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17/05/2013
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Microorganismos
benficos en la industria
alimentaria
Fermentacin y tipos de alimentos fermentados.
Microorganismos usados en fermentacin.
Bacterias benficas intestinales: Probiticos.
Biopreservativos alimenticios de origen microbiano.
Ingredientes y enzimas alimenticios de origen
microbiano.
Fermentacin y tipos de
alimentos fermentados
Alimentos fermentados
Son aquellos que han
sido sometidos a la
accin de
microorganismos o
enzimas que generan
cambios bioqumicos
deseables, causando
una modificacin
significativa al alimento. Campbell-Platt (1987)
Alimentos crudos
que se pueden
fermentar
Leche
Carne
Pescado
Vegetales
Frutas
Granos de cereal
Semillas
Judas
Clasificacin de alimentos
fermentados Fermentacin de alimentos
Proceso en el cual los
alimentos crudos son
transformados a
alimentos fermentados
por el crecimiento y
las actividades
metablicas de
microorganismos
deseables.
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Concepto microbiolgico de la
fermentacin
Proceso en el que los microorganismos o sus enzimas
producen metabolitos o biomasa, a partir de la utilizacin
de sustancias orgnicas, en presencia o ausencia de
oxgeno.
Concepto bioqumico de la
fermentacin
Proceso metablico
efectuado para generar
energa a partir de
compuestos orgnicos sin
la participacin de un
agente oxidante exgeno.
Involucra la reduccin de un
carbohidrato para generar
un rango de productos que
son principalmente: cidos
orgnicos, alcohol y dixido
de carbono.
Fermentacin desde el punto de
vista industrial
Proceso realizado en
biorreactores, por medio
del cual determinados
sustratos se transforman
en productos y en
biomasa en presencia o
ausencia de oxgeno,
mediante el cultivo masivo
de:
Microorganismos.
Clulas en suspensin.
Enzimas inmovilizadas.
Tipos de fermentacin
Productos de la microbiologa
industrial Bioconversin
Producto
(bioconversin
de esteroides)
Sustrato
Productos de las Clulas
Enzimas
(Glucosa
Isomerasa)
Antibiticos
(Penicilina)
Aditivos
Alimenticios
(aminocidos)
Alcohol
Productos
Qumicos
(cido ctrico)
Clulas
Levadura
Bioqumica y Microbiologa Industrial 2 de Bioqumica Universidad de Zaragoza
Beneficios de la fermentacin
1. Preservacin: cidos
orgnicos, alcohol y
dixido de carbono.
2. Seguridad:
Bacteriocinas
3. Valor nutritivo:
vitaminas,
antioxidantes y
pptidos bioactivos.
4. Calidad
organolptica:
diacetilo y acetaldehido.
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Efectos de la fermentacin de
alimentos Microorganismos
usados en fermentacin
cultivos microbianos alimenticios
Cultivos microbianos
alimenticios (CMA)
Son bacterias vivas,
levaduras o mohos
utilizados en la
produccin de alimentos.
Son formulaciones, que
constan de una o ms
especies de
microorganismos y/o
cepas.
Requerimientos de los CMA (1)
1. Producir la sustancia de inters.
2. Estar disponible en cultivo puro.
3. Ser genticamente estable.
4. Crecer en cultivo a gran escala.
5. Mantenimiento en cultivos durante un perodo de
tiempo largo.
6. Crecer y producir el compuesto deseado rpidamente.
7. Crecer en un medio de cultivo lquido y relativamente
barato.
8. No ser patgeno.
9. Eliminacin de las clulas microbianas del medio de
cultivo con relativa facilidad.
10. Ser susceptible de manipulacin gentica.
11. Que sea capaz de sufrir recombinacin gentica.
Requerimientos de los CMA (2)
1. Rpido crecimiento debido a la favorable
relacin rea/volumen.
2. Diversidad metablica.
3. Estabilidad gentica.
4. Crecimiento en gran escala y separacin
fcil de productos y sustratos.
Ventajas de los microorganismos
como unidades de produccin (1)
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Ventajas de los microorganismos
como unidades de produccin (2)
5. Adaptabilidad a distintos ambientes y
condiciones de crecimiento.
6. Incremento de la productividad.
7. Facilidad de manipulacin gentica.
8. Modificacin de los productos finales.
9. Tecnologas limpias.
Inventario de CMA
195 especies bacterianas
69 especies de mohos y levaduras
International Journal of Food Microbiology 154 (2012) 87 97
Colecciones que suministran
CMA
American Type Culture Collection (ATCC)
Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS)
Coleccin Espaola de Cultivos Tipo (CECT)
Fungal Genetics Stock Center (FGSC)
Microbial Strain Data Network (MSDN)
Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und
Zellkulturen GmbH (DSM)
Home Pages of Culture Collections in the World
Bacterias usadas en la produccin
de alimentos fermentados
Protecobacteria
Bacterias Gram (-) vinagre
Firmicutes
Bacterias acido lcticas
Bacillus
Brevibacterium
Actinobacteria
Bifidobacterium
Kocuria
Staphylococcus
Micrococcus Marcela Martnez M.Sc.
Bacterias cido lcticas (BAL)
Son las ms usadas en
fermentacin.
Actividad metablica segura.
Crecen en los alimentos
usando el azcar disponible.
Producen cidos orgnicos y
otros metabolitos.
Son consideradas como
GRAS (Generally Recognised
As Safe) para el consumo
humano.
Clasificacin segn su
metabolismo
BAL
Homo-fermentativas
Hetero-fermentativas
http://www.atcc.org/http://www.cbs.knaw.nl/www/CBSHOME.htmlhttp://www.uv.es/cect/http://www.seqnet.dl.ac.uk/research/fgsc/main.htmlhttp://www.outbreak.org/17/05/2013
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Homofermentativas
Lactococcus
Pediococcus
Enterococcus
Streptococcus
Algunos Lactobacillus
Usan la va Embden Meyerhof
Parnas para convertir una molcula de
glucosa en dos molculas de lactato
Heterofermentativas
Producen cantidades
iguales de lactato, CO2 y
etanol a partir de la
glucosa usando la va de
las pentosas.
Leuconostoc
Weisella
Oenococcus
Carnobacterium
Algunos Lactobacillus
Gneros de BAL
1. Lactococcus
2. Leuconostoc
3. Pediococcus
4. Streptococcus
5. Lactobacillus
6. Enterococcus
7. Aerococcus
8. Vagococcus
9. Tetragenococcus
10. Carnobacterium
11. Weisella
12. Oenococcus
Caractersticas de las BAL
Lactococcus
Homofermentativo
5 especies:
L. lactis
L. garviae
L. piscium
L. plantarum
L. raffinolactis
L. lactis tiene 3
subespecies: lactis,
cremoris y hordniae.
Streptococcus
S. termophilus: nica
especie usada para
fermentacin de
alimentos,
especialmente yogur
y quesos.
Metabolismo
homofermentativo.
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Leuconostoc
Heterofermentativo
obligado (Ac. lctico, Ac.
actico, etanol y CO2)
L. mesenteroides subsp.
cremoris y L. lactis son
usados en fermentacin de
lcteos.
L. mesenteroides subsp.
mesenteroides, L. kimchii y
L. fallax en fermentacin de
vegetales.
Pediococcus
Homofermentativo
Puede ser encontrado en
material vegetal, leche,
salmuera, orina animal y
cerveza.
P. acidilactici y P. pentosaceus
usados en fermentacin de
vegetales y salchichas.
Encontrados en quesos en
procesos de maduracin.
Producen bacteriocinas que
inhiben bacterias patgenas
asociadas a la carne.
Lactobacillus
Lactobacillus bulgaricus
Lactobacillus
Se encuentra en plantas y
material vegetal, productos
lcteos y crnicos, jugos y
bebidas fermentadas y en
granos y cereales.
Su presencia en el TGI de
humanos y animales ha
sugerido que esta bacteria
tiene una alta actividad
probitica, lo cual significa
que puede promover la
salud intestinal y
extraintestinal.
Lactobacillus
La mayora de las
especies son mesfilas,
pero el gnero contiene
especies que son
psicotrficas,
termodricas y
termoflicas.
Todas las especies son
altamente tolerantes al
cido y algunas a la sal,
presin osmtica y baja
Aw.
Lactobacillus
Requieren ambiente ricos
en nutrientes para crecer
(aminocidos, pptidos y
cidos grasos, nucleotidos,
vitaminas, etc,).
Pueden fermentar una
amplia gama de azcares,
tanto los mas comunes
(glucosa, fructosa y lactosa)
como los mas complejos
(celobiosa, amigdalina,
trealosa, almidn, etc.).
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Lactobacillus
Numerosas especies
relevantes en alimentos
fermentados.
Cultivos iniciadores,
principalmente usados en
lcteos y salchichas.
Flora endgena en
materia prima.
Otros gneros importantes en
fermentacin de alimentos
Bacterias Gram (-)
Bacilos productores de cido
actico por oxidacin del etanol
Aerobias obligadas
Mesfilas 25-30C
Acetobacter
Gluconacetobacter
Gluconobacter
Kocuria, Micrococcus y
Staphylococcus
Cocos Gram +
Aerobios
Catalasa +
No mviles
No formadores de esporas
Especies importantes
K. varians
M. luteus
S. xylosus
S. carnosus
Sabor, color y aroma en crnicos fermentados.
K. varians
M. luteus Propionibacterium
Propionibacterium
Bacilos Gram +
Anaerobios o
aerotolerantes
Catalasa + (o variable)
No motiles
Mesfilos y neutrfilos
Produccin de Quesos tipo
Suizo
Brevibacterium
Brevibacterium
Bacilos Gram +
No mviles
No esporulados
Aerobios estrictos
Catalasa +
Mesofilos 20-35C
B. linens importante en
alimentos fermentados:
quesos madurados
Levaduras
Fermentacin de alimentos y
alcohol.
Produccin de enzimas para
uso en alimentos.
Protena unicelula.
Aditivos para impartir sabores
deseables a alimentos.
Gneros importantes:
Saccharomyces,
Kluyveromyces y
Zigosaccharomyces
Saccharomyces cerevisiae
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Mohos
Produccin de
alimentos
Produccin de aditivos
y enzimas
Aspergillus
Penicillium
Rhizopus
Mucor
Es hora de una
dinmica!!!
El fsforo
Se forma un circulo con los jugadores sentados o de
pie.
El profesor enciende un fsforo y lo pasa al compaero
del lado, dicindole: ENCENDIDO LO RECIBO.
ENCENDIDO TE LO DOY.
No se puede dejar apagar el fsforo, al que esto le
pase, tendr que responder una pregunta o pagar una
penitencia.
Bacterias benficas
intestinales Probiticos
Microorganismos vivos que, al ser ingeridos en
cantidades adecuadas, le confieren beneficios de
FAO/WHO 2006
con el entorno gastrointestinal.
Probiticos
Son un suplemento
alimenticio: cultivo puro o
compuesto de
microorganismos vivos.
Estn formados por distintas
cepas de BAL y
bifidobacterias
fundamentalmente.
Tienen la capacidad de
instalarse y proliferar en el
TGI y actuar como de
promotores de crecimiento.
Efectos de la flora
gastrointestinal