Fermentacion Industrial Microbiologia

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA MICROBIOLOGÍA GENERAL 1

Microbiología Industrial Fermentaciones CARRASCO GONZALEZ JOSE DE JESUS GARDUÑO SU JOSE ANTONIO SANCHEZ CORONA GISELA BERENICE

FERMENTACIÓN

Es el conjunto de reacciones oxido-reducción internamente equilibrados mediante el cual las células obtienen energía a partir de compuestos orgánicos, producido por microorganismos y enzimas bajo condiciones anaeróbicas.

HISTORIA 10.000 a.C. Vino y probablemente vinagre  5.000 a.C. Cerveza, queso y otros productos lácteos fermentados  4000 a.C. Pan  1000 a.C. Bebidas alcohólicas destiladas  1680 A. van Leeuwenhoek. Nacimiento de la tecnología microbiana. Primera observación de levaduras de cerveza 

   

 

1781 Producción de levadura de panadería prensada 1836 Caracterización de las levaduras como materia viva 1847 Fermentaciones llevadas a cabo por hongos 1856 L. Pasteur. Confirmación del papel fermentador de las levaduras en vino y la cerveza. 1881 R. Koch. Desarrollo de técnicas para la obtención de cultivos puros. Producción de ácido láctico por fermentación

1879-1919 Producción industrial de levaduras de panaderías  1935 Producción de vitamina B12 por fermentación  1973 Desarrollo de las técnicas de clonación y nacimiento de la Ingeniería Genética 

IMPORTANCIA DE LA FERMENTACION EN LA INDUSTRIA Empleo de microorganismos vivos, generalmente a gran escala, para la obtención y mejora de productos útiles, como los alimentos y los medicamentos.

USOS DE LA FERMENTACIÓN EN LA INDUSTRIA 1. Alimentos fermentados a) Proceso espontáneo b) Efecto conservante -Producción de ácidos orgánicos -Descenso del pH -Producción de sustancias tóxicas c) Aumento del valor nutritivo de los alimentos d) Incremento de la digestibilidad mediante la reducción de los niveles de sustancias tóxicas y de antinutrientes. e) Modificación de las características organolépticas del alimento fermentado (aroma, sabor, textura)

REQUISITOS DE LAS CEPAS INDUSTRIALES 1. Posibilidad de obtener cultivos puros 2. Genéticamente estables 3. Fácil de mantener por largos períodos| de tiempo 4. Tasa rápida de producción de formas de propagación 5. Tasa rápida de crecimiento en preinóculo y en fermentador

6. Nutricionalmente poco exigentes 7. Autoprotección (bajada de pH, temperatura óptima extrema, producción de agentes antagonistas, etc). 8. Producción rápida de los metabolitos de interés 9. Fácil separación entre el producto y el microorganismo 10. Producción mayoritaria del metabolito de interés 11. Falta de producción de sustancias tóxicas

FERMENTACIÓN DE LOS ALIMENTOS Bebidas alcohólicas  Fabricación del queso  Fabricación del pan  Productos cárnicos fermentados  Vinagre 

PRODUCCION DE BEBIDAS ALCOHÓLICAS Las bebidas alcohólicas se producen especialmente a partir de cereales, frutas y productos azucarados. Cerveza Vino Sidra

Ron,

etc.

Aproximadamente el 96% de la fermentación del etanol se lleva acabo mediante cepas de:  Saccharomyces cerevisiae  Saccharomyces uvarum  Kluyveromyces fragilis  Kluyveromyces lactis 

FABRICACIÓN DE QUESO 

Alimento lácteo obtenido por la coagulación enzimática de la leche mediante los microorganismos de géneros :



Lactococcus Streptococcus Lactobacillus Leuconostoc Bifidobacterium Pediococcus

 

 



PAN

El pan es un alimento básico elaborado generalmente con cereales, usualmente en forma de harina, y un medio líquido, habitualmente agua.

MICROORGANISMOS DEL PAN Saccharomyces cerevisiae, Candidas, Torulopsis, Lactobacillus brevis y L. plantarum, Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus faecium, Pediococos y Lactococos. Fundamentalmente, producen etanol, CO2, y algunos precursores de aromas.

FERMENTACIÓN PANARIA Fermentación alcohólica la cual el producto principal no es el alcohol, sino el CO2

PRODUCTOS CÁRNICOS FERMENTADOS Proceso para prevenir la proliferación microbiana  Pediococcus  Stafilococcus carnosus  Micrococcus 

VINAGRE

PRODUCCIÓN DE VINAGRE 

Base de azúcar.



Dos fermentaciones: fermentación alcohólica fermentación acética.

FERMENTACIÓN ACÉTICA 

Producida por Acetobacter.



La fermentación acética del vino.



Oxidación del alcohol en presencia del oxígeno.



Requieren de oxígeno para su crecimiento y actividad.



Rara vez actúa exclusivamente sobre los carbohidratos.

REACCIÓN DE LA FERMENTACIÓN ACÉTICA



C2 H5 OH + O2 Etanol Oxígeno

Acetobacter aceti

CH3COOH + H2O Acido Acético Agua PRODUCTOS FINALES

PRODUCTOS QUÍMICOS Y ADITIVOS ALIMENTARIOS Vitaminas  Ácidos orgánicos  Aminoácidos  Biopolímeros  Insecticidas microbianos 

VITAMINAS Producción de Vitamina B12  Propionibacterium  Speudomonas denitrificans Producción de Riboflavina.  Ashbya gossypii  Bacillus subtilis

AMINOÁCIDOS Producción de nutrientes y saborizantes por la biotransformación de precursores mediante microorganismos. Corynebacterium spp  Brevibacterium spp 

BIOINSECTICIDAS Productos utilizados para controlar insectos basado en el empleo de esporas de células vegetativas de microorganismos patógenos de estos animales Bacillus

thurigiensis Bacillus sphaericus Bacillus popilliae

PRODUCTOS DE USO MÉDICO

 Antibióticos  Vacunas  Transformaciones

de esteroides

ANTIBIÓTICOS Producción de metabolitos secundarios que inhiben los procesos de crecimiento de otros microorganismos Penicillium

notatum Penicillium thrysogenum Bacillus licheniformis Streptomyces aureofaciens

VACUNAS Células microbianas vivas o muertas, virus y productos extracelulares naturales o modificados. Mycobacterium

tuberculosis Bordetella pertussis (tosferina) Salmonella typhi

TRANSFORMACIÓN DE ESTEROIDES Producción de enzimas específicas para el acoplamiento a esteroides Rhizopus

nigricans Aspergillus ochraceus Curvularia lunata Cunninghamella blakesleana

Referencias bibliográficas Brock thomas D. Microbiología. 6a edición: 1993; México: Prentice-Hall hispanoamericana  John T. Nickerson. Microbiología de los alimentos y sus procesos de elaboración. 1978;editorial Acribia; Zaragoza: España.  Bob A. Freeman. Microbiología de Burrows. 22ava edición: 1989; Interamericana-McGraw Hill: México DF  NMX-Z-13-1977 Guía para la redacción, estructuración y presentación de las Normas Mexicanas. 

Referencias bibliográficas C.M. Bourgeois; J.P. Larpent. Microbiología alimentaria. Vol. II. Fermentaciones alimentarias. 1995. Editorial Acribia: Zaragoza: España  J.S. Hough. Biotecnología de la cerveza y de la malta. Editorial Acribia: Zaragoza: España, 1990. 