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UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN Industrial Capitulo 1 Escuela de Ingenieria Industrial

Biotecnologia

UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN Facultad de Ingeniería Arquitectura y Urbanismo ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

CURSO BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL Capitulo 1 Microbiologia de Alimentos y Fermentaciones MSc. Ing. Miguel Solano Cornejo 1

Microbiologia de Alimentos Los organismos microscópicos se dividen actualmente en tres grandes grupos: (1) Eubacteria ( bacterias), (2) Arqueobacterias ( bacterias ) (3) Eucariotas (levaduras, y protozoos)

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mohos,

algas

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Las mitocondrias son organelos autoreplicantes orgánulos y contienen su propio ADN (ácido desoxirribonucleico). 2

Microbiologia de Alimentos En Eucariotas, el citocromo y ácido tricarboxílico (TCA); mientras que en las Procariotas y Arqueobacterias los citocromos están en la membrana citoplasmática y las enzimas del TCA están en el citoplasma.

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Microbiologia de Alimentos Todas las bacterias pueden ser clasificadas de acuerdo a su reacción Gram. Las Gram (+) tiñen de Azul y las Gram (-) tiñen de Rojo. Las diferencias en la tinción Gram se deben a las diferencias en sus membranas citoplasmáticas. 4

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Microbiologia de Alimentos Todos los microorganismos se asignan a un grupo específico con respecto a la temperatura de crecimiento. Los Psicrófilos Obligados son aquellos organismos capaces de crecer cerca de 0 ° C pero no a 20 ° C. Los Psicrotrofos son capaces de crecer en o cerca de 0 ° C, pero muestran un crecimiento óptimo cerca de 25 ° C y pero son incapaces de crecer a 30 ° C. 5

Microbiologia de Alimentos Los Mesófilos crecen entre los 20º - 45° C con una temperatura óptima de crecimiento en el rango de 30 - 35 °C. Los Termófilos crecen en el rango de 45º – 65 °C.

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Las Termófilas Extremas son organismos que crecen a temperaturas desde los 70º-120 ° C. Hipertermófilas aún no han sido aislado de los alimentos; pero pueden ser empleadas en fermentaciones de alta temperatura. . 6

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Microbiologia de Alimentos La Levadura de panadería se obtuvo originalmente de la industria cervecera; la S. cerevisiae era de fermentación alta. Posteriormente la industria cervecera obtuvo cepas de la levadura de sedimentación baja obteniendo la S. carlsbergensis, que acelero la industria cervecera.

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Microbiologia de Alimentos Las bacterias pueden ser clasificadas en: 1. Aerobias Obligadas 2. Anaerobias Obligada 3. Anaerobias facultativa 4. Microaerófilos 5. Aerotolerantes Ello en función de su necesidad de oxigeno.

Microbiologia de Alimentos La levadura Candida utilis es anaerobia facultativas; pero con aireación y niveles de azúcar elevados el efecto de aglutinación no se observa. Asi se puede utilizar para convertir la lactosa residual del suero; asi como los azúcares de licor residual de la industria papelera en masa celular útil como alimento. 10

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Microbiologia de Alimentos Los microbios pueden ser clasificados por su capacidad de usar fuentes especificas de carbono; esto permite separar microbios. Por ejm si el organismo solo es capaz de crecer en un medio glucosa- sales minerales; las fuentes de carbono y energía especificas como metanol, colesterol, naftaleno, xilosa, etc. se pueden añadir como únicas fuentes de carbono para que sólo organismos los capaz de atacar estos sustratos únicos crecerán. 12

Microbiologia de Alimentos Los microbios muchas veces necesitan crecer con otros microbios presentes. La producción de vinagre es un ejemplo. Los azúcares de un zumo de fruta son fermentados por las levaduras a

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etanol, y después se colocan en un medio aeróbico, dando como resultado la conversión de alcohol a ácido acético (usualmente 4-5%) por las bacterias del ácido acético residentes.

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Microbiologia de Alimentos Algunos ejemplos de microorganismos usados en fermentaciones son: 1. Mohos Tiene un gran potencial enzimático, asi: A. Los penicilliums (P. camembertii, P. candidum, P. caseicolum) son usados en la produccion de quesos de moho superficial. Y otros como el Penicillium roqueforti se usan para quesos de moho profundo.

Microbiologia de Alimentos Otros dos ejemplos de esta Actividad Bioquimica Secuencial son: 1. La produccion de sake o vino de arroz donde interviene el Koji (Aspergillus oryzae) y levaduras (S. cereviseae). 2. La produccion de yogurt apartir de leche donde interviene el Lactobacillus bulgaricus y luego el Streptococcus thermophilus. 14

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B. El Penicillium nalgiovense produccion de embutidos.

se

usa

en

la 15

Microbiologia de Alimentos Las levaduras pueden desarrollar en presencia de oxigeno. Su acción puede ser regulada con inhibidores por ejm El Etanol en que a concentraciones de 8 a 18 % es toxico para las levaduras. El SO2 (sulfuroso) inhibidor mas de bacterias que de levaduras; pero la sensibilidad es variable, por ejm Zygosaccharomyces bailli y las Bretanomyces spp.; son mas resistentes que la Klockera spp. y las Pichia spp.

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Microbiologia de Alimentos En cuanto a las Bacterias su aplicación es mas amplia siendo los géneros mas usados: Bacterias Acido Lacticas.- Se caracterizan por producir altas cantidades de acido láctico y en menor cantidad otros compuestos. Los Géneros mas usados son Lactobacillus spp., Streptococcus spp., Leuconostoc spp. y Pediococcus spp. Se dividen en dos grupos importantes las Homofermentativas y las Heterofermentativas. 19

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Microbiologia de Alimentos Los levaduras Las estreptococos mas utilizadas son industrialmente son: homofermentativos; los mas conocidos son el 1. Saccharomyces cerevisiae Streptococcus lactis var ellipsoideus para ylos Streptococcus cremoris que procesos de fermentación acidifican forma de vinos. en espontanea de la leche. 2. Saccharomyces cereviseae El usada en panificación. Streptococcus participa en la thermophilus 3. Candida utilis usada para la produccion y en obtenciónde yogurt de proteína la maduración de quesos de mono celular. pasta cocida. 18 20

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Los lactobacilos pueden ser homo y hetero fermentativos tanto mesófilos como termófilos y producen mayor cantidad de acido láctico y proteasas, que aportan tanto factores de crecimiento para otras bacterias como saborizantes de productos lácteos. 21

Microbiologia de Alimentos Los Leuconostoc son heterofermentativos y esta cualidad les permite producir diferentes sustancias como otros acidos y productos como el diacetilo responsable del aroma de la mantequilla. La capacidad de producir y soportan el acido láctico se usa en la produccion y preservación de diferentes productos como el chucrut, las aceitunas negras y verdes, el salami.

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Microbiologia de Alimentos Las bacterias aceticas se caracterizan por poder oxidar el etanol a acido acetico. Son aerobias estrictas y Gram (-), los géneros mas comunes usados en la produccion de vinagre son los Acebacter aceti, A. pasteurianum y A. oxidans. 23

Microbiologia de Alimentos Los microbios útiles para procesos fermentativos deben poseer tres caracteristicas: 1. Capaces de desarrollarse en un sustrato, en condiciones ambientales controladas y poder ser cultivados en gran cantidad.

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2. Deben ser estables fisiológicamente en determinadas condiciones y producir las enzimas necesarias para la transformación química esperada. 3. Las condiciones de máximo desarrollo produccion deben ser sencillas de obtener.

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