BIOTECNOLOGIA MICROBIANA

BIOTECNOLOGIA MICROBIANA

Uso de M.O. para produccin de alimentos

Alimentos lcteos, no lcteos, bebidas alcohlicas, SCP, aditivos para alimentos

Microbiologa industrialFermentaciones industriales, productos farmacuticos, productos de ingeniera gentica

BIOTECNOLOGIA MICROBIANA Microbiologa agrcola

(biofertilizacion, inoculantes microbianos que aumentan el rendimiento de cosechas, control biolgico de pestes agrcolas)

Tratamientos de aguas y disposicin de basura(tratam. de agua y disposicin de basuras, evaluacin de la calidad del agua)

M.O. como suplementos de fuentes naturalesproduccin combustibles, bomineria

BIOTECNOLOGIA MICROBIANA

Tres categoras de productos microbianos son de importancia industrial

Metabolitos primarios Metabolitos secundarios Enzimas

METABOLITOS PRIMARIOS

Compuestos que pueden ser intermediarios o productos finales de vas metablicas esenciales para el crecimiento del M.O.

Ej. azucares, AA, vitaminas, nucletidos, c. orgnicos y alcoholes

Normalmente se producen en gran abundancia en la fase logartmica.

METABOLITOS SECUNDARIOS

Compuestos no esenciales para el crecimiento y su rol en muchos casos es desconocido en general, son compuestos de bajo peso molecular y se acumulan durante la fase estacionaria.

Ej. Antibiticos.

PRODUCTOS LCTEOS Leche como materia prima para la industria

La calidad depende de la higiene y de la composicin.

La higiene se relaciona con la calidad bacteriolgica y con el contenido de clulas somticas.

La composicin de la leche se refiere a su contenido en: grasas, protenas y slidos.

La composicin de la leche se puede alterar por manejo nutricional o por mejoramiento gentico.

PRODUCTOS LCTEOS

Composicin de la leche se puede alterar para preservarla.

A mediados del siglo 19 se comenz a hacer procesos de evaporacin, posteriormente de esterililizacin.

Si se tiene leche fresca sin agitar es posible separar la crema, la que se va a procesar para producir mantequilla y queso, la parte de abajo con poca crema se lleva a deshidratacin.

PRODUCTOS LCTEOS

Composicin normal de la leche

3.6% grasa cidos grasos esenciales 3.2% protena 4.7% lactosa

Vitaminas, minerales, Ca.

PROCESAMIENTO DE LA LECHE En fabricacin de quesos se concentran protenas

y grasas, se reduce H2O y se eliminan carbohidratos.

Ultrafiltracin: microfiltracin a alta presinaltera la composicin (concentracin de protenas y grasas queso

Aplicacin de calor es beneficioso ya que reduce la carga microbiana y elimina patgenos

Es tambin perjudicial ya que desnaturaliza protenas: inmunoglobulinas y enzimas. Tambin disminuye actividad de las vitaminas.

CONTENIDO DE COLESTEROL EN LA LECHE

10-15 mg/100ml leche Colesterol

0.2-04% lip-tot 75% colesterol disuelto en la grasa

10% en membrana del glbulo graso

15% en leche descremada Su reduccin es importante en la dieta

TRATAMIENTOS TRMICOS A LA LECHE

Pasteurizacion de la leche72oC por 16 seg. o 63C por 30 minutosPoco efecto sobre la calidad de la leche

Esterilizacin de la leche120c por 20 minutos

Proceso UHT135 - 145C por varios segundosSe producen cambios en la leche: tienden a coagular, formar geles o precipitar durante el almacenamiento.

PRODUCTOS LCTEOS La leche puede ser fermentada para producir

queso, yogurt, crema cida, o mantequilla por bacterias del cido lctico y streptococos.

Productos tienen menor contenido de agua (-a w) Menor facilidad para ser decompuestos por M.O.

(mas estables) Vara el pH Larga duracin comparada con la leche Leche debe ser previamente pasteurizada Producto obtenido depende del tipo de leche, de

los M.O.inoculados y de las condiciones del procesamiento.

El crecimiento de M.O. en la fermentacin de la leche, no slo sirve para preservarla sino adems para producir inicialmente cido lctico desde lactosa sino tambin resulta en una variedad de productos metablicos y actividades enzimticaslos cuales llevan a una vasta variedad de leches fermentadas y quesos disponibles hoy en da.

Las sustancias antagnicas que producen estas bacterias seran cidos orgnicos: lctico, actico, propinico, H2O2, bajo pH, aw reducida en quesos.

Se ha demostrado actividad inhibidora sobre una variedad de M.O. patgenos: Salmonellas, S. aureus, E. coli, Listeria, etc.

Tambin se ha demostrado la produccin de Bacteriocinas, protenas que inhiben el desarrollo de otros M.O.

Histricamente estos cultivos mixtos se desarrollaron por crecimiento de contaminantes naturales de la leche.

Existen evidencias que dan cuenta del uso de mtodos de preservacin de la leche desde hace unos 8.000 a 9.000 aos.

Hoy se conoce la mayora de las especies y gneros de estos iniciadores, siempre quedan algunos desconocidos.

MICROORGANISMOS EN FERMENTACIONES LCTEAS

Cultivos Productos finales Lactococcus lactis s lactis c. lctico Lactococcus lactis s cremoris c. lctico Lactococcus lactis s lactis diacetilo,CO2,

biovar. diacetylactis acetaldehdo Streptococcus salivarius s c. lctico,

thermophilus acetaldehdo Lactobacillus c. lctico, c. actico, c. grasos Leuconostoc CO2, diacetilo, etanol Propionibacterium CO2, c. propinico Levaduras, hongos Desacidificacin, liplisis,

CO2, protelisis

PRODUCCIN DE QUESO

Comienza con acidificacin mediante conversin de lactosa en cido lctico por accin de determinados microorganismos.

Queso roquefort se obtiene por el crecimiento de Penicilium roqueforti

Propionibacterias producen cido propinico que se acumula en los hoyos del queso suizo.

PRODUCCIN DE QUESO Acidificacin de la leche permite que las protenas

coagulen. Se puede agregar renina (proteasa) se forma el

cuajo, que separado del suero forma requesn o queso fresco de campo.

Cuando la crema en lugar de leche se cuaja el producto es queso crema.

Tambin se puede hacer otros tipos de queso: se calienta para eliminar la humedad y se deja madurar mediante actividad bacteriana adicional.

PRODUCCIN DE QUESO

Dependiendo del contenido de humedad es el tipo de queso que se obtiene. Los M.O. usados para madurar el queso, hidrolizan protenas y grasas y adems dan determinados sabores, flavores y aspecto al queso.

Ej. Brie y Camember son quesos suaves

PRODUCCIN DE YOGURT Tambin la leche puede ser acidificada y

aromatizada mediante fermentacin controlada para producir yogurt. Lactobacillus bulgaricus y Streptococus termophilus convierten:lactosa ac. lctico, acetaldehdo

La temperatura utilizada normalmente es 40oC. Se utilizan en una relacin 1:1para obtener el

flavor y la textura adecuada. S. termophilus producira formiato el que

estimulara el crecimiento de L. bulgaricus, pero no sera el nico sustrato limitante.

PRODUCTOS LCTEOS FERMENTADOS

Otra leche acidificada es el kefir, producida por la fermentacin de bacterias del cido lctico y levaduras que producen algo de alcohol.

Mantequilla se obtiene por fermentacin de nata de leche pasteurizada diacetilos.

Los productos que se hacen por fermentacin de leche, adems de ser consumidos por su sabor o por su valor nutricional, tambin aportaran una accin antipatognica sobre el intestino humano.

Leche sin lactosa

BIOTECNOLOGA EN PRODUCTOS LACTEOS

Se aplica ingeniera gentica con el objeto de mejorar la calidad de las protenas (caseina)

k-Caseina mejora la cuajada

Aumentando el rendimiento en quesos

FABRICACIN DE PAN

FABRICACIN DE PAN

La fabricacin del pan se origin hace miles de aos atrs y lo mismo que el vino, la cerveza, el queso y las leches fermentadas se encuentra entre los productos ms antiguos modificados microbiolgicamente.

En los pueblos (civilizaciones) ms antiguos el pan fue la mas importante fuente nutricional y energtica. (Egipto, Grecia, Babilonia y Roma).

En estas civilizaciones tambin avanzaron en el arte de hornear, de moler el trigo, etc.

FABRICACIN DE PAN

El trigo es el grano ms importante en la fabricacin del pan por su superior valor nutritivo y textura respecto de otros granos como cebada, avena, centeno, maz y arroz.

Tambin otros tipos de masas preparados a partir de macerados de almidn provenientes de cassava y otras plantas o de legumbres (poroto de soya).

FERMENTACIN DE LA MASA

Cualquiera sea el grano utilizado y aunque es convertido en masa y horneado, siempre se encontrarn poblaciones de M.O. presentes, usualmente como habitantes nativos de las materias primas utilizadas.

Sus actividades fermentativas afectarn en distintos grados la textura, el flavor, color y caractersticas nutricionales del producto final.

FERMENTACIN DE LA MASA

Las especies microbianas y su concentracin en la mezcla de fermentacin puede cambiar con las diferentes harinas utilizadas, la naturaleza del lquido y otras adiciones a la masa, as como la forma en que se maneja la masa antes de que sea calentada por vapor, horneada o frita.

Las fermentaciones durante la fabricacin del pan son producidas en la mayora de los casos por unas relativamente pocas especies de levaduras y de ciertas bacterias formadoras de cido lctico.

FERMENTACIN DE LA MASA

Cuando los M.O. fermentadores producen dixido de carbono desde los azucares presentes o agregados a la masa, lo distribuyen en la masa generando celdillas y aclaran o alivianan la masa.

Varios tipos de M.O. pueden ser usados para fermentar la masa:

FERMENTACIN DE LA MASA

Mezclas de levaduras y bacterias que crecen espontneamente en el batido y en la masa.

Iniciadores cidos para el hogar o pastelera que son mantenidos por transferencia a sustratos frescos.

Cultivos iniciadores comerciales para acidificar las masas obtenidos con monocultivos de cepas de lactobacilos heterolcticos .

Levadura de panificacin Saccharomyces cerevisiae, la mas utilizada en el mundo.

FERMENTACIN DE LA MASA

La adicin intencional de cultivos conocidos de levaduras y/o bacterias a la masa de panificacin ayuda a la masa a obtener un control sobre el ambiente microbiano, especialmente la regulacin de la velocidad de fermentacin y los cambios fsicos que afectan la textura, el flavor, la apariencia del pan horneado.

FERMENTACIN DE LA MASA DEL PAN BLANCO

La masa del pan blanco consiste de harina de trigo, agua, levadura y cloruro de sodio en la proporcin de 100:65: 2:2.

Se pueden agregar otros ingredientes con el propsito de modificar el flavor o el valor nutricional. Entre estos estn azucares (glucosa o sacarosa) leche no grasa en polvo y grasas.

FERMENTACIN DE LA MASADEL PAN BLANCO

Debido al contenido en gluten, protena compleja del trigo, se forma una masa elstica, la cul retiene los gases que se producen.

La accin de las levaduras resulta en la produccin y migracin de dixido de carbono en una red de compartimentos celulares. Estos cambios aumentan el volumen de la masa y mejoran su palatabilidad.

FERMENTACIN DE LA MASADEL PAN BLANCO

Otros productos metablicos de la fermentacin y del proceso de horneado, contribuyen al aroma y flavor del pan horneado.

La harina de trigo contiene alrededor de 0.5% de azcares fermentables, especialmente glucosa, fructosa, sacarosa, maltosa y glucofructosanos en cantidades que son adecuados para una rpida y sostenida fermentacin.

FERMENTACIN DE LA MASADEL PAN BLANCO

En ausencia de azcares agregados, las levaduras rpidamente metabolizan glucosa, luego fructosa y maltosa.

Mas maltosa llega a estar disponible desde la masa en las ltimas etapas a travs de la accin hidroltica de las amilasas de la harina sobre el almidn contenido en los grnulos de almidn fracturados.

FERMENTACIN DE LA MASADEL PAN BLANCO

Bioqumicamente el proceso de fermentacin procede por la Va de Emden-Mayerhof o va glicoltica rindiendo aproximadamente 0.47g CO2 (270 ml) y 0.48 g de etanol por g de glucosa fermentada. Otros productos incluyen glicerol, cido succnico y pequeas cantidades de aldehdos, cetonas, esteretlico y otros componentes.

FERMENTACIN DE LA MASADEL PAN BLANCO

Bacterias del cido lctico siempre acompaan a las levaduras de panadera.

Los ms altos nmeros encontrados son 100 millones de clulas por gramo de levadura.

cidos lctico y actico se encuentran presente en las masas de pan blanco y son los ms importantes cidos residuales en el pan terminado.

El cido lctico es un lquido sin color, casi sin olor con un fuerte gusto cido.

FERMENTACIN DE LA MASADEL PAN BLANCO

El cido actico se caracteriza como un cido dbil con un olor frutoso y sus diluciones tienen un gusto agradable.

Se han reportado niveles de 50-100 mg de cido lctico y 10 a 50 mg de cido actico por libra de pan.

Los esteres etlicos pueden tambin aumentar el flavor del pan.

BIOTECNOLOGIA MICROBIANABIOTECNOLOGIA MICROBIANABIOTECNOLOGIA MICROBIANABIOTECNOLOGIA MICROBIANAMETABOLITOS PRIMARIOSMETABOLITOS SECUNDARIOSPRODUCTOS LCTEOSPRODUCTOS LCTEOSPRODUCTOS LCTEOSPROCESAMIENTO DE LA LECHECONTENIDO DE COLESTEROL EN LA LECHETRATAMIENTOS TRMICOS A LA LECHEPRODUCTOS LCTEOSMICROORGANISMOS EN FERMENTACIONES LCTEASPRODUCCIN DE QUESOPRODUCCIN DE QUESOPRODUCCIN DE QUESOPRODUCCIN DE YOGURTPRODUCTOS LCTEOS FERMENTADOSBIOTECNOLOGA EN PRODUCTOS LACTEOSFABRICACIN DE PANFABRICACIN DE PANFABRICACIN DE PANFERMENTACIN DE LA MASAFERMENTACIN DE LA MASAFERMENTACIN DE LA MASAFERMENTACIN DE LA MASAFERMENTACIN DE LA MASA FERMENTACIN DE LA MASA DEL PAN BLANCOFERMENTACIN DE LA MASA DEL PAN BLANCOFERMENTACIN DE LA MASA DEL PAN BLANCOFERMENTACIN DE LA MASA DEL PAN BLANCOFERMENTACIN DE LA MASA DEL PAN BLANCOFERMENTACIN DE LA MASA DEL PAN BLANCOFERMENTACIN DE LA MASA DEL PAN BLANCO