TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

SEMESTRE I

2011

CRONOLOGIA DEL DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIA

ØEra pre-Pasteur (anterior a 1865) Bebidas alcohólicas (cervezas, vinos)

Productos lácteos (quesos, jogur) Vinagre

• Ø

Era Pasteur (1865 - 1940) Fermentaciones Industriales (etanol, butanol, acetona, glicerol)

Producción de ácidos orgánicos (acético, cítrico, láctico) Era Antibiótico(1940-1960)

Producción a gran escala de Ab Transformaciones esteroidales (cortisona, estrógenos)

Era post-antibiótico (1960-1975) Producción de: Aminoácidos, Enzimas industriales

Enzimas inmovilizadas Proteína unicelular, Polisacáridos

Era Biotecnología Molecular (1975-presente) Tecnología ADN recombinante

Primeros productos aparecen en el mercado en 1982 ( vacunas, insulina humana)

El objetivo en microbiología industrial es producir:

• biomasa microbiana

• enzimas específicas

• metabolitos

• Productos microbianos • 1.Enzimas: amilasas, glucosa isomerasa,

proteasas. • 2.Aditivos para alimentos: aa (fenilalanina

en Nutrasweet, glutamato monosódico), vit. (B12, riboflavina)

• 3.Productos químicos comunes: citrato, ác. acético, etanol. Solventes industriales, alcoholes y acetona producidos por fermentación.

• 4.Farmaceúticos: Ab (penicilina, estreptomicina). Por ingeniería genética las bacterias pueden producir insulina de uso humano.

• 5.Productos agrícolas: utilización de inoculantes de leguminosas y para silos. Control biológico ej: Bacillus thuringensis

• Tipo de cultivo a escala industrial

• Cultivo en Batch

• Cultivo Fed-Batch

• Cultivo Continuo

• Etapas del proceso aerobio a anaerobio

• Preparación del medio de cultivo

• Esterilización

• Preparación del inóculo

• Crecimiento del microorganismo en el fermentador

• Extracción y purificación

• Disposición de efluentes

• Procesos de interés • Levaduras: panificación, bebidas alcohólicas, etanol,

vitaminas • Iniciadores para la industria alimentaria: bacterias

ácido lácticas (BAL) • Inoculantes para la fijación de nitrógeno: Rhizobium,

Bradyrhizobium, para control biológico Pseudomonas, Thrichoderma harzianum)

• Proteinas unicelulares, de levaduras, bacterias • Bioinsecticidas: Bacillus thuringensis• Virus y bacterias para vacunas

• Metabolitos primarios• §Etanol • Alcohol común • Alcohol para combustible • Alcohol de bebidas destiladas • Vino • Cerveza • Sidra • §Acidos orgánicos • Cítrico: A. Niger• Propiónico: Propionibacterium• Láctico: bacterias del ácido

láctico

• Metabolitos primarios• §Vinagre • Acetobacter sp y Gluconobacter• §Solventes • Acetona y butanol: Clostridium acetobutilicum• §Aminoacidos• §Vitaminas • B12 Propionibacterium• Riboflavina• §Polisacáridos • Dextranos Leuconostoc• Xantanos Xanthomonas

Fermentaciones láctica y alcohólica

• Principales estrategias aplicadas en la industria láctea

• Utilizar el producto de un microorganismo que puede modificarse genéticamente o no (EPS, sustancias antimicrobianas, bacteriocinas)

• Utilizar organismos genéticamente modificados (OGMs) como starters

• La industria de los fermentos lácticos busca permanentemente nuevas cepas para integrar a sus productos

• Cepas nativas (estudiar posibilidades de uso industrial) • Obtener mutantes espontáneas por ej: resistencia a fagos. • Modificación de las cepas para aprovecharlas mejor en la

industria. • Actividades importantes: actividad proteolítica • de las BAL capacidad de autólisis• resistencia a fagos • producción de bacteriocinas• producción de compuestos • aromàticos y otras actividades enzimáticas.

• Sustancias con actividad antimicrobiana producidas por la BAL

• 1. Varios compuestos antimicrobianoscomo: ácidos orgánicos, etanol, diacetilos, peróxido de H (H2O2)

• 2. Bacteriocinas, son péptidos que inhiben a cepas relacionadas ( patógenas como Bacillus, Clostridium, Staphylococcus y Listeria)

• Nisina producida por Lactococcus lactisde uso permitido

• Acidofilina, producida por L. acidophilus. (contra E. Coli y Salmonella panama).

• Probióticos• Se definen como “Alimentos

suplementados con microorganismos viables que benefician al consumidor por mejoramiento del balance microbiano” Criterios para selección de probióticos

• 1) Selección por su habilidad de sobrevivir en el tracto gastrointestinal

• 2) Producción de sustancias antimicrobianas

• 3) Bajo tg (alta vc), buena vida media • 4) No patógenas y con habilidad para

estabilizar la microflora• Habilidad de sobrevivir a bajo pH y en

la presencia de bilis

• Producción de levaduras • Son los microorganismos más

ampliamente utilizados en la industria

• Importancia económica • a) biomasa celular ( para

pan, cerveza, vino) • b) componentes celulares

(vitaminas, aa, ) • c) productos finales de la

fermentación (etanol, CO2) • El proceso de producción de

material celular es aeróbico. • El proceso de fermentación

alcohólica es anaeróbico.

• Bacilos G+, esporulados• Ej. Bacillus• Endosporas resistentes • Son anaerobios facultativos • Importancia: • * B. anthracis patógeno a

humanos y animales • * B. subtilis y B. polymyxa

productores de antibióticos * B. thuringiensis control biológico de insectos.

• Biodegradadores, producción de enzimas