FERMENTACIONES INDUSTRIALES
Cateryna Aiello Mazzarri, MSc., Ph.D. Escuela de Ingeniería Química Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia ®2013
TEORÍA
TEMA 1: CONCEPTO, DESARROLLO HISTORICO DE LAS FERMENTACIONES INDUSTRIALES
TEMA 2: MICROORGANISMOS Y MEDIOS DE CULTIVO
TEMA 3: ESTERILIZACIÓN
TEMA 3: CRECIMIENTO MICROBIANO
TEMA 4: FERMENTACIONES: tipos y productos
TEMA 5: BIOREACTORES
LABORATORIO
PRÁCTICA 1: RECORRIDO POR LOS LABORATORIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS Y FERMENTACIONES INDUSTRIALES
PRACTICA 2: ELABORACION DE VINO PRACTICA 3: ELABORACION DE YOGURT
TEMA 1: CONCEPTO, DESARROLLO HISTORICO Y FUTURO DE LAS FERMENTACIONES INDUSTRIALES
• Definiciones básicas
• Desarrollo Histórico
• Estado Actual y Perspectivas Futuras
• Ética y Riesgos
MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL
Parte de la Microbiología que se ocupa de las aplicaciones industriales de los microorganismos, así como también de los procesos industriales catalíticos basados en el uso de microorganismos.
BIOTECNOLOGIA MICROBIANA
Ámbito de la Microbiología orientado hacia la producción de elementos de interés industrial mediante procesos en los cuales intervenga , en algún paso, uno o mas microorganismos
FERMENTACIONES INDUSTRIALES
Son procesos de transformación de una sustancia orgánica en otra utilizable, producida mediante un proceso metabólico por microorganismos o por enzimas que provocan reacciones de oxido reducción, de las cuales el organismo productor deriva la energía suficiente para su metabolismo.
DEFICNICIÓN DE FERMENTACIÓN
Proceso metabólico llevado a cabo por microorganismos, bacterias y levaduras bajo condiciones aeróbicas y anaerobias obteniendo energía y teniendo características físico-químicas controladas.
Es un proceso en el que se potencia deliberadamente el crecimiento de los microorganismos que consumen una cantidad de sustrato y enriquecen, por medio del cultivo los productos de su metabolismo.
El proceso de fermentación es producido por acción de las enzimas cambios químicos en las sustancias orgánica.
La fermentación es un proceso de oxidación incompleto, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones.
FERMENTACION AEROBICA
FERMENTACION ANAERÓBICA
Para llevar acabo la fermentación se requiere conocer: • el sustrato idóneo y sus características físico-químicas • microorganismos idóneo y su cinética de crecimiento
DEFINICIÓN DE FERMENTACIÓN
La arqueología ha revelado la actividad biotecnológica empírica del hombre en la antigüedad
HISTORIA
Las Fermentaciones tienen su origen hace miles de años con las
manipulación de los alimentos que realizaban os hombres de edades
pretéritas
Elaboración del vino en el antiguo Egipto. Un
fresco que data de alrededor de 1400 AC.
Metropolitan Museum of Art
La utilización de la cerveza y el vino se
remonta a aproximadamente 9000 años.
Desde Mesopotamia y Egipto se
extendió hacia toda Eurasia
El hombre sin saberlo ejerció presión
selectiva sobre la levadura que lleva a
cabo los procesos fermentativos y que
hoy conocemos como:
Saccharomyces cereviciae
Vino y Cerveza: Bebidas Milenarias
Elaboración del pan en el antiguo Egipto, en los
tiempos del bajo imperio, época de Ramsés II
Fuente: www.scientificphysic.com
Pan: Cultura y Nutrición
Todas las culturas antiguas, desde
Mesopotamia, pasando por Egipto,
Grecia y Roma conocían y
guardaban celosamente los
fermentos para la elaboración de
pan.
Millares de tipos de pan se
elaboran en el planeta
Productos fermentados de Leche
También llamados Derivados Lácteos Fermentados,
producidos por la acción de bacterias ácido lácticas (BAL)
Lactobacillus, Lactococus o Leuconostoc
DUALIDAD
IMPORTANTE
• Aumento de vida útil
• Mejora la digestibilidad
Existen evidencias de productos fermentados de leche
desde hace 10.000 años.
Productos fermentados de Leche
• Yogurt
• Suero de mantequilla (USA,
Canadá)
• Leche acidophilus (USA, Canadá)
• Kiselo mlyako (Bulgaria)
• Sauermilk o dickmilk (Alemania)
• Zure melk (Países Bajos)
• Lapte bâtut (Rumania)
• Filmjőlk o fil (Suecia)
• Surmelk o kulturmelk (Noruega)
• Piimä y viili (Finlandia)
• Amasi (Sudafrica)
Levaduras
Empieza a considerarse a las levaduras como una cosa viva, idea que fue ridiculizada por los químicos de la época entre ellos Berzelius.
Microscopio original Leeuwenhoek, Colección Nachet, Parigi
1680
Leeuwenhoek, fue el primero en observar las levaduras al examinar gotas de cerveza fermentada en microscopio primitivo.
1836
Louis Pasteur
Experimento de Pasteur
Louis Pasteur define el papel de los microorganismos y funda la ciencia de la microbiología. Hizo importantes contribuciones en el campo de la química orgánica a mediados del siglo XIX:
Desarrolló varias vacunas, incluida la de la rabia.
Desautorizó la teoría de la generación espontánea.
Desarrolló la teoría de los gérmenes para determinar la causa de muchas enfermedades.
1861
Penicilina
1928 1945
Descubierta por
Alexander Fleming
Se probó que la
sintesis química
era muy dificil
Se seleccionó la ruta de la
Fermentación
Esfuerzos para incrementar la producción
•Selección de la línea celular
•Optimización del medio
•Desarrollo del proceso
Producción a
gran escala
+15 años
1945
Watson y Crick
James Watson y Francis Crick, futuros ganadores del Premio Nobel, descubrieron la estructura de doble hélice del ácido desoxirribonucléico, conocido como ADN. El ADN transmite la información hereditaria de una a otra generación
1953
RESTRICTASA 1970
Hamilton Smith y Daniel Nathans descubrieron (accidentalmente) la enzima restrictasa capaz de reconocer y cortar el ADN en secuencias específicas. Premio Nobel en 1978
INGENIERIA GENETICA
Utilizando la técnica de "empalme de genes" o "tecnología de ADN recombinante", se puede añadir información genética para crear una nueva proteína la cual proporciona nuevos caracteres, tales como la resistencia a enfermedades o pestes.
Dolly
1996
GENOMA HUMANO
En febrero, se publicó el mapa del genoma humano adelantándose, en varios años, a la fecha en que tenía previsto finalizarse este proyecto.
La secuencia del genoma es ya una realidad, sin embargo, aún queda por conocer la función de cada uno de los genes localizados, saber cómo interactúan unos con otros, cómo se regula su actividad y de qué manera actúan las proteínas que éstos codifican.
2001
Modificación genética
• Desarrollo de cepas microbianas
de uso industrial, por ejemplo
bacterias que producen
enzimas, proteínas humanas y
compuestos químicos de uso
industrial
• Desarrollo de microorganismos
resistentes a altas temperaturas
y concentraciones de sales
• Desarrollo de cultivos y plantas
altamente energéticos o
resistentes a plagas y
enfermendades
Ética y Riesgos
“La ciencia puede descubrir lo que es cierto,
pero no lo que es bueno, justo y humano.”
Marcus Jacobson
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