Incluso a 100 °C, la enzima encapsulada se mantuvo activa. A esta temperatura, llegó a actuar incluso aproximadamente el doble de rápido que a temperatura ambiente. La enzima protegida, que se utiliza como biocatalizador, siguió siendo eficaz incluso tras un uso repetido. En un montaje experimental diseñado para estudiar su reutilización, su rendimiento se mantuvo prácticamente inalterado a 100 °C a lo largo de doce ciclos de reacción.

«Al inicio de los trabajos, la pregunta fundamental de investigación era qué métodos podían utilizarse para impedir el despliegue de las enzimas, incluso a altas temperaturas y en condiciones de reacción adversas», afirma la Dra. Jianing Yang, autora principal del estudio. «Se demostró que las enzimas adquieren las propiedades deseadas mediante su incorporación a medida en compuestos de jaula».

En la serie research_tv, el Prof. Dr. Harald Gröger y el Dr. Jianing Yang presentan cómo su nuevo enfoque de reacción supera las limitaciones térmicas en los procesos biocatalíticos.

Importancia para la industria química

La ventaja de la elevada estabilidad térmica va más allá de la propia enzima. Algunas sustancias químicas de partida son sólidas a temperatura ambiente y no se funden hasta alcanzar temperaturas de 100 °C o superiores. Hasta ahora, para llevar a cabo reacciones enzimáticas, a menudo era necesario mezclar primero estas sustancias con un disolvente, lo que complicaba el proceso.

Sin embargo, con el nuevo procedimiento, los investigadores pueden utilizar las sustancias directamente en estado fundido. En sus experimentos lograron, entre otras cosas, una reacción a 110 °C. Otros ensayos demostraron que el método también funciona a temperaturas de hasta 120 °C. Las reacciones se llevaron a cabo sin necesidad de disolventes orgánicos.

Esto resulta interesante para la industria química: un posible campo de aplicación es la fabricación de ésteres. Se utilizan, entre otras cosas, en productos cosméticos, perfumes y plásticos, donde muchas de las materias primas tienen puntos de fusión superiores a los 100 °C.

Utilizar enzimas donde hasta ahora no era posible

«Nuestro objetivo era lograr que los procesos biocatalíticos pudieran aplicarse de forma eficiente incluso en aquellos ámbitos en los que hasta ahora se consideraba imposible», afirma Gröger, director del grupo de trabajo de Química Orgánica Industrial y Biotecnología de la Universidad de Bielefeld y coautor del estudio. «Queremos seguir desarrollando la investigación de forma sistemática hacia la aplicación práctica e impulsar su transferencia a los procesos industriales».

Hütten, catedrático emérito de Física en Bielefeld y también coautor del estudio, investigó junto con su equipo, entre otras cosas, la estructura del material y cómo queda encapsulada la enzima en su interior. «Hemos analizado la estructura del material con un microscopio electrónico de transmisión de alta resolución, lo que nos ha permitido obtener información sobre el interior de la estructura polimérica porosa», explica el investigador. «Supuso un reto especial, ya que el material no tiene una estructura regular como la de un cristal». Estos análisis fueron fundamentales para comprender cómo está construida la estructura porosa y cómo queda encapsulada la enzima.

Perspectivas

Esta colaboración también pone de manifiesto cómo una cuestión científica fundamental puede dar lugar a una posible aplicación industrial. Los investigadores han mantenido ya conversaciones con empresas de diversos sectores. El objetivo es seguir desarrollando el proceso y ampliarlo a otras enzimas y procesos industriales. Para ello, aún son necesarias más investigaciones, entre otras cosas sobre la estabilidad a largo plazo de los biocatalizadores y sobre la adaptación del proceso a escala industrial.

Esta investigación ya fue galardonada a principios de 2026 con el Premio Jörg Schwarzbich al Inventor 2025. Este premio, dotado con 40 000 euros, lo otorgan la Asociación Universitaria de Bielefeld y la Universidad de Bielefeld, y reconoce los inventos científicos con un elevado potencial de innovación y aplicación.

Publicación original: Jianing Yang, Inga Ennen, Judith Bünte, Andreas Hütten, Harald Gröger: Síntesis eficiente catalizada por lipasa a ≥100 °C mediante el encapsulado de un biocatalizador en un polímero orgánico poroso, Angewandte Chemie Novit, publicado el 21 de julio de 2026; DOI: 10.1002/anov.70023,