Microbiologia

MICROBIOLOGÍA APLICADA

GUÍA DEL ALUMNO

SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA

SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR E INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

SUBSISTEMA DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS

COORDINACIÓN GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS

ELABORÓ: GRUPO DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES REVISÓ: COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL DEL ÁREA AGROINDUSTRIAL-ALIMENTARÍA

APROBÓ: COORDINACIÓN GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS

FECHA DE ENTRADA EN VIGOR:

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I. DIRECTORIO

DR. REYES TAMES GUERRA

SECRETARIO DE EDUCACIÓN PÚBLICA

DR. JULIO RUBIO OCA

SUBSECRETARIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR E INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

DR. ARTURO NAVA JAIMES

COORDINADOR GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS

RECONOCIMIENTOS

LIC. EN BIOL. FRANCISCA LAGUNES OLIVARES

I.Q.I. ISRAEL ESTRADA GARCIA

II. PROFESORES DE LA CARRERA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LA HUASTECA HIDALGUENSE.

MICROBIOLOGÍA APLICADA

ESTA OBRA, SUS CARACTERÍSTICAS Y DERECHOS SON PROPIEDAD DE LA COORDINACIÓN GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS (CGUT) FRANCISCO PETRARCA No.321, COL. CHAPULTEPEC MORALES, MÉXICO D. F.

LOS DERECHOS DE PUBLICACIÓN PERTENEEN A LA CGUT. QUEDA PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL POR CUALQUIER MEDIO, SIN AUTORIZACIÓN PREVIA Y POR ESCRITO DEL TITULAR DE LOS DERECHOS.

ISBN (EN TRAMITE)

IMPRESO EN MÉXICO

II. INDICE

CONTENIDO

PÁGINA

I. DIRECTORIO Y RECONOCIMIENTOS

II. ÍNDICE 1

III. INTRODUCCIÓN DE LA ASIGNATURA 2

IV. DIAGNOSTICO DE CONOCIMIENTOS 3

V. UNIDADES TEMÁTICAS

Unidad 1. Fermentación, métodos de cultivo y cinética. 4

Unidad 2. Cultivos industriales. 8

Unidad 3. Fermentación alcohólica. 10

Unidad 4. Fermentación acética. 22

Unidad 5. Vinificación. 31

Unidad 6. Fermentación láctica. 44

Unidad 7. Producción de biomasa. 74

Unidad 8. Enzimas microbianas y producción de aminoácidos. 83

VII ANEXOS 94

Prácticas de laboratorio.

INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA

Los alimentos elaborados a base de fermentaciones han existido desde hace miles de años. Por ejemplo, la mayoría de las dietas incluyen vinagre, fruto de la fermentación mixta del vino mediante levaduras y, posteriormente, acetobacter (fermentos acéticos). El acetobacter aparece espontáneamente cuando el vino está expuesto al aire, aunque la producción comercial conlleva el uso de tanques de vinagre. La palabra "VINAGRE" proviene de vinagre (del francés, vino agrio). Aunque no sólo se elabora a partir del vino, cualquier otra bebida alcohólica puede emplearse como base, como por ejemplo la cerveza para producir vinagre de malta; y también algunas frutas (frambuesas, manzanas)o verduras y almíbares.

También desde hace siglos en Oriente se produce la salsa de soja, el miso y el tempeh. En la elaboración de la salsa de soja se utiliza el hongo Aspergillus oryzae y otros microorganismos para fermentar una mezcla compuesta de soja y trigo. De ahí proviene su fuerte aroma y su color marrón rojizo oscuro. El proceso está dividido en dos etapas y puede durar entre 2 y 12 meses. Durante este tiempo, las proteínas y los azúcares se descomponen y los productos de la mezcla inicial dan lugar a una gran variedad de componentes de diversos sabores y aromas.

En la producción del tempeh también se usa un hongo, el Rhizopus oligosporus. El tempeh es un alimento muy importante de la dieta de países como Indonesia, donde se utiliza como fuente principal de proteínas y otros nutrientes esenciales. El miso, fruto de la fermentación de la pasta de soja que se utiliza como base de sopas y salsas, se obtiene a partir de un cóctel de microorganismos similar. Se pueden producir diferentes variedades, todo depende de la cantidad de sal utilizada, los edulcorantes y el tiempo de fermentación.

La fermentación y, por consiguiente, los microorganismos también se utilizan para elaborar aditivos. La propiedad del ácido glutámico (un aminoácido usado para obtener glutamato monosódico) de potenciar el sabor fue descubierta en Japón a principios del siglo XX. Además de dar sabor, los aminoácidos son nutrientes esenciales, ya que son componentes básicos de las proteínas. Algunos alimentos, como los cereales, contienen proteínas con un contenido del aminoácido lisina relativamente bajo. Puede añadirse lisina para mejorar la calidad nutricional de las proteínas. Las fermentaciones en las que intervienen las bacterias Corynebacterium glutamicum y Brevibacterium flavum producen tanto ácido glutámico como lisina.

Cabe mencionar también que el ácido cítrico se añade a refrescos, productos de confitería y medicinas. En el pasado, se extraía de los cítricos; sin embargo, hoy en día, alrededor del 99% de la producción mundial (más de 300.000 toneladas) proviene de la fermentación de un hongo, el Aspergillus niger.

Los microorganismos también se utilizan para elaborar aditivos que dan consistencia a los alimentos. Muchas gomas producidas por microorganismos se utilizan en la industria alimentaria como espesantes, emulgentes y excipientes. Éstas pueden estabilizar la estructura del alimento y hacerlo más agradable tanto a la vista como al paladar. Las gomas más comunes son la xantina y la dextrina, producidas por cepas de las bacterias Xanthomonas y Leuconostoc respectivamente.

III.- DIAGNÓSTICO DE CONOCIMIENTOS

NOMBRE:_____________________________________________________________

A.- CONTESTA CORRECTAMENTE LO QUE A CONTINUACIÓN SE TE PIDE (2.1).

1. ¿Qué es una fermentación?

2. ¿Cuántos tipos de fermentación conoces?

3. ¿Qué es un método de cultivo?

4. ¿Qué tipos de microorganismos intervienen en una fermentación?

5. ¿De qué forma es benéfica para nosotros la fermentación?

6. ¿Cómo actúan las enzimas en una fermentación?

7. ¿Qué productos podemos obtener por medio de la fermentación?

IV.- UNIDADES TEMÁTICAS

UNIDAD 1.- FERMENTACIÓN, MÉTODOS DE CULTIVO Y CINÉTICA.

DEFINICIÓN DE FERMENTACIÓN:

o Proceso metabólico llevado acabo por microorganismos, bacterias y levaduras bajo condiciones aeróbicas y anaerobias obteniendo energía y teniendo características físico-químicas controladas.

o Es un proceso en el que se potencia deliberadamente el crecimiento de los microorganismos que consumen una cantidad de sustrato y enriquecen, por medio del cultivo los productos de su metabolismo.

o El proceso de fermentación es producido por acción de las enzimas cambios químicos en las sustancias orgánica.

TIPOS DE FERMENTACIÓN:

o Fermentación acética

o Fermentación alcohólica

o Fermentación butírica

o Fermentación cítrica

o Fermentación láctica

Para llevar acabo la fermentación se requiere conocer el sustrato idóneo y microorganismos idóneo y conocer las características físico-químicas del sustrato.

¿QUE ES UN MEDIO DE CULTIVO?

Un medio de cultivo es el sustrato que proporciona todos los requerimientos necesarios para el crecimiento de los microorganismos.

CARACTERÍSTICAS IDONEAS QUE NECESITAN LOS MICROORGANISMOS PARA LLEVAR A CABO UNA FERMENTACIÓN.

 Ser genéticamente estable en el medio de cultivo.

 Poseer células vegetativas, esporas algunas u otras unidades de reproducción.

 Tener un crecimiento rápido y vigoroso después de la inoculación (sembrar microorganismos en el sustrato).

 Ser un cultivo puro.

 Reproducirse en un tiempo respectivamente corto.

 Que no produzcan sustancias tóxicas .

 Tiempo de conservación debe de ser considerado (que el microorganismo no se muera rápido).

 El microorganismo debe ser industrialmente rentable .

 Que crezca o se desarrolle en condiciones relativamente sencilla.

CULTIVO DE MICROORGANISMOS.

Los cultivos de microorganismos pueden prepararse de diferentes maneras, según el proceso de producción se clasifican desde el punto de vista industrial dependiendo del tipo de cambio que provocan

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