UNIVERSIDAD INCA GARCILASO DE LA VEGA Facultad de Ciencias Farmacéuticas y Bioquímica CURSO DE BIOTECNOLOGÍA FARMACÉUTICA PRACTICA N° 2 Fermentación de Glúcidos por Levaduras (Saccharomyces) DOCENTE: Q. F. CHINCHAY BARRAGAN, CARLOS ENRIQUE INTEGRANTES: -DIAZ PALACIOS, CARLOS ENRIQUE - 1. INTRODUCCION Las distintas especies, debido a su diversidad metabólica, pueden fermentar o no determinados azúcares. Estas diferencias metabólicas aportan datos para la identificación de especies. La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, sirve con cualquier sustancia que tenga la forma empírica de la glucosa, es decir, que sea una Hexosa.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico. El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc.1Aunque en la actualidad se empieza a sintetizar tambi én etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible. 2. OBJETIVOS Determinar si una determinada especie bacteriana es capaz de fermentar distintos azúcares (glucosa, lactosa, fructosa, sacarosa, maltosa y almidón. Determinar el glúcido, al que la Saccharomyces cerevisiae, metaboliza más rápidamente en iguales condiciones. Observar la fermentabilidad de la levadura en diferentes azucares (mono y disacáridos). 3. MARCO TEORICO Levaduras: La levadura es un pequeño microbio de características vegetales que se utiliza para hacer crecer la masa del pan y elaborar bebidas alcohólicas, como el vino, la sidra y la cerveza. Es en sí un alimento muy nutritivo, rico en proteínas y vitaminas del grupo B. Los residuos de levaduras procedentes de la fermentación se procesan para elaborar pastas untables e ingredientes para una amplia variedad de productos, desde aperitivos hasta carnes procesadas. Se ha utilizado durante miles de años en la elaboración de pan y bebidas alcohólicas. Desde los albores de la humanidad, las semillas han constituido uno de los pilares de nuestra alimentación. Nuestros ancestros descubrieron que el grano molido y cocinado resultaba mucho más apetecible. Todavía se utiliza esta técnica hoy en día en la preparación del pan ázimo y las tortas. Es muy probable que la primera mezcla de levadura con los demás ingredientes del pan fuera fortuita. De igual modo, como este microbio se presenta de forma natural en la piel de la uva y en los granos, cabe suponer que los orígenes de la cerveza y el vino radicasen en zumo de uva o gachas (especie de papilla a base de cereales y agua) que no se consumieron de inmediato. También cabe la posibilidad de que el primer pan hecho con levadura surgiera al verter accidentalmente una bebida alcohólica en la masa del pan ázimo. Con el transcurso de los siglos, la elaboración del pan se convirtió en un arte. Sin embargo, la ciencia tardó bastante tiempo en ponerse al día al respecto. Hubo que esperar hasta 1676 para que un fabricante de lentes holandés, llamado Anton Leewenhoek, inventara el primer microscopio. Este invento fue lo que posibilitó la identificación de los microbios, incluida la levadura. En 1859, Louis Pasteur, padre de la microbiología moderna, descubrió el modus operandi de la levadura. Al alimentarse de azúcares derivados del almidón presente en la harina, este microorganismo produce dióxido de carbono. Dicho gas dilata las proteínas del gluten que contiene la harina, produciendo la expansión de la masa. Debido a su facultad de hacer crecer la masa y producir hogazas de buen tamaño, textura y sabor, los científicos se dedican hoy en día a cultivar distintas variedades de levadura de panadería. No cabe duda de que las bebidas alcohólicas realzaron la limitada dieta de nuestros antecesores. En Oriente Medio, se elaboraba vino hace ya más de 6000 años. En los escritos de la antigua Babilonia, se describe una bebida fermentada cuya elaboración consistía en dejar granos de trigo o cebada empapándose en agua, exponerlos al sol para que germinasen, hervirlos y poner el compuesto a fermentar. Los sumerios dieron nombre a quince variedades de cerveza. En la actualidad, las bebidas alcohólicas se encuentran disponibles en todo el mundo bajo las más diversas formas. Se elaboran a partir de frutas, cereales o miel, a los que se añaden distintas cepas de levadura para fermentar los azúcares presentes en estos productos y obtener así alcohol. Al igual que con la levadura del pan, se utilizan diversos métodos para mejorar las variedades de levadura destinadas a este tipo de fermentación. Una de las principales metas consiste en aumentar la tolerancia de la levadura al alcohol. AMBIENTE Las levaduras se encuentran con frecuencia en las hojas y las flores, aunque en número muy pequeño, siendo los insectos un importante vector de diseminación de las mismas. Están sobre la epidermis de frutas y pueden penetrar a los tejidos subyacentes como resultado de un daño mecánico. El suelo es un importante reservorio, desde el cual pueden llegar a los alimentos, pero también suelen hallarse en el agua de lagos y Ancasi EG 43 ríos. Su presencia depende de la temperatura, el pH, la humedad y la disponibilidad de azúcares simples (1). Las levaduras constituyen la causa más común de alteración de frutas y jugos, pues tienen azúcares fermentables y elevada acidez (4). FERMENTACION La fermentación del etanol o fermentación etílica, es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos, entre ellos el Saccharomyces Cerevisiae, que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico. En condiciones de anaerobiosis, las cepas de Sacharomyces cerevisae transforman la glucosa en ácido pirúvico, siguiendo la secuencia de 10 reacciones de la glucólisis. Este proceso es común e la mayoría de los seres vivientes; pero aquí radica lo específico de estas levaduras, que son capaces de proseguir la degradación de pirúvico hasta etanol. Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego σάκχαρον que significa "azúcar") son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional aldehído. Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía. Otras biomoléculas energéticas son las (lipidos) grasas y, en menor medida, las proteínas y los ácidos nucleicos. Los glúcidos son compuestos formados en su mayor parte por átomos de carbono e hidrógeno y en una menor cantidad de oxígeno. Los glúcidos tienen enlaces químicos difíciles de romper llamados covalentes, mismos que poseen gran cantidad de energía, que es liberada al romperse estos enlaces. Una parte de esta energía es aprovechada por el organismo consumidor, y otra parte es almacenada en el organismo. Los glúcidos más simples, los monosacáridos, están formados por una sola molécula; no pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (CH2O)n, donde n es cualquier número igual o mayor a tres, su límite es de 7 carbonos. Los monosacáridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus átomos de carbono y grupos hidroxilo en el resto, por lo que pueden considerarse polialcoholes. Los monosacáridos son la principal fuente de combustible para el metabolismo, siendo usado tanto como una fuente de energía (la glucosa es la más importante en la naturaleza) y en biosíntesis. Cuando los monosacáridos no son necesitados para las células son rápidamente convertidos en otra forma, tales como los polisacáridos. 4. MATERIALES 5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL suspension de levadura 100ml agua 10 gr de levadura 0.1g sulfato de amonio PREPARAMOS BEACKER 1 0.5g de Glucosa 5ml de agua 10ml de la suspensión preparada de levadura BEACKER 2 0.5g de Fructosa 5ml de agua 10ml de la suspension preprarada de levadura BEACKER 3 0.5g de Maltosa 5ml de agua 10ml de la suspension preprarada de levadura BEACKER 4 0.5g de Almidón 5ml de agua 10ml de la suspension preprarada de levadura BEACKER 5 0.5g de Lactosa 5ml de agua 10ml de la suspension preprarada de levadura Luego colocamos cada una de las probeta en baño maría y los revisamos cada 15 minutos. Luego Revisamos cada 15 minutos si el volumen ha aumentado o a permanecido en el mismo nivel RESULTADOS 6. Discusiones Según las literaturas revisadas los más rápidos en fermentar serían los monosacáridos los cuales tenemos a la glucosa y la fructosa y luego los siguientes en fermentar serían los oligosacáridos estos serían la :lactosa maltosa en el cual la lactosa no tuvo el mismo nivel de fermentación que los dos anteriores y el ultimo seria el polisacárido como es el almidón el cual tiene el mismo nivel de la lactosa lo cual nos demuestra que hubo algún proceso o mal manejo de las medidas en cuanto a la preparación de la levadura en la lactosa. 7. CONCLUSIONES 1. De lo observado en la práctica, la lactosa no se fermenta rápido debido a que la levadura no contiene a la enzima que la degrada (lactosa deshidrogenada), para que ocurra la fermentación de la lactosa tiene que haber una fermentación láctica. 2. De acuerdo a la literatura consultada, los glúcidos como los monosacáridos y disacáridos son los más fáciles de metabolizar por la levadura Saccharomyces cerevisiae, ya que para poder realizar el proceso de fermentación, no tiene que romper grandes cantidades de enlaces como en el caso de los polisacáridos como son el almidón mientras que en los monosacáridos, que es caso de fructosa, glucosa el proceso es más rápido. 8. RECOMENDACIONES Según el autor (Chris y Jamil,2010) La levadura necesita azúcares para crear alcohol, pero las fuentes de azúcares y su complejidad resultarán en condiciones de fermentación variadas. Lo cual también podemos utilizar azucares de frutas lo cual se convierten como fructosa, glucosa, etc., lo cual pueden ser de buen uso. Se deberían usar distintos tipos de levaduras Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces fragilis, Torulaspora y Zymomonas mobilis Se sugiere plantear con los alumnos la duda acerca de cuál es el gas producido y la necesidad de realizar una prueba para comprobarlo. . De lo observado en la práctica, la lactosa no se fermenta rápido debido a que la levadura no contiene a la enzima que la degrada (lactosa deshidrogenada), para que ocurra la fermentación de la lactosa tiene que haber una fermentación láctica. 2. De acuerdo a la literatura consultada, los glúcidos como los monosacáridos y disacáridos son los más fáciles de metabolizar por la levadura Saccharomyces cerevisiae, ya que para poder realizar el proceso de fermentación, no tiene que romper grandes cantidades de enlaces como en el caso de los polisacáridos como son el almidón mientras que en los monosacáridos, que es caso de fructosa, glucosa el proceso es más rápido.
