente
• Aplicación Lactasa – leche sin lactosa, Pectinasa – clarificación de jugos, Proteasa – detergente biológico
• Concentración de sustrato 1–100 g/L
• Cantidad de enzima 1–20 unidades/L
• Enzima inmovilizada (reutilizable)
• Mancha Huevo, Hierba
• Detergente Biológico, No biológico
• Temperatura de lavado 20–90 °C
• Tiempo de lavado 10–60 min

Preguntas para explorar

1. Cuando la enzima ya está saturada, ¿qué acelera más la producción: añadir sustrato o añadir enzima?
2. ¿Por qué la Km aparente de la enzima inmovilizada es mayor que la de la enzima libre?
3. ¿Tras cuántos lotes la enzima inmovilizada baja de la mitad de su actividad, y por qué sigue siendo más barata por lote?
4. ¿Con una mancha de huevo lavada 30 minutos, a qué temperatura elimina más el detergente biológico, y qué ocurre por encima?
5. ¿Por qué los dos detergentes dan casi el mismo resultado desde unos 70 °C?