I. INTRODUCCION

El cido lctico es un cido orgnico natural de importancia industrial en las aplicaciones farmacuticas como electrolito y fuente de minerales; en la industria cosmtica como, antimicrobiano y rejuvenecedor de la piel; como neutralizante, solvente y agente limpiador en la industria qumica y en la industria alimentaria como acidulante, preservante y antimicrobiano, y se utiliza en una gran variedad de alimentos procesados como caramelos, productos de panadera, sopas, etc. La produccin biotecnolgica del cido lctico ha adquirido gran importancia debido a los beneficios ambientales y al uso de recursos renovables en lugar de los petroqumicos. Hay numerosas investigaciones sobre el desarrollo de mtodos biotecnolgicos para la produccin de cido lctico, con el objetivo de hacer el proceso ms eficiente y econmico.

La produccin biotecnolgica de cido lctico ofrece varias ventajas como el bajo costo de los sustratos, bajas temperaturas de produccin y bajo consumo de energa Las recientes investigaciones estn enfocadas a encontrar nuevas y efectivas Fuentes nutricionales y nuevas tcnicas de fermentacin encaminadas a alcanzar altas conversiones de sustrato y altos rendimientos en cido lctico

En 1923 se inici la primera fermentacin prctica para la produccin de este cido orgnico utilizando microorganismos que crecian sobre la superficie de los cultivos. En la actualidad el uso de hongos para la elaboracion de importantes productos comerciales ha aumentado rapidamente en los ultimos tiempos ,instaurando un marco en el cual el cido ctrico se ha posicionado como el mayoracido organico producido por fermentacin con Aspergillus niger, a la vez que es ampliamente usado en la industria de alimentos, bebidas, farmaceutica, quimica entre otras . Los microorganismos capaces de producir y acumular acido citrico son las especies de los gneros Aspergillus, Citromyces, Penicillium, Monilia, Candida y Pichia, aunque para la produccin comercial solo se utilizan mutantes de Aspergillus niger. Comparados con las cepas de Penicillium, los Aspergillus producen mas acido por unidad de tiempo, debido a que presentan baja actividad de las enzimas isocitrato deshidrogenasa y aconitasa hidratasa, y una alta actividad de citrato sintetasa. Las anteriores constituyen ventajas importantes si se toma en cuenta que ademas la formacin de productos laterales no deseados como cido oxalico, acido isocitrico y acido glunico puede ser facilmente suprimida en estos mutantes.

IIOBJETIVOS Se realiz dos actividades bien diferentes de mosto de carambola y camu Cam. Comprende la fase de la fermentacin alcohlica. Sacar mediciones del grado brix, pH.

1. METODOLOGA El anlisis de flujos metablicos MFA se basa tanto en el uso de herramientas matemticas y computacionales, como en tcnicas de anlisis qumico, como espectrometra de masas requiere el uso de birreactores operados en continuo, para tener condiciones de cultivo totalmente definidas y aproximarse a condiciones relevantes para la vinificacin. Ello tambin permite estudiar de manera independiente el efecto de diferentes parmetros ambientales sobre el metabolismo o la fisiologa celular (concentracin de sustrato (fuente de carbono o de nitrgeno), disponibilidad de oxgeno, velocidad de crecimiento, presencia de inhibidores, pH, etc). A partir de estos cultivos en estado estacionario se llevar a cabo el anlisis, mediante mtodos analticos convencionales (HPLC, GC, analizadores de CO2/O2, anlisis elemental, mtodos colorimtricos, etc) de los productos de la fermentacin (incluyendo el CO2), el consumo de sustratos (incluyendo O2), biomasa y su composicin. Todos estos datos sern integrados en un modelo metablico para el anlisis de flujos, con herramientas desarrolladas, con el fin de construir un modelo que comprenda todas las fases de la fermentacin alcohlica.

Control del metabolismo del nitrgeno En un primer paso se determinar la cantidad mnima de nitrgeno para asegurar la obtencin mxima de poblacin en las primeras 24-48 horas de fermentacin. Para ello se utilizarn diferentes cantidades y tipos de fuente de nitrgeno (amonio, arginina, glutamina), con diferentes propiedades y abundancia en mostos naturales. Se determinarn la cintica de produccin de biomasa, as como vitalidad celular, marcadores bioqumicos y moleculares, as como metabolitos intracelulares. Para establecer las necesidades de nitrgeno en la fase de no-proliferacin se seguir una estrategia similar en cuanto a combinaciones de abundancia y tipo de fuentes de nitrgeno, y se estudiarn en dicha fase parmetros de actividad fermentativa, marcadores y metabolitos. Con una metodologa similar se estudiar el efecto del momento y tipo de adicin de nutrientes en fermentaciones con nitrgeno asimilable insuficiente en el momento inicial. Todos estos experimentos se analizarn tambin desde el punto de vista de la influencia de las fuentes de nitrgeno y su manejo sobre la calidad sensorial del vino (formacin de compuestos aromticos o del flavor). Todo ello se completar con el desarrollo y puesta a punto de mtodos de fcil implementacin en bodega para determinacin del componente nitrogenado de mostos y vinos y el estado nutricional de las levaduras; as como el establecimiento de modelos predictivos de la cintica fermentativa con respecto al metabolismo nitrogenado de las levaduras para la deteccin precoz de problemas de fermentacin.

Control del metabolismo del nitrgeno

Efecto de diferentes tipos y abundancia de fuentes de nitrgeno sobre la formacin de Biomasa, en trminos cinticos y de rendimiento. Para alcanzar este objetivo se han realizado una serie de ensayos en los que, trabajando con la cepa S. cerevisaie, se han empleado distintas fuentes de nitrgeno (amonio, glutamina, y arginina) a distintas concentraciones. En primer lugar se realiz un estudio que pretenda determinar la cantidad y el tipo de nitrgeno necesarios para conseguir la mxima velocidad de crecimiento y la mxima produccin de biomasa. Como resumen de este primer ensayo podemos decir que la cepa presenta una tasa de crecimiento mxima (max) en las condiciones ensayadas de 0,17 h-1. Esta velocidad la consigue a partir de una concentracin mnima de unos 40 mg/L de amonio. Para los otras fuentes, esta velocidad de crecimiento (max) es un poco menor (0,15 y 0,16 h-1 para arginina y glutamina respectivamente), siendo estas diferencias no significativas desde el punto de vista estadstico. En cuanto a la concentracin de N necesaria para obtener la mxima biomasa es de 140 mg/L para las tres fuentes de N. Por encima de esta cantidad no aumenta el crecimiento de manera significativa, mientras que por debajo se consiguen poblaciones inferiores de levaduras.

PRODUCCIN BIOTECNOLGICA DE CIDO LCTICOEl cido lctico se denomina cido 2-hidroxipropanoico y est formado por los grupos funcionales alcohol y carboxilo, conformando un carbono asimtrico que le confiere su actividad ptica. Existen dos ismeros pticos, el D (-) lctico y el L(+) lctico (Figura 1) y una forma racmica constituida por fracciones equimolares de las formas L(+) y D(-) (Gopal et al. 2008; Vijayakumar et al. 2008). El ismero D(-)es perjudicial al metabolismo humano y puede generar acidosis y descalcificacin (Panesar et al. 2007). El cido L(+) lctico es clasificado por la FDA como una sustancia GRAS, generalmente reconoocido como seguro para uso como aditivo alimenticio (Vijayakumar et al. 2008; Rojan et al. 2009).

El proceso de la FermentacinLa fermentacin podramos definirla como el proceso de catabolismo (ruptura) incompleto que es totalmente anablico (se da en un ambiente sin oxgeno). la sustancia que se va a romper (catabolismo) es el nutrimento. El nutrimento es roto por la actividad enzimtica (complejo enzima sustrato). El fin de la fermentacin es proporcionar energa al organismo que la est realizando.En el proceso de fermentacion participan numerosas enzimas que van catalizando (rompiendo) los enlaces del nutrimento con el fin de obtener energa. (Recuerden que la energa es una molcula llamada: Adenositrifosfato. ATP)la fermentacin la realizan ms que todo las bacterias, hongos. Es el proceso energtico ms primitivo de los seres vivos. el primer ser vivo, que era unicelular, microscpico y procarionte, utilizo ese mecanismo para obtener energa de los nutrientes que haban en los mares primitivos. Esta es una imagen microscpica de un hongo que obtiene su energa de los alimentos usando la fermentacin.Se dice que la fermentacin es un proceso Anaerbico e incompleto por:La bacterias, hongos y dems clulas que usan la fermentacin como proceso energtico viven en un medio ambiente en el que no hay oxgeno.. Por eso se dice que es anaerbico, porque no requiere oxigeno como acetor final de electrones. es decir que en donde hay oxigeno no hay fermentacin. En el mundo primitivo no haba oxgeno. Es por eso que la fermentacin fue perfectamente usada por los primeros seres vivos para poder vivir. En la actualidad la fermentacin es usada aun por clulas bacterianas en ambientes anaerbicos. por ejemplo: las bacterias que viven en el fondo del mar usan este mecanismo para obtener energa. Recurdese que en el fondo del mar no hay oxigeno es por eso que los buzos usan tanques de oxgeno.Ahora bien. la fermentacin se caracteriza porque produce material de desecho. ese material de desecho es el que permite hablar de los tipos de fermentacin:A) Fermentacin Lctica.En este tipo de fermentacin el microorganismo oxida el nutrimento hasta convertirlo en un compuesto llamado Acido lctico y ATP.Este proceso lo realizan muchas bacterias (llamadas bacterias lcticas), hongos, algunos protozoos y muchos tejidos animales; en efecto, la fermentacin lctica tambin se verifica en el tejido muscular cuando, a causa de una intensa actividad motora, no se produce una aportacin adecuada de oxgeno que permita el desarrollo de la respiracin aerbica. Cuando el cido lctico se acumula en las clulas musculares produce sntomas asociados con la fatiga muscular. Algunas clulas, como los GLOBULOS ROJOS, carecen de mitocondrias de manera que se ven obligadas a obtener energa por medio de la fermentacin lctica.B) Fermentacin AlcohlicaEs un proceso biolgico de fermentacin en plena ausencia de aire (oxgeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, el almidn, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya frmula qumica es: CH3-CH2-OH), dixido de carbono (CO2) en forma de gas y unas molculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energtico anaerbico. La fermentacin alcohlica tiene como finalidad biolgica proporcionar energa anaerbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxgeno para ello disocian las molculas de glucosa y obtienen la energa necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentacin. Las levaduras y bacterias causantes de este fenmeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados. Una de las principales caractersticas de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente carentes de oxgeno (O2), mxime durante la reaccin qumica, por esta razn se dice que la fermentacin alcohlica es un proceso anaerbico.C) Fermentacin acticas.Es un tipo de fermentacin Aerbica usada por las bacterias del genero Acetobacter. Estas bacterias usan compuestos de alcohol para romper sus enlaces y obtener energa (ATP) el producto de desecho es el cido actico.La formacin de cido actico (CH3COOH) resulta de la oxidacin de un alcohol por la bacteria del vinagre en presencia del oxgeno del aire. Estas bacterias, a diferencia de las levaduras productoras de alcohol, requieren un suministro generoso de oxgeno para su crecimiento y actividad. El cambio que ocurre es descrito generalmente por la ecuacin:C2H5OH + O2 Acetobacter aceti CH3COOH + H2OUsos de la fermentacin.Los usos de la fermentacin se deben a que los productos de desechos son de inters industrial. Aqu nadie sale perjudicado. los microorganismos usan los nutrientes, especialmente los carbohidratos, y los descomponen o a cido lctico, o a cido actico, o a Alcohol. Nosotros los seres humanos usamos esos productos de la descomposicin de los nutrientes y los empleamos para usos industriales. por ejemplo el ms conocido es la produccin de cerveza. La fermentacin tiene algunos usos exclusivos para los alimentos. Puede producir nutrientes importantes o eliminar anti nutrientes. Los alimentos pueden preservarse por fermentacin, la fermentacin hace uso de energa de los alimentos y puede crear condiciones inadecuadas para organismos indeseables. Por ejemplo, avinagrando el cido producido por la bacteria dominante, inhibe el crecimiento de todos los otros microorganismos. De acuerdo al tipo deFermentacin, algunos productos (ej. alcohol fusel) pueden ser dainos para la salud. En alquimia, la fermentacin es a menudo lo mismo que putrefaccin, significando permitir el pudrimiento o la descomposicin natural de la sustancia

Caractersticas de las bacterias cido lcticasSon Gram positivos, microaeroflicos y catalasa negativos, forman cido lctico como producto principal de la fermentacin de los azcares y pueden ser homofermentativos o heterofermentativos segn la cantidad y la presencia del cido. Existen bacterias homofermentativas obligadas y facultativas; dando lugar al cido lctico como producto principal de la fermentacin. Este grupo est integrado por Lb. caucasicus, Lb. bulgaricus, Lb. lactis, Lb. helveticus, Lb acidophilus y Lb. delbrueckii.

MATERIAS PRIMAS PARA LA PRODUCCIN BIOTECNOLGICA DE CIDO LCTICOLos medios de cultivo son una mezcla de nutrientes que en las concentraciones adecuadas y en las condiciones fsicas ptimas, permiten el crecimiento de los microorganismos. Sin embargo, para que las bacterias crezcan adecuadamente en un medio de cultivo deben reunir una serie de condiciones como la temperatura, el grado de humedad y la presin de oxgeno adecuado, as, como un grado correcto de acidez o alcalinidad. Por lo tanto, un medio de cultivo debe contener los nutrientes y los factores de crecimiento necesarios y estar exento de todo microorganismo contaminante. Han sido usados diferentes sustratos para la produccin fermentativa de cido lctico con Lactobacillus; as, el producto ms puro ha sido obtenido cuando se usa un medio simple, resultando en menos costos de purificacin (Panesar et al. 2007b). Hay varios factores que estimulan el crecimiento y que tienen considerable efecto sobre la produccin de cido lctico. La mezcla de aminocidos y pptidos usualmente estimulan el crecimiento de las BAL y resultan en velocidades de crecimiento mucho ms altas que en un medio libre de aminocidos. Vzquez (2008) evalu el efecto de peptonas de diversas fuentes en los medios de cultivo para BAL y ninguna de ellas maximiz el crecimiento. Costa et al. (2008) utilizaron un medio con 1% p/v de glucosa, 1% p/v de fructosa, 1% de extracto de levadura Han sido usados diferentes sustratos para la produccin fermentativa de cido lctico con Lactobacillus; as, el producto ms puro ha sido obtenido cuando se usa un medio simple, resultando en menos costos de purificacin (Panesar et al. 2007b). Hay varios factores que estimulan el crecimiento y que tienen considerable efecto sobre la produccin de cido lctico. La mezcla de aminocidos y pptidos usualmente estimulan el crecimiento de las BAL y resultan en velocidades de crecimiento mucho ms altas que en un medio libre de aminocidos. Vzquez (2008) evalu el efecto de peptonas de diversas fuentes en los medios de cultivo para BAL y ninguna de ellas maximiz el crecimiento. Costa et al. (2008) utilizaron un medio con 1% p/v de glucosa, 1% p/v de fructosa, 1% de extracto de levadura

2. MATERIALES Y METODOSMateria prima Los frutos de carambola (Averrhoa carambola Lin) yy el camu camu fueron adquiridos en el mercado Equipos e instrumentos Los equipos e instrumentos que se usaron en el presente trabajo de investigacin fueron todos aquellos que se encuentran en la planta piloto y los laboratorios de la UNIA. Pipeta buretra vaso precipitado Muestras de frutas Soporte universal Agua destiladaREACTIVOS:

NaOH 0.1 N Solucin de fenolftalena Solucin buffer de pH conocido (para calibrar el potencimetro

3. METODOLOGIA:

Para la prctica se necesit muestra de frutas Luego se extrae la pulpa de las muestras de frutas 20 ml, se lo enraza a 100 ml con H2O destilada. Calcular y pesar el hidrxido de sodio y enrazar a 1 Lt. Esquematizar los resultados.

Determinaciones fsicas Medidas biomtricas del fruto. Dimensiones de los frutos seccionados.Anlisis fsico qumico Tambin se realiz en la materia prima y en el producto terminado. Los anlisis realizados fueron: pH, slidos solubles, slidos totales, humedad, acidez titulable, ndice de madurez, azcares reductores y, grados alcohlicos, es decir todos los mtodos antes mencionados los que recomiendan Hart Y Fisher (1991).Anlisis sensorial Se hicieron de los siguientes atributos: sabor, aroma, apariencia general, sabor extrao, utilizando una escala de ndice de acidez

Diseo experimental Con la finalidad de buscar los parmetros ptimos, se elabor un diseo experimental en el que se encuentran todos los estudios realizados tal como seindican en los estudios realizados en las pruebas preliminares.

4. CLCULOS Y RESULTADOS:

CALCULOS:CARAMBOLA = 1800 grCAMU CAMU = 800grCLCULOS PARA LA CARAMBOLA: Peso de la carambola 1800gr - 221.04 gr de semilla X = 1578.96 gr x 2 X = 3157.92 - mosto X = 3157.92 - 1580.7 X = 1580.18 ml de H2O CALCULO DE AZUCAR: Mosto = 3157.92 gr1 % = 31.5792 gr(X + 31.5792) = 0.24 (3157.92 + X)(X + 31.5792) = 757,9 + 0.24X 0.76 X = 726.32 X = 726.32 0.76

X = 955.7 gr de azcar

CALCULO DE LEVADURA:

Dato terico: 0.002 % Mosto: 3157.92 gr Azcar: 955.7 gr Dato total = mosto + azcar Dato total = 4113.62 gr

Levadura = 0.002 % (4113.62) Levadura = 8.23 gr

CLCULOS PARA EL CAMU CAMU:

Peso de la carambola 800gr - 161 gr de semilla X = 639 x 4 gr x 4 X = 2556 - mosto X = 2556 - 1707 X = 849 ml de H2O CALCULO DE AZUCAR:

Mosto = 2556 gr

1 % = 25.56 gr

24%(X + 2556) = 100% (25.56 + X) 0.24 (X + 2556) = X + 25,56 gr X = 387.88 0.76 X = 773.58 gr de azcar

CALCULO DE LEVADURA Dato terico: 0.002 Mosto: 2556 gr Azcar: 773.58 gr Dato total = mosto + azcar levadura = 0.02% (3329.58= 6.66 gr Dato total = 3329.58 gr

RESULTADO

FECHACAMU CAMUCARAMBOLA

pHBrixPhBrix

1MIERCOLES 14/05/142.73252.3726

2JUEVES 15/05/142.70212.2524

3VIERNES 16/05/143.50202.2123

4 LUNES 19/05/14

3.90 182.7522.5

5MARTES 20/05/143.92173.422

6MIERCOLES 21/05/144.2174.1819

7JUEVES 22/05/144.1164.1517

8VIERNES 23/05/143.28153.6018

9LUNES 26/05/14

4.4015

10MARTES 27/05/143.4015

11MIERCOLES 28/05/144.68154.9117

12JUEVES 29/05/143.1615.54.3215

13VIERNES 30/05/144.05144.3116

14LUNES 02/06/14

4.17144.3816

15MARTES 03/06/144.17143.4716.5

16MIERCOLES 04/06/143.22144.3116

17JUEVES 05/06/144.00144.1917

18VIRENES 06/06/143.90144.1716

19LUNES 09/06/14

4.0913.54.2117

20MARTES 10/06/144.13144.3315

21MIERCOLES 11/06/143.8913.54.0714

22JUEVES 12/06/143.78153.9617

23VIERNES 13 /06/143.50153.9316

24LUNES 16/06/14

3.78143.9316

25MARTES 17/06/143.85153.9715

26MIERCOLES 18/06/143.8516.53.9714

MEDICIN DEL PH DEL CAMU CAMU:

FUENTE: elaboracin propiaDESCRIPCIN DEL GRFICO: se muestra la estabilidad del pH del Cam Cam en el cual podemos observar la estabilidad que observamos.MEDICIN DEL Brix DEL CAMU CAMU FUENTE: elaboracin propia DESCRIPCIN DEL GRFICO: se muestra un desenso en muy poca minora en el cual observamos que al pasar delo dias brix casi se a mantenido.

MEDICION DEL Ph EN LA CARAMBOLA: FUENTE: elaboracin propia DESCRIPCIN DEL GRFICO: observamos que al pasar de los dias subi el pH como vemos los picos que se dan . 5.1. MEDICION DEL Brix DE LA CARAMBORA: FUENTE: elaboracin propia DESCRIPCIN DEL GRFICO: se observa que con el paso de los dias ha habido un descenso se puede notara claramente una estabilidad.

TABLA N2: medicin del acides antes y despus de la pasterizacin.PRODUCTOANTESDESPUS

% acides% acides

Camu camucarambola96.140.84338

FUENTE: elaboracin propia DESCRIPCIN DEL GRFICO: se muestra en grafica que la acides ha bajado con la medida de los dias . FUENTE: elaboracin propia DESCRIPCIN DEL GRFICO: se muestra que la acides de la carambola bajo con el paso del tiempo.

En nuestra figura podemos observar que la acidez ms alta de nuestra fermentacin fue antes le sometamos a calentamiento. Y la ms baja fue despus y el brix y Ph tiene una diferencia mnima.

5. CONCLUSIN

Las dos actividades bien diferenciadas, pero con interacciones importantes entre s; el Anlisis de flujos metablicos aplicado a las condiciones de fermentacin alcohlica de mosto De carambola y Cam Cam, y el control del metabolismo del nitrgeno por S. cerevisiae durante la fermentacin. Los datos sern integrados en un modelo predictivo que comprenda todas las fases de la Fermentacin alcohlica. Este modelo puede convertirse en una herramienta para un mejor Control de los procesos, permitiendo entre otras posibles aplicaciones, la seleccin de los Cultivos iniciadores ms apropiados en funcin de la composicin del mosto Esta Herramienta puede servir de gua en procedimientos de seleccin de carambola y camu camu Analizando los parmetros crticos de acidez identificados en el modelo. Finalmente, el conocimiento generado podra servir en un futuro ms lejano de gua para la ingeniera metablica de cepas Industriales de S. cerevisiae.

6. DISCUSION

Como se puede observar, a medida que la fruta va madurando se hace menos cida y los slidos solubles aumentan, indicando que la carambola podra considerarse un fruto climatrico. Al respecto Kader (1992), citado por Yaha (1992), menciona que las frutas climatricas se cosechan en una madurez fisiolgica y maduran comercialmente despus de la cosecha, mientras que las no climatricas se deben dejar de madurar en la planta antes de la cosecha.

Segn Aleixandre, Noviembre de 1998el crecimiento de la levadura y la velocidad de fermentacin no se ve afectado por la variacin de pH entre 3.5 y 6.0 en el medio, pero a valores de pH entre 3.05 hasta 3.50 en el medio, se logra alcanzar un mximo de rendimiento de acuerdo a la formacin de producto y crecimiento de la levadura. En una fermentacin alcohlica, el pH vara normalmente entre un mnimo de 2.8 y un mximo de 3.8, rango que depende bsicamente de la composicin del medio a ser fermentado.

7. BIBLIOGRAFA

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