Universidad de las Fuerzas Armadas ESPEDepartamento de Ciencias de la Vida y la AgriculturaIngeniera en BiotecnologaBioqumica I

Grupo 2:Fecha de Realizacin: 06/05/2014 Almeida SusanaFecha de Entrega: 13/05/2014 Caiza KarlaNRC: 3112 Mosquera Francisco Rosero Wendy

INFORME 3

1. NOMBRE DEL CASO:

Fermentacin de Carbohidratos y Fermentacin de Alcohol.

2. PREGUNTAS PROPUESTAS PARA LA SOLUCIN DEL PROBLEMA:

1. Qu condiciones son necesarias para realizar una adecuada fermentacin y poder obtener la presencia de alcoholes?2. Qu materia prima podemos utilizar para una fcil fermentacin y obtencin de alcoholes?3. Qu mecanismo de reaccin sucede al agregar permanganato de potasio a un alcohol?

3. DEFINICIN DEL PROBLEMA:

Mecanismo de hidrlisis de los azucares y produccin de etanol por medio del proceso de fermentacin de frutas o vegetales. Se definen as las variables:

Variable Dependiente: Fermentacin de frutas o vegetales obteniendo como resultado la presencia de alcohol.

Variables Independientes: Tiempo al que se someti la fermentacin Temperatura a la que fue expuesta la fermentacin. Adicin de levaduras para facilitar el proceso de fermentacin y obtencin de alcohol.

4. FORMULACIN DE HIPTESIS:

En el proceso de fermentacin de frutas o vegetales se obtiene la presencia de alcohol tal como etanol el cual se identifica dando reaccin positiva frente al permanganato de potasio, comprobndose as que las levaduras facilitan la transformacin de azucares en alcohol.

5. FORMULACIN DE OBJETIVOS:

General: Demostrar experimentalmente que los azcares pueden hidrolizarse y gracias a levaduras transformarse en alcoholes.

Especficos: Fermentar alimentos ricos en carbohidratos para abastecernos de grandes cantidades de azcares. Realizar adecuadamente el proceso de destilacin simple al extracto fermentado que se obtuvo. Comprobar la presencia de alcoholes de nuestra fermentacin realizando la prueba de permanganato de potasio. Consolidar nuestra habilidad de trabajo en equipo al realizar el informe de los casos de laboratorio trabajados anteriormente.

6. INVESTIGACIN TERICA CONCIERNENTE AL CASO

La fermentacin es el proceso de catabolismo (ruptura) incompleto que es totalmente anablico (se da en un ambiente sin oxgeno). La sustancia que se va a romper es el nutrimiento, el cual es roto por la actividad enzimtica. En el proceso de fermentacin participan numerosas enzimas que van catalizando (rompiendo) los enlaces del nutrimento con el fin de obtener energa (ATP: Adenosin Tri Fosfato (Silberberg, 2002).

Fermentacin alcohlica Es un proceso biolgico en plena ausencia de oxgeno, originado por la actividad de microorganismos que procesan los hidratos de carbono (glucosa, fructosa, sacarosa, almidn, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol, CO2 (g) y molculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energtico anaerbico (vila, 2007).

La fermentacin alcohlica tiene como finalidad biolgica proporcionar energa anaerbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxgeno. Las levaduras y bacterias causantes de este fenmeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales (Armenta, 2012).

Destilacin simple

Segn Saymal (2008); la destilacin simple permite separar sustancias con puntos de ebullicin muy diferentes. Consiste en calentar el lquido a destilar hasta que los componentes con un punto de ebullicin ms bajos se evaporan, este vapor pasa a travs de un refrigerante donde se condensa. La destilacin simple es un mtodo de purificacin muy til, pues permite la separacin de mezclas liquidas sin modificar sus propiedades qumicas, cuando no se requiere un producto muy puro.7. METODOLOGIA SELECCIONADA

Materiales Baln de destilacin de fondo redondo.Codo para destilacinRefrigerante

Corcho perforado.

Termmetro de 100 CMechero

Luna de reloj Mangueras para el refrigerantePipeta de 10 ml

Reactivos para la fermentacin de carbohidratos

Fermento de mora Permanganato de potasio

Procedimiento

Obtencin del fermento de la caa de azcar y remolacha. Armar el equipo de destilacin. En un baln de destilacin aadir las perlas de calentamiento. Verter el fermento Someterlo al calor en una manta de calentamiento. Verificar la ausencia de escape de vapor a los largo del tubo refrigerante. Verificar la temperatura en que iniciar el goteo de alcohol. Recolectar el destilado Colocar una cierta cantidad del alcohol etlico en una luna reloj, y colocar unas gotas de permanganato de potasio.

8. TECNICA APLICADA EN LA SOLUCIN DEL PROBLEMA

Lo que se busc obtener en la destilacin simple fue alcohol etlico, sabiendo que este se obtiene cuando existe una temperatura de 78 C, en el caso de nuestra prctica se obtuvo la primera gota a los 80 C. Se mantuvo la destilacin hasta los 90C ya que en la Sierra el punto de ebullicin es a los 91 C, puesto que si no tombamos en cuenta este dato se destilaba el agua tambin.

Obtuvimos un contenido de alcohol etlico de 5 ml a partir de la fermentacin de la mora y posteriormente su destilacin

El alcohol etlico que se obtuvo lo sometimos a la prueba con permanganato de potasio, por lo cual se lo coloco en una luna reloj

La reaccin del alcohol etlico con el permanganato de potasio , para ser positiva tiene que ocurrir un cambio de color de violeta a marrn

La muestra de destilacin que se obtuvo en nuestra prctica no presentaba un aroma tan fuerte, ni tan concentrada como se esperaba. Present un sabor poco agradable y transparente En nuestra muestra obtenida en la fermentacin no se obtuvo un gran xito puesto que el etanol que se obtuvo fue muy escaso en la destilacin, esto lo pudimos comprobar cuando al realizar la prueba con permanganato de potasio no hubo el cambio de color esperado; es decir, de violeta a marrn, este cambio de color se produce cuando existe la oxidacin del alcohol etlico.

9. RESOLUCIN DE PREGUNTAS FORMULADAS:

1. Qu condiciones son necesarias para realizar una adecuada fermentacin y poder obtener la presencia de alcoholes?Concentracin de azcares: 10 18pH entre 4 y 4,5Microorganismo:Saccharomyces cerevisiae (levaduras)Ausencia de O2 y presencia de fosfatos.Temperatura de fermentacin: 15 25C, por encima de 30C se evapora el alcohol.

2. Qu materia prima podemos utilizar para una fcil fermentacin y obtencin de alcoholes?Materias sacaroideas como azcar de caa, remolacha, melazas y jugos defrutas.Materias que contienenalmidn:cereales(maz, cebada, avena, trigo, arroz, sorgo, etc), as comopapa, boniato, girasol, yuca, etc.Materiales celulsicos comomadera y residuos de fabricacin de pulpa de papel.La principal materia prima es lamelaza.

3. Qu mecanismo de reaccin sucede al agregar permanganato de potasio a un alcohol?

R-CH2OH + KMnO4 R-COOH + MnO2

Es decir, que el alcohol se oxida y produce un cido carboxlico Y el xido manganoso, donde se observa la reduccin del Manganeso, dando una coloracin marrn dando positivo la prueba de comprobacin de la presencia de alcoholes.

10. DISCUSIN

Se analiz que para realizar la fermentacin es necesario un proceso anaerobio para que se produzca la fermentacin de carbohidratos, esto es lograr que los azcares terminen en etanol luego de la gluclisis, como lo sustenta la Asociacin Latinoamericana de Microbiologa (1998); este proceso depende directamente de dos factores: la cantidad de oxgeno disponible y la concentracin de azcares existentes, aspecto que procuramos para llevar a cabo una exitosa prctica porque fermentamos la mora y remolacha, esta ltima contiene un alto nivel de azcares, concretamente de sacarosa y en condiciones anaerobias mencionadas produce un rpida y excelente fermentacin.

Aunque no logramos conllevar un tiempo considerable para que se produzca una buena fermentacin, no ms de tres das, obtuvimos etanol al destilarlo, lo pudimos identificar por su punto de ebullicin cercano a los ochenta grados Celsius y su olor caracterstico, aunque la prueba con el permanganato de potasio no fue totalmente visible pudimos identificar un cambio de color, de rosado a un tanto caf debido a la formacin de xido manganoso como lo confirma Syamal (2009), mencionando que en un exceso se produce adems del xido, cido etanoico.

Segn lo que estudiamos en laboratorio, existen levaduras que catalizan este tipo de fermentacin, como lo explica Garca & Zamudio (1998); especialmente, la Saccharomyses cereviciae que aunque la provisin de azcares sea escasa provocar una exhaustiva produccin de etanol, sin embargo las condiciones necesarias son anaerobias.

11. CONCLUSIONES

Realizamos la fermentacin de un tipo de alimento que contena azcares para luego someterla a un proceso de destilacin con la finalidad de obtener un alcohol, que fue corroborado por el punto ebullicin cercano a los ochenta grados Celsius, a partir de sustancias polihidroxiladas, carbohidratos.La reaccin del alcohol con el permanganato de potasio fue positiva, obtenindose un color oscuro semejante al caf y es debido a la presencia del xido manganoso, donde el metal de transicin fue reducido.Este tipo de fermentacin tiene aplicacin industrial ya que puede ser procesado a partir de biomasa y debido a que puede ser de desecho optimizamos y aplicamos conocimientos biotecnolgicos con el uso de levaduras para acelerar el proceso y obteniendo biocombustibles, reemplazantes hidrocarburos no renovables.

12. BIBLIOGRAFA

1. Armenta, G. M. (1 de Febrero de 2012). Slideshare. Recuperado el 11 de Mayo de 2014, de Destilacin Simple: http://www.slideshare.net/gabiarmenta1/practica2organica.1. Asociacin Latinoamericana de Microbiologa (1998). Revista Latinoamericana de Microbiologa. Mxico D.F.: Asociacin Mexicana de Microbiologa.1. vila, A. D. (2007). Evaluacin del proceso de produccin de etanol carburante a partir de Caa azucarera, remolacha azucarera y maz. Colombia: Univesidad Nacional de Colombia.1. Biologa Contempornea. (13 de Mayo de 2010). Recuperado el 11 de Mayo de 2014, de http://biocontemp.blogspot.com/2010/05/practica-n-3-bioenergia.html1. Gar, M., & Natta, J. M. (30 de Mayo de 2006). eureka. Recuperado el 12 de Mayo de 2014, de Qu es lo que nos produce resaca?: http://www.portaleureka.com/accesible/salud/84-salud/116-por-que-el-alcohol-produce-resaca1. Hernndez, M. (2010). Universidad los ngeles de Chimbote. Recuperado el 12 de Mayo de 2014, de Prueba calorimtrica de Etanol: http://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=6&cad=rja&uact=8&ved=0CFAQFjAF&url=http%3A%2F%2Ffiles.selvafarma.webnode.es%2F200000004-cc8f3cd897%2FPRUEBA%2520COLORIMETRICA%2520DEL%2520ETANOL.pdf&ei=fotxU6_SJdXfsAScjICwBQ&usg=AFQjCNGMqDB81. Horton, R., Laurence Moran, G. S., Perry, M., & Rawn, D. (2008). Principios de Bioqumica. Mxico: Pearson Educacin.1. Morales, D. (20 de Septiembre de 2013). Fermentacin. Recuperado el 11 de Mayo de 2014, de http://fermentacionevelialosmejores.blogspot.com/p/el-proceso-de-la-fermentacion.html1. Silberberg, M. (2002). Qumica General. Mxico: McGraw-Hill Interamericana Editores.1. Syamal, A. (2008). Living Science Chemistry. Londres: Rama Sagal1. Universidad Pablo de Olavide. (2009). Recuperado el 11 de Mayo de 2014, de http://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/docencia/basesFQ/Pract/ochoynueve.pdf

13. ANEXOS

a. Cuestionario 1. De los componentes de los carbohidratos celulosa, lignina, pectina cul est relacionado de manera importante con la presencia de metanol?

La celulosa est relacionada directamente con la presencia de metanol que se produce en la extraccin de celulosa de las paredes vegetales; debido a que el licor negro proveniente del digestor, generalmente con una concentracin de solidos del 15% al 18% sigue un proceso de concentracin mediante evaporadores de mltiples efectos. Adems de extraer el agua del Licor Negro, se retiran de la mezcla algunos componentes sulfurados disueltos, denominados TRS. Tambin se extrae el metanol, el tall oil y la trementina, los cuales despus son condensados, tratados y recuperados para su comercializacin posterior.

1. Cul de las muestras seleccionara, caa de azcar o remolacha, para la obtencin de alcohol a gran escala?

La caa de azcar es la materia prima ms utilizada para la obtencin de alcohol, debido a su alto rendimiento y bajos costos de produccin agrcola y menores gastos en la etapa de acondicionamiento; por esta razn sera ms factible y conveniente seleccionar a la caa de azcar para la obtencin de alcohol a gran escala.

1. Cul es la temperatura de obtencin de la primera gota de alcohol?

La primera gota de alcohol se obtuvo a una temperatura igual a 82C

1. Qu tipo de componente contiene mayoritariamente las denominadas puntas del destilado?Las puntas de destilado contienen mayoritariamente etanol, provenientes de una multitud de plantas ricas en sacarosa. 1. Cul de los componentes del alcohol es responsable del dolor de cabeza o resaca luego de haber ingerido alcohol?

El alcohol presente en las bebidas espirituosas, vino y cervezas se conoce como etanol o alcohol etlico. Durante su proceso de obtencin se generan adems otras sustancias congneres que lo acompaaran en diferente proporcin segn la bebida alcohlica de que se trate.

Estos congneres varan segn el origen de los azucares fermentados (mosto, remolacha azucarera, restos agrcolas, caa de azcar, cereales.) y la actividad biolgica de las levaduras. Su presencia es la que confiere a la bebida sus caractersticas organolpticas. Entre ellos encontramos: cido actico, acetato de etilo, acetaldehdo, metanol. Estos subproductos favorecen una mayor intensidad de la resaca.

1. Cul es el fundamento de la reaccin entre el permanganato de potasio y etanol?La oxidacin de un alcohol implica la perdida de uno o ms hidrgenos del carbono que tienen el grupo OH. El tipo de producto que se genera depende del nmero de estos hidrgenos a que tiene el alcohol, es decir, si es primario secundario o terciario. La oxidacin de alcoholes primarios produce el correspondiente aldehdo, fcilmente oxidado cido.

El etanol as como los dems alcoholes tienen una caracterstica la cual es de oxidarse fcilmente frente a agentes oxidantes como el dicromato de potasio o el permanganato de potasio.

1. A qu temperatura dio por terminado el destilado y cul es la razn primordial para ello?

Se dio por terminado el destilado a una temperatura igual a 92C, debido a que ha esta temperatura el agua alcanza su punto de ebullicin y comienza a evaporarse, este vapor pasara por el refrigerante hasta llegar al vaso en el que se encuentra el etanol destilado; para evitar una mezcla de sustancias se procede a terminar el proceso de destilacin, ya que nuestro objetivo principal era obtener etanol.

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