Lucrare de licență [625779]

UNIVERSITATEA „ALEXANDRU IOAN CUZA” din
IAȘI
FACULTATEA DE CHIMIE

Lucrare de licență

Coordonator științific,
Lector univ. dr. Vasile Robert Grădinaru
Absolvent: [anonimizat]
2019

2
UNIVERSITATEA „ALEXANDRU IOAN CUZA” din IAȘI
FACU LTATEA DE CHIMIE
SPECIALIZAREA CHIMIE MEDICALA

Lucrare de licență
Enzime folosite în Industria Cosmetică

Coordonator științific,
Lector univ. dr. Vasile Robert Grădinaru
Absolvent: [anonimizat]
2019

3

INTRODUCERE
Microbial enzymes have long been used by industrial product makers as major catalysts to transform raw
materials into end products. Over 500 commercial products are made using enzy mes. They are
economically produced by different microorganisms and are quickly broken down when they have done
their job. New technical tools to use enzymes as crystalline catalysts, for ability to recycle cofactors, and
engineering enzymes to function in various solvents with multiple activities are important technological
developments, which will steadily create new applications. The industrial enzyme market will grow
steadily mainly due to improved production efficiency resulting in cheaper enzymes, new application
fields, new enzymes from screening programs, and by engineering properties of traditional enzymes.
Tailoring enzymes for specific applications will be a future trend with continuously improving tools,
further understanding of structure -functio n relationships, and increased searching for enzymes from
exotic environments. New applications are to be expected in the field of textiles and new animal diets,
such

4
1. INDUSTRIA COSMET ICĂ

SCURT ISTORIC
Cu aproape două milenii în urmă, împăratul și filozoful roman Marc us Aureliu s spunea
că aspectul exterior al omului este “cea mai bună scri soare de recomandare a lui“1. Ori, în
compunerea acestui aspect exterior, cosmetica ocupă un loc câ t se poate de important.
Termenul de ”cosmetică” provine din cuvântul grecesc κοσμετικός kosmetikós , care
înseamnă arta îngrijirii, păstrării și înfrumusețării corpului uman, în special a feței și a părului.
Cosmeticele sunt, în general, amestecuri de compuși chimici și/sau compuși proveniți din
surse naturale , care au drept scop principal menținerea bunăstării sau tratarea , în mod
corespunză tor, a unor afecț iuni ale pielii și nu numai.
În ziua de astăzi, produsele cosmetice sunt incluse în ritualul de î ngrijire al fiecărei
persoane, însă lucrurile nu au fost așa dintotdeauna. Primele datări ale creării și folosirii acestora
apar în urmă cu mii de ani, când oamenii le foloseau pentru a -și îmbunătăți aspectul fizic și, de
asemenea, pentru a înlătura mirosu rile produse de corpul omenesc.
Procesul de obținere al produselor cosmetice era destul de îndelungat și dificil, o parte din
ingredientele folosite, deseori, erau dăunătoare sănătății și de cele mai multe ori, acestea erau
destinate doar persoanelor de rang înalt, din societate. Toate aceste aspecte au contribuit la
crearea ideii de exclusivitate atunci când vine vorba de produse cosmetice.
Pentru o lungă perioadă de timp, cosmeticele au fost criticate și chiar interzise pentru fi
folosite în igiena pers onală și s -a ajuns chiar la ideea că până și băile cu apă pot dăuna sănătății,
astfel că acestea erau făcute doar de câteva ori pe an și sub stricta supraveghere a unui medic
specilist.
Această perioadă s -a apropiat de final spre sfârșitul secolului 19, în ceputul secolului 20,
când s -au înregistrat mari progrese în conceperea unor rețete de fabricare de produse cosmetice.
Tot din acest moment, firmele care au început comercializarea produselor cosmetice au avut cel
mai mult de câștigat, datorită faptului că au înregistrat creșteri ale vânzărilor fabuloase, de
ordinul miliardelor de dolari, devenind lideri de piață în scurt timp, pe acest segment.
Primele dovezi arheologice despre cosmetice au fost găsite în mormintele faraonilor din
Egiptul Antic, însă isto ricii sunt convinși că primele produse cosmetice preparate natural au fost
folosite , de fapt , de către strămoșii noștri din Preistorie, cu mult înainte ca civilizația modernă să
apară.

1 http://www.miruna -estetic.ro/cosmetica/

5
Relicve vechi de șase mii de ani din Egipt scot la lumină faptul că doa r familiile regale și
familiile ce dețineau ranguri înalte în societate s -au bucurat de produse cosmetice , precum creme
de față, uleiuri parfumate, creioane de ochi, vopsele de păr, ulei de ricin, ruj și luciu de buze.
Pe măsură ce timpul a trecut, preoții egipteni au găsit o cale de a simplifica procedeul de
fabricare al cosmeticelor, dar nu au reușit să înlăture și aerul de exclusivitate dat de către
produsele cosmetice, una dintre cauze fiind ingredientele toxice folosite, care erau destul de greu
de pro curat sau de obținut și care, deseori, provocau boli destul de grave sau chiar moartea.
Cu toate acestea, cosmeticele au rămas o parte destul de importantă în cultura lor, în
special în ceremoniile de înmormântare. Din toate produsele folosite, uleiul de c edru era cel mai
important ingredient, deorece era folosit în procesul de mumificare al decedaților. La baza
acestui proces era folosită o rețetă specială, făcută din 7 tipuri de ulei, care era, de fapt, rețeta de
bază a tuturor ritualurilor și a remediilo r naturale în tratarea a diverse boli.
Cu toate că preoții egipteni au păzit foarte bine aceste rețete spre a nu fi preluate de
celelalte popoare vecine, schimburile de mărfuri din zona mediteraneeană de la începutul
primului mileniu înainte de Hristos, au adus pe țărmurile popoarelor noi formate, specifice
civilizațiilor greci și romane, produse cosmetice de proveniență egipteană.
În Roma, femeile erau considerate urâte dacă nu foloseau produse de înfrumusetare.
Deseori foloseau peruci, pudre pentru albir ea feței, ruj roșu si uleiuri roșii pentru ca mâinile lor
să arate c ât mai fine și tinere. Rujurile, cremele de față făcute din ceară de albine, uleiul de
măsline și apa de trandafiri, pudrele, vopselele de păr și multe alte produse de înfrumusețare au
fost folosite pentru mult timp. Femeile din această perioadă aveau sclave special pentru această
ocupație, care le ajutau mereu să arate frumos. Aceste sclave purtau numele de „cosmetae”.
În perioada înfloririi Creștinismului, femeile creștine au început să -și celebreze religia
prin bijuterii și cosmetice. Cu toate acestea, după căderea Imperiului Roman, Europa a intrat într –
o perioadă mai „neagră”, unde condițiile dificile de trai, sărăcia, bolile și războaiele constante au
împiedicat răspândirea trendurilor scumpe și extravagante ale modei, ceea ce presupune că orice
urmă de produse cosmetice a dispărut din cultura europeană. Nu doar starea societății din acea
perioadă a provocat această consecință, ci și Biserica Creștină, ce a activat o mișcare agresivă
împotriva răspândirii cosmeticelor.
La finalul secolului 12, începutul sec olului 13, războinicii care s e întorceau din cruciade,
aduceau cu ei produse cosmetice din Estul Mijlociu, care nu a încetat niciodată să fie în pas cu
moda. Acest nou flux de informa ții și bogății au ajutat Europa renascentistă să își regăsească
drumul spre acest segment atât de important pentru umanitate.
Adevărata perioadă care a dat o importanță deosebită cosmeticelor și îngrijirii personale a
fost în perioada domniei reginei Elis abeta I (1558 -1603). Stilul ei unic cu buze intens colorate si

6
fața albită cu pudră din amidon au captat atenția regalității și a tuturor aristocraților din Anglia și
Franța, însă acest fenomen a durat o scurtă perioadă de timp. Imediat după, cosmeticele, în
special vopselele pentru față și unghii, au devenit destul de populare printre femeile de rând, în
special printre prostituate. Situația acestora nu s -a modificat mult între secolele 17 -19. Unele țări
din Europa au continuat să interzică produsele cosme tice, considerându -le chiar produse de
contrabandă. Singurele excepții erau produsele pentru uz medicinal, care erau folosite de toți,
mai puțin de săraci.
La finele secolului 19, după Revoluția Industrială, chimia dă dovadă de progrese, în
special în dome niul parfumeriei, astfel cosmetica înregistrează un nou început. Din acest
moment se pun bazele unei industrii dezvoltate la nivel mondial.
Cu prețuri mult mai mici și ingrediente create chimic mult mai puțin toxice, cosmeticele
au început să câștige mult teren în fața altor industrii din acel moment. Dintre cele mai cunoscute
produse, amintim rujul roșu (semnifica sănătate și bunăstare), pudră pentru față pe bază de zinc
(mult mai sigură decât versiunea pe bază de plumb și cupru), farduri de pleoape și pig meți.
Punctul de cotitură a fost în 1920, când produsele cosmetice produse în masă au devenit
în cele din urmă accesibile financiar. Se știe că unde se poate obține profit, acolo va fi și dorință
de comercializare. Așadar, casele de modă, studiourile de f ilm, ședințele foto ale actorilor și ale
persoanelor importante au popularizat ideea de folosi produsele de înfrumusețare în public, astfel
apărând diverse produse precum luciurile de buze produse de Max Factor, vopsele de păr
sintetice și creme de protecț ie solară, produse de L'Oréal , loțiunile bronzante și oja roșie de Coco
Chanel, plus multe alte produse inovative.
După cel de -Al Doilea Război Mondial, industria cosmetică experimentează o a doua
renaștere. Numeroase trenduri în materie de modă au fost ad optate, multe dintre ele fiind
popularizate prin intermediul actrițelor și cântărețelor.
În zilele noastre, industria cosmetică este o industrie de miliarde de dolari, care se întinde
pe tot mapamondul, întotdeauna aducând noi trenduri, ce încurajează cr eșterea continuă a
acesteia2.

2 http://www.historyofcosmetics.net/cosmetic -history/history -of-cosmetics/

7
NOȚ IUNI GENERALE

Industria cosmetică din zilele noastre este o industrie foarte diversificată. Aceasta are la
bază Cosmetologia .
Cosmetologia este știința care se ocupă cu menținerea și asigurarea frumuseții înfățiș ării
corpului omenesc , în special a epidermei de la nivelul feței și nu numai, cu scopul de a menține
elasticitatea dermului, tonicitatea mușchilor pieloși și aspectul t ânăr al pielii, cu ajutorul unor
tratamente și preparate specifice. Aceasta reprezintă, de asemenea, și acea ramură a industriei
chimico -farmaceutice, care se ocupă cu fabricarea de produse cosmetice, folosite în procesele
cosmetologice.
Cosmetologia e ste denumită , în mod obișnuit , cosmetică (gr. Kosmeticos = măiestrie în
împo dobire )3 și se înrudește cu dermatologia, care se ocupă cu probleme de bioestetică și
studiază mijloacele individuale de menținere a pielii în perfectă sănătate și frumusețe , pe un
interval de timp câ t mai lung posibil.
Cosmetica se împarte în patru mari categorii, în fucție de domeniile de aplicabilitate,
astfel avem:
1) Cosmetica fiziologică sau cosmetica integrală : se bazează pe îngrijirea pielii, feț ei,
corpului, a părului etc., pentru a le asigura funcții de nutriție și dezvoltare normală
(băi termale, dușuri terapeutice, masaje, etc);
2) Cosmetica decorativă : aceasta este considerată mai mult o parte artistică a cosmeticii,
deoarece se bazează pe obținerea unui aspec t cât mai plăcut, curat și atrăgător prin
mijloacele folosite, concentrându -se pe corectarea și/sau atenuarea unor
imperfecțiuni, sau pe evidențierea trăsăturilor carecteristice fiecă rui individ (produse
de machiaj precum pudre, farduri, rujuri, luciuri de buze, creioane de ochi/buze,
pigmenți, produse cremoase – fond de ten, corector, f ard de pleoape/obraz cremoase,
iluminatoare, loțiuni bronzante, creme corectoare etc.);
3) Cosmetica reparatorie: se ocupă cu tratarea unor afecțiuni ale pielii, prin folosirea de
produse și tratamente specifice pentru diverse forme de boli ușoare , extinzându -se
până la chirurgia estetică;
4) Cosmetica terapeutică: se bazează pe folosirea de preparate cu conținut de substanț e
biologic active (vitamine, hormoni, enzime, antibiotice, dezodorizante).

3 https://www.scientia.ro/stiinta -la-minut/cultura -economie/671 -etimologie -originea -cuvintelor -din-stiinta.html

8

Având în vedere evoluția omenirii de-a lungul anilor și cerința tot mai a cerbă a acesteia
de preparate cosmetice destinate păstrării aspectul ui tânăr și sănătos al pielii, industria cosmetică
a urmărit în mod constant dezvoltarea produselor și a formulelor de fabricare ale acestora. Astfel,
substanțele toxice folosite la început, au fost înlocuite, progresiv,cu alte substanțe chimice, mai
puțin toxice pentru piele și organismul uman și apoi cu produse biologic active, precum extracte
din plante, vitamine, uleiuri, hormoni, enzime, forme farmaceutice medicamentoase etc.
Această evoluție progresivă a dus la o delimitare a produselor cosmetice, categorisindu –
le astfel:
 preparate cosmetice cu acțiune de curățare, protecție și întreținere;
 preparate cosmetice ce se folosesc pentru retușarea aspectului exterior;
 preparate cosmeto -farmaceutice, ce conțin substanțe biologic active (antibiotice,
antiseptice, substanțe fotoprotectoare, aminoacizi, etc).
De foarte multe ori, simptome ale unor procese dăunătoare sau vătămătore ce au loc în
interiorul organismului uman se pot exteri oriza prin intermediul pielii , acesta fiind cel mai
simplu procedeu de eliminare a substanțel or toxice din organism.
Astfel, pe lângă starea de rău pe care fiecare individ o poate resimți, apariția de edeme,
eczeme, echimoze și alte simptome vizibile cu oc hiul liber, neexistente în mod obișnuit pe
întreaga suprafață a pielii, constituie un motiv de investigare a bunăstării organismului uman.
Pentru a putea face legătura între starea de sănătate a organismului și folosirea, în mod
corespunzător, a produselor cosmetice , trebuie să se înteleagă, întâi, structura și modul de
funcționare ale pielii.

ANATOMIA ȘI STRUCTURA PIELII

Pielea și componentele sale (glandele sudoripare, foliculii piloși, unghiile părul și
glandele sebacee) constituie un orga n complex, ce îmbracă corpul în întregime, cu excepția
orificiilor, unde rolul de protecție este asigurat de mucoase.
Ca orice organ ce intră în alcătuirea corpului omenesc, pielea prezintă și ea anumite
caracteristici, precum:
 suprafața : la adult, poate v aria între 1,5 -2,5m2, iar la nou -născuți este de
aproximativ 0,25m2;
 greutatea: reprezintă aproximativ 6% din greutatea totală a corpului; la un adult de
aproximativ 70 kg, pielea poate cântări aproximativ 4 kg;
 grosimea: variază între 0,5 -4mm, după regiuni , vârstă și sex; pielea femeilor și a
copiilor este mai subțire decât cea a bărbaților adulți ;
 culoarea: poate fi galbenă (datorită stratului cornos), albă (datorită keratolinei,
substanță localizată la nivelul epidermului), brun -închisă (datorită melanine i,
pigment al pielii) și roșie (datorită sângelui din rețeaua sangvină a dermului);
 relieful: cu proeminențe și depresiuni; la nivelul degetelor, aceste proeminențe și
depresiuni sunt unice pentru fiecare individ și sunt păstrate astfel de la naștere
până la moarte (amprentele -joacă un rol destul de important în criminalistică;
ajută la prinderea răufăcătorilor);
 consistența: este moale, ușor umedă, grasă și catifelată;
 elasticitatea: este foarte elastică (2 cm de piele pot suporta până la 2 kg, fără să se
rupă)
 luciul: este mai evident la nivelul buzelor, urechilor, pleoapelor.
Acest țesut este format trei straturi: epidermul , dermul și hipodermul .
Epidermul
Acest a formează stratul periferic al pielii și face legătura între organism și mediul
înconjurător . Epidermul este un strat format din suprapunerea în rânduri ale celulelor epiteliale.
În constituția sa intră 6 straturi,de la suprafață spre interior, după cum urmează:

 stratul descuamant/ exfoliativ: format din celule cornoase, anucleate, mo arte și
slab unite între ele, ce se exfoliază în mod continuu; acest proces este vizibil și

10
este cunoscut sub denumirea de descuamație fiziologică (specific și pentru păr,
unghii și glande sebacee);
 stratul cornos: format dintr -o suprapunere de celule cornoase, turtit e, anucleate și
care se disociază ușor;
 stratul lucid: constituit din celule fusiforme, cu nucleu puțin vizibil;
 stratul granulos: format din 1 -5 straturi de celule, cu nucleu degenerat și cu
citoplasmă ce conține mari grămezi de keratolină;
 stratul filame ntos/spinos/mucos: mai este cunoscut și sub denumirea de strat
Malpighi, cu celule provenite din stratul germinativ, ce sunt legate între ele prin
niște fibre, denumite punți intercelulare; aceste punți explică rezistența acestui
strat;
 stratul bazal/germi nativ: cel mai profund strat, format dintr -un singur strat de
celule așezate pe membrana bazală, ce le desparte de derm; aceste celule mai sunt
denumite și keratinocite, cu rolul de a înnoi, în mod constant, celulele epiteliale
din straturile superioare ; tot aici sunt întâlnite și melanocitele, celulele
responsabile de culoarea pielii.
Într-o viață de om, s e pierd circa 16 kg de substanță, necontenit reînnoită prin activitatea
de regenerare a stratului bazal. În epiderm nu pă trund vase d e sange, celulele sa le fiind hrănite
prin osmoză, din lichidul intercelular , în care se elimin ă și produș ii de metabolism.
Epidermul are două funcții principale: keratogeneza și melanogeneza (generâ nd
pigmentul melanic cu dublu rol: dă culoare pielii și are rol în fotoprotec ție).

Dermul
Așa cum a fost menționat mai sus, este delimitat de epiderm de către membrana bazală,
este format din fibrile, celule și substanță fundamentală și este constituit din două straturi : cel
papilar și dermul profund:
 stratul papilar : mai este de numit și dermul superficial și este situat la nivelul
papilelor dermice;
 dermul profund/corionul: este format dintr -o rețea de fascicule de fibre elastice și
colagene, dispuse în toate sensurile.
Hipodermul
Este str atul cel mai profund al pielii și acope ră mușchii și oasele.

11
FUNCȚ IILE PIELII
Pe lângă faptul că pielea îmbracă tot corpul, aceasta mai deține și ale funcții importante
precum urmează:
1. Funcția de protecție: poate să fie atât de natură chimică, cât și mecanică
(datorită grăsimii și keratinei, cât și fibrelor elastice și colagene din epiderm
și derm);
2. Funcția de termoreglare: menține temperatura constantă a organismului;
3. Funcția de organ de simț;
4. Funcția de respirație;
5. Funcția de absorbție: în special a medicamentelor și a produselor cosmetice,
se face prin două mec anisme și anume prin aplicare simplă și inhibiție lentă;
6. Funcția de barieră: datorită pH -ului acid și a substanțelor hidrosolubile și
lipide din stratul lucid al epidermului ;

COMPUȘII CHIMICI AI PIELII
Desfășurarea proceselor metabo lice ale pielii,necesită un mediu c e conține substanțele
necesare sch imburilor și transformăr ilor fizico -chimice energetice, de natură organică și
anorganică.
Dintre substanțele anorganice , amintim ca fiind cele mai importante :
 apa, ce se regăsește în pr ocent de 70% în piele și 10% în stratul cornos și are
dublu rol în organismul uman (în respirația celulară și ca vehicul al substanțelor
organice și anorganice);
 sărurile minerale: calciu, sodiu, potasiu, clor, magneziu, fier, sulf, zinc;
Substanțele orga nice sunt reprezentate de proteine, glucide și lipide care ajung la nivelul
pielii pe cale sangv ină. Ele deservesc nutriția celulelor .
 Proteinele: aminoacizi combinați cu colagen, elastină și reticulină (keratina -din
epiderm și albumina, globulina, colagen ul, elastina și reticulina -de la nivelul
dermului) ;
 Glucidele: se găsesc sub formă de glucoză, atât în epiderm cât și în derm;
 Lipidele: sub formă de acizi grași, esteri saturați și nesaturați, colesterol și grăsimi
neutre, cu rol energetic;
 pH-ul: variază în jurul valorilor 5,5 -6, în funcție de tipul de ten.

12
DIAGNOSTICUL COSMETIC AL PIELII
Pentru stabilirea folosirii de produse cosmetice adecvate tipurilor de piele, se impune în
primă instanță,o diagnosticare cosmetică a nivelului de sănătate al pielii. A ceastă diagnoză poate
fi inițiată de fiecare individ, apoi de persoane calificate, ce dețin cunoștințe specifice în acest
domeniu, pentru a se obține un dignostic complet și corect al nivelului de sănătate al pielii. De
cele mai multe ori, se folosesc proc edee simple de diagnoză sau metode științifice, bazate pe
utilizarea unor instrumente și aparate adecvate.
A. Examenul vizual: se determină, cel mai adesea , aspectul, culoarea și pre zența sau
absența unor anomalii pe piele;
B. Examenul prin palpare: determină g radul de hidratare al pielii, grosimea și
consistența acesteia, tonici tatea mușchilor și granulația pielii;
C. Examenul cu lupa: vine în completarea examenului vizual și ajută la observarea
mai apropiată a gradului de deschidere al porilor, colorației pielii, grosimii
acesteia, vascularizației propice și stabilirii tipului de ten (normal, uscat, gras,
mixt, cuperozic, cașectic, sensibil etc.) ; acesta se poate efectua cu ajutorul lămpii
Wood (determin area fluorescenței pielii , ce diferă în funcție de gradul de hidratare
al acesteia).
Odată c e primul pas în evaluarea sănătății pielii a fost efectuat, personalul calificat are
datoria de a recomanda și prescrie produse specifice îngrijirii corespunzătore tipului de ten
depistat. Acesta trebuie să dețină informațiil e specifice despre majoritatea produselor cosmetice
comercializate , să fie mereu în pas cu informațiile actuale în materie de cosmetică și să lucreze
întotdeauna în colaborare cu un medic dermatolog, pentru situațiile ce necesită măsuri speciale.

COSMETIC E. COSMECEUTICE
Produsele cosmetice sunt definite ca fiind produse de îngrijire personală, cu rolul de a
curăța, parfuma, a schimba aspectul estetic sau de a corecta mirosurile produse de corpul uman,
fără a interacționa cu strucura sau funcțiile celulelor sau țesuturilor. (J, 2017)
În general, cosmeticele nu conțin ingrediente active, deci nu sunt supuse unor verificări
riguroase. Adăugarea de ingrediente active pot induce schimbări în compoziția produselor
cosmetice, de aceea, acestea sunt supuse unor teste suplimentare, stricte, pentru a le verifica
eficacitatea confirmată în timpul testelor clinice și datelor științifice.
Principalele categorii de cosmetice sunt produsele hidratante și de curățare.
Formulele cosmeceutice con țin ingrediente biologic active, care pot pătrunde în stratul
cornos ce intră în alcătuirea epidermului și pe care le pot transporta , în cantități suficiente , până

13
la locul de acțiune urmărit. Odată ajunse acolo, se asteaptă ca acestea să aibă un impact p ozitiv și
nu un efect terapeutic asupra țesutului afectat . (Husein el Handmed, 2016) .
Progresele din acest domeniu nou întocmit au înregistrat o creștere a consumului de
produse cosmeceutice, ce conțin ca și substanțe biologic active, enzime provenite atât din regnul
vegetal, cât și animal.

ENZIMELE
Enzimele sunt macromolecule de origine proteică, denumite și catalizatori biologici .
Aceste a cresc rata de reacții chimice , care au loc în interiorul celulelor vii, fără ca acest ea să
sufere modificări. Reactanții enzimelor ce țin rol de catalizatori în reacțiile chimice sunt
denumiți substrat . Fiecare enzimă în parte deține un mod specific de a reacționa, acționând pe
un substrat specific sau pe produși specifici.
Enzimele sunt proteine active (cu excepția ARN -azei), care pot cataliza reacții
biochimice. Acestea sunt biomolecule necesare atât pentru sinteza cât și pentru stoparea
reacțiilor chimice ce au loc în interiorul organismelor vii. Toate aceste organisme vii sunt
constit uite și întreținute de către enzime, care sunt recunoscute ca și catalizatori biologici ce au
capacitatea de a converti un compus specific (substrat) în produși cu capacitate de reacție mai
ridicată. (Sergio Sanchez, 2017)
Toate enzimele sunt , de fapt , proteine. Cu toate acestea, fără prezența unui component
nonprot eic, numit cofactor , multor enzime proteice le lipsește activitatea catalitică. În acest caz,
componentul proteic inactiv al unei enzime este denumit apoenzimă și componentul proteic
activ, inclusiv cofactorul, sunt denumiți holoenzimă . Cofactorul poate fi o moleculă organică, iar
în acest caz dicutăm despre coenzimă sau poate fi un ion metalic. Unele enzime se leagă de un
cofactor mai puternic decât altele. Când u n cofactor este legat atât de strâns, este dificil să fie
înlăturat, fără să se producă schimbări asupra enzimei folosite, deseori acestea fiind denumite ca
grup prostetic .
Sintetizându -se cele descrise mai sus, sub forma unei diagrame:
COENZIMĂ
PROT EINĂ INACTIVĂ + COFACTOR
ENZIMĂ ION METALIC
PROTEINĂ ACTIVĂ

14
Tabel 1. Exemple de cofactori enzimatici
Ioni
metalici Enzima Coenzima Grupa
transferata Enzima
Cu2+
Zn2+
Mg2+
Mn2+

K+
Fe2+, Fe3+ Citocrom oxidaza
Alcool dehidrogenaza
Hexokinaza
Arginaza
Piruvat kinaza
Catalaza
Peroxidaza NAD+
FAD
PALPO
Biotina
FH 4 H+
H+
NH 2
CO 2
-CHO
-CH 3 Lactat dehidrogenaza
Succinat dehidrogenaza
Aspartat aminotransferaza
PropionilCoA carboxilaza
Timidilat sintaza
(Tabel preluat de pe sursa: http://www.scritub.com/biologie/ENZIME21326.php )

SCURTĂ ISTORIE A ENZIMELO R

Până în secolul nouăsprezece, se considera că fenomenele precum acrirea laptelui și
transformarea zaharurilor în alcool (prin procese de fermentație) pot avea loc doar prin
intermediul organismelor vii. În 1833, compusul activ ce descompunea zahărul a fost parțial
izolat și i s -a dat numele de diastază4, acum fiind cunoscut sub numele de amilază.

NOMENCLATURA ȘI CLASIFICAREA ENZIMELOR

NOMENCLATURĂ
Puțin mai târziu, o substanță care descompune proteinele din alimentele ingerate a fost
extrasă din sucul gastri c, fiind cunoscută sub numele de pepsină . Acestor enzime și celorlalte
preparate active li s -a dat denumirea generală de fermenți .
Termenul de „fermen t” a fost înlocuit , gradua l, cu termenul de ”enzimă”. Acest lucru a
fost propus prima dată de către Wilhelm Friedrich Kühne, în 1878 și provine din grecescul "en
zime", care înseamnă drojdie . În mod corespunzător, frații Eduard ș i Hans Büchner au arătat, în
1897, că procesul de fermentație al zaharurilor poate să aibă loc chiar și când se adaugă un
extract de drojdie, în absență de celule vii.

4 https://dexonline.ro/definitie/diastaz%C4%83 (diastáză sf [At: CONTEMPORANU L, III, 733 / P: di-a~ / Pl: ~ze /
E: fr diastase ] 1 (Blg) Ferment solubil care transformă diferite substanțe Si: enzimă.)

15
În 1926, James Summer a extras sub formă de cristale , ureaza , din extracte de boabe de
fasole și, în următorii ani, multe alte enzime au fost extrase, purificate și cristalizate. Odată ce
enzime purificate au fost disponibile, structura și proprietățile acestora au putut fi determinate.
În zilele noastre, enzimele formează un subiect amplu pentru cercetările științific e.
Acestea sunt folosite în spitale ca ajutor în diverse diagnostice și, datorită specificității acestora,
sunt de mare valoare ca reactivi analitici. Enzimele sunt încă folosite la scară largă în diverse
industrii, continuând și extinzând multe procese, c are au fost folosite de -a lungul istoriei.

CLASIFICARE
Potrivit Uniunii Internaționale de Biochimie (UIB) și în funcție de natura lor de reacție,
enzimele se împart în 6 mari categorii:
1. Oxidoreductaze;
2. Transferaze;
3. Hidrolaze;
4. Liaze;
5. Izomeraze;
6. Ligaze.

ROLUL ENZIME LOR ÎN INDU STRII
Utilizarea enzim elor în procesele industriale a u avut o importanță crucială încă de când s –
a realizat faptul că acestea pot face abstracție de temperaturile înalte, valori le extreme de pH, de
solvenți i organici și în același timp , oferind specificitate în altă pentru substrat, toxicitate scăzută,
puritatea produsului, reducerea impactulu i asupra mediului înconjurător și scurtarea timpului de
reacție.
Microorganismele constituie principala sursă de obținere a enzime lor, mai ales pentru că
produc enzime în co ncentrații considerabile în mediul extracelular. Screening -ul celor mai bune
enzime este un procedeu destul de simplu și permite, de asemenea, examinarea a mii de culturi
într-o perioadă relativ scurtă de timp.
Microorganismele folosite în producerea de e nzime includ aproximativ 50 bacterii și
ciuperci de tip GRAS (Generally Recognized as Safe) , precum Bacillus su btilis, Bacillus
licheniformis și diverse specii de Streptomyces . Ciupercile folosite sunt de obicei Aspergillus,
Mucor, and Rhizopus. Aceste mi croorganisme pot fi colonizate în cantități destul de mari, într -o
perioadă relativ scurtă de timp, prin metode stabilite de fermentație. Enzimele produse de
microbi sunt economic de obținut la scară largă datorită culturilor ieftine și a ciclurilor scurte de
fermentație.

16
Sunt peste 3000 de enzime cunoscute, dar numai un procent de 5% est e folosit în scopuri
comerciale . Peste 500 de produse comerciale sunt fabricate, folosindu -se enzime. (Binod
Parameswaran, 2013)
Enzimele teh nice majoritare sunt folosite în masă pentru fabrica rea de detergenți, textile,
piele, hârtie, biocombustibili. Alte aplicații ale acestora includ igiena casei , alimente le, hrana
pentru animale , substanțe le chimice și farmaceutice. Enzimele au proprietăți uni ce precum
acțiunea rapidă a ace stora, specificitate înaltă, bio degradabilitate, rată de produși de reacție
ridicată, abilitatea de a reacțion a în condiții blânde (de temperatură, pr esiune , pH etc) și
acționează ca și reducători în reciclarea materialelor.
În industria chimică, enzimele sunt folosite p entru a înlocui procesele chimice , dacă
prețurile lor sunt comparab ile cu produsele chimice de bază folosite. Uneori, utilizarea enzimelor
necesită mai puțină energie, se obțin produși de reacție cu u n titru ( cantitate de substanță activă,
exprimată în grame, care se află dizolvată într -un mililitru de soluți e)5mai mare, cu capacitate
catalitică ma i mare. Atunci când sunt folosite, enzimele dau mai puțini produși secundari , în
urma reacțiilor chimice și un volum mic de apă rezidulă.
Aproximativ 150 de biocatalizatori sunt folosiți în industria ch imică, iar acest număr va
crește concomitent cu folosirea acestora în aplicații în genetică și industria proteic ă. Enzimele
sunt, de asemenea, importante pentru industria farmaceutică. Acestea sunt folosite la prepararea
antibioticelor β-lactamice (antibiotice ce con țin un nucleu de β-lactamă , în molecula lor) , în
special a cefalosporinelor și penicilinelor semisintetice. Acest grup de antibiotice este extrem de
important, constituind până la 60 -65% din totalul antibioticelor de pe piață.
Enzimele sunt, de asemenea, implicate și în pr epararea medicamentelor chirale, care sunt
intermediari farmaceutici complecși chirali. De exemplu, esteraze le, proteazele, lipazele și
chetoreductazele sunt folosite în obținerea alcoolilor chirali, acizilor c arboxilici , aminelor și
epoxidelor (Brahmachari, 2016) .
Enzime le naturale nu sunt potrivit e în a fi utilizate în procesele de biocataliză industrială
ci trebuie să fie modificate. Culturile produse sunt de obicei modificate la nivel genetic, pentru a
le putea fi îmbunătăți te proprietățile, inclusiv rata de producție a ace stora. Cu ajutorul
tehnologiei ADN -recombin antă, a fost posibilă clonarea genelor ce produc enzime din micr obi,
multiplicându -le de sute și chiar mii de ori f ață de rata de producere a enzimelor de către
organismele nemodificate genetic, producătoare de enzime.
Datorită acestui fapt, industria enzimelor a acceptat rapid tehn ologia, iar ca și consecință,
s-a putut face trecerea de la culturi de enz ime care nu pot fi folosite în i ndustrie , la culturi
industrializate (Galante Yves M., 2003) .

5 https://dexonline .ro/definitie/titru

17
Screening -ul met agenomicii implică pregătirea

Metagenomic screening involves preparation of a genomic library from environmental
DNA and the systematic screening of the library for open reading frames potentially encoding
novel enzymes (Uchiyama and Miyazaki, 2009; Gilbert and Dupont, 2011). Metagenom ic
screening of particular habitats (arctic tundra, cow rumen, volcanic vents, marine environments,
and termite guts) has yielded enzymes such as lipase, oxidoreductase, amidase, amylase,
nitrilase, decarboxylase, epoxide hydrolase, and beta -glucosidase. A lthough Escherichia coli has
been the usual host for screening of foreign genes, the system has been improved by the use of
alternative hosts and expression systems such as Streptomyces lividans, Pseudomonas putida,
and Rhizobium leguminosarum. Genome mini ng involves exploring genome sequence databases
for genes encoding new enzymes. An example of a useful database is the NCBI database (NCBI
Microbial Genomes, 2013) which includes more than 2000 genome sequences and draft
assemblies. Two methods are used fo r the discovery of new enzymes. One of these, that is,
genome hunting, involves the search for open reading frames in the genome of a particular
microbe. Those sequences that are annotated as putative enzymes are subjected to subsequent
cloning, overexpres sion, and activity screening. A second approach, called data mining, is based
8 Biotechnology of Microbial Enzymes
on homology alignment among all sequences deposited in databases. Using bioinformatic
tools such as BLAST, the search for conserved regions between sequences yields homologous
protein sequences that are then considered candidates for further study.

Bibliography
Binod Parameswaran, P. P. (2013). Industrial Enzymes – Present status and future perspectives for India.
Journa of Scientific & Industrial Research , 271 -286. Preluat de pe
http://nopr.niscair.res.in/bitstream/123456789/17451/1/JSIR%2072%285%29%20271 -286.pdf
Brahmachari, G. (2016). Biotechnology of microbial enzymes. Production, biocatalysis and industrial
applications. London: Elsevier. Preluat de pe https://b -ok.cc/book/2800842/6bf989
Galante Yves M., F. C. (2003). Enzyme Application in Detergency and in Manufacturing Industries.
Current Organic Chemistry, 7 (13), 1399 -1422. doi:10.2174/1385272033486468
Husein el Handmed, C. R. (2016). Cosmeceuticals: peptides, proteins and growth factors. Journal of
Cosmetic Dermatology, 15 (4), 514 -519. Preluat de pe https://doi.org/10.1111/jocd.12229

18
J, S. C. (2017). Skin care products: What do they promise, what do they deliver. Journal of Tissue
Viability, 26 (1), 29 -36. Prelu at de pe https://doi.org/10.1016/j.jtv.2016.03.006
Palmer T., B. P. (2011). Enzymes (ed. second edition). Nottingham Trent University: Woodhead
Publishing 2007. Preluat de pe https://doi.org/10.1533/9780857099921.1.2
Sergio Sanchez, A. L. (2017). Biotechno logy of Microbial Enzymes Production, Biocatalysis and
Industrial Applications. (G. Brahmachari, Ed.) Amsterdam: Academic Press. Preluat de pe
https://doi.org/10.1016/B978 -0-12-803725 -6.00001 -7.
Skylar A. Souyoul, K. P. (March 2018). Nutraceuticals: A Revi ew. Dermatology and Therapy , volume 8,
pp 5-16.

SITOGRAFIE :
 http://www.miruna -estetic.ro/cosmetica/
 http://www.historyofcosmetics.net/cosmetic -history/history -of-cosmetics/
 https://ro.wikipedia.org/wiki/Cosmetic%C4%83