El desarrollo alcanzado en las técnicas de aislamiento e identificación de aromas

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El desarrollo alcanzado en las técnicas de aislamiento e identificación de aromas, colorantes y sabores, hacen que el área de productos naturales sea la de mayor crecimiento dentro del campo de la química orgánica mediante el uso de la biotecnología y bioingeniería. Los carotenoides son pigmentos orgánicos que ocurren de forma natural en plantas y otros microorganismos fotosintéticos como algunas clases de hongos. La obtención de estos compuestos a partir de hongos es útil en la elaboración de numerosos productos alimenticios.

Los sabores obtenidos de microorganismos además de asegurar una nutrición sana mejoran las propiedades organolépticas de los alimentos como en el caso de compuestos sulfurados en la elaboración y maduración del queso, entre otros

Los hongos filamentosos tienen propiedades en la producción de alimentos y productos medicinales. Su potencial bioquímico y su adaptación a condiciones de vida extremas en medios líquidos hace que el sector industrial explote la producción de estas moléculas.

Existen varios géneros de hongos que se utilizan en la producción de colorantes como Monascus sp, el cual produce pigmentos amarillos llamados monascina y ankaflavina, naranjas como monascorubrín y rubropuctatín y rojos como monascorubramina y rubropuctamina. Estos pigmentos se usan comúnmente en Asia para colorear arroz, vino, queso, pescado y carnes principalmente en China, Taiwán, Japón e Indonesia.

Los carotenoides son una clase de pigmentos naturales, utilizados como aditivos y colorantes en la elaboración de mantequilla, quesos, dulces, helados, entre otros. Como el caso de Thraustochytrium sp, que ha sido aislado de ambientes marinos tropicales y subtropicales; es sintetizador de β-carotenos, astaxantina, fenocoxantina, cantanxantina, y equinenona en medio YPG (Yeast Peptone Glucose, por sus siglas en inglés) a determinadas intensidades de luz. La identificación de estos carotenoides se realiza mediante HPLC utilizando como fase móvil la mezcla hexano, tetrahidrofurano, 2-propanol, trietilamina (77:17:3:3) y RMN (resonancia magnética nuclear).

La astaxantina es un pigmento rojo-rosado que está adquiriendo interés en la industria piscícola (colores de salmones y crustáceos), es el ingrediente más costoso utilizado en esta industria además de tener propiedades antioxidantes y anticancerígenas. Esta es sintetizada químicamente lo malo es que los costos son elevados, gracias a eso es que se han estudiado algunos microorganismos capaces de producir este compuesto optimizándoles niveles de glucosa, oxígeno y fosfato, además adicionando estimulantes químicos como el etanol y últimamente realizando manipulación genética para que las cantidades obtenidas sean mayores.

La levadura Phaffia rhodozyma o Xantrophyllomyces dendrorhous (esta última es importante que se encuentre en un estado perfecto) es un microorganismo que produce altas concentraciones de astaxantina, considerado como una excelente fuente de este mismo cuando es estimulada sinérgicamente por Epicoccum nigrum, este microorganismo acumula carotenoides en concentraciones de 500-2000 mg, de la cual entre el 45 y 95% corresponde a astanxantina. También es importante saber que el β-caroteno es un importante intermediario en la biosíntesis de la astaxantina y frecuentemente coexisten, al haber algunos hongos que los producen se ha estado investigando mas formas de aumentar su producción.

En el caso de los aromas y fragancias que se utilizan en la industria de alimentos, productos de limpieza y cosméticos, tienen gran interés comercial y muchas tienen largos procesos de producción generando contaminación ambiental. En la industria de los quesos se ha usado una gran variedad de microorganismos para efectos del sabor y aroma. Con este fin se han utilizado asociaciones microbianas entre Geotrichum candidum, bacterias como Corynebacterium sp y algunas levaduras como Kluyveromyces lactis y Yarrowia lipolitica entre otras asociaciones que producen compuestos sulfurados aromáticos. Los compuestos producidos se analizan y se comparan con los que se hacen químicamente y están en el mercado, con el fin de ver cual sale mas bajo en costo y menos contaminante al ambiente. Se observo que asociando K. lactis con una bacteria, se producen ésteres y alcoholes en cantidades relativamente grandes. También Y. lipolitica en asociación con bacterias produce compuestos aromáticos como 2-propanol, cetonas como 2-butanona entre otros. En el caso de Geotrichum candidum produce compuestos sulfurados que al interactuar con las sustancias producidas por Yarrowia lipolitica hace que el nivel de estos compuestos aumente y los aromas se intensifiquen en el producto.

El aroma a rosas es muy utilizado en la elaboración de perfumes y cosméticos. El 2-feniletanol (2-PE) es un compuesto aromático con olor a rosas. Se ha encontrado que su producción sintética no difiere significativamente de la natural. Entre los microorganismos productores de este compuesto se encuentran: Phenillus ignarius, P. laevigatus y P. tremulae, pero los microorganismos más prominentes en producción son las levaduras, entre las que se encuentran Saccharomyces vini y Torulopsis utilis estas 2 se han observado que producen 12 mg/l de 2-feniletanol en 7 días. Otros microorganismos como Pichia fermentans L-5, produce 453 mg/l en 16 horas; Kloeckera saturnus produce 1.7 g/l en 24 horas y S. cerevisiae que alcanza concentraciones de 2.35 g/l en 48 horas.

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