Informe S8.fermentación Alcohólica Metabolismo Anaerobio. Bio Pract-G3 [PDF]

Zitiervorschau

Asignatura de Biología Molecular y Celular II Ciclo | Semestre Académico 2020-II “FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA METABOLISMO ANAEROBIO” Integrantes | Grupo 03 • Cáceres cruz Shirley

2020131448

• Chávez Córdova Coraine Rashell

2018114438

• Gonzales Chávez Gustavo Alonso

2020123641

• Granda Riofrio Amely Mary

2020131591

• Guerrero Risco Nicol Viviana

2020131612

• Mejía Álvarez Raquel Valeria

2020109072

• Monteza Fernández Keiko

2020131723

Docente Dra. Lizzie Karen Becerra Gutiérrez

Chiclayo – Perú

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA METABOLISMO ANAEROBIO I.

Introducción Según la teoría evolutiva acerca del origen de la vida en la Tierra, se considera que la fermentación es el proceso de obtención de energía más antiguo. Sobre esa base se considera que, dadas las condiciones de la Tierra primitiva, en la que no existía oxígeno libre y donde los rayos del sol no llegaban a la superficie terrestre, los primeros organismos solo podían obtener la energía de los compuestos orgánicos mediante la fermentación. La fermentación fue descubierta por Louis Pasteur, que la describió como la vie sans l´air (la vida sin el aire). La fermentación típica es llevada a cabo por las levaduras. También algunos metazoos y protistas son capaces de realizarla.

II.

Objetivos •

Comprobar que, ante la presencia de oxígeno, el azúcar es oxidado hasta CO2 y agua.

•

Comprobar que, en ausencia de oxígeno, el azúcar es convertido en etanol y CO2 por las levaduras, mediante el proceso de fermentación alcohólica.

•

Comparar cualitativamente un proceso fermentativo y la respiración.

III.

Cuestionario a) ¿Qué enzima son necesarias para que la levadura pueda aprovechar el almidón como fuente de azúcares? Hidratando la malta con agua caliente, vamos a conseguir activar esas enzimas, las cuales están “programadas” para descomponer el almidón en azúcares más simples (cadenas más cortas de azúcares), que finalmente, podrán servir como alimento de las levaduras durante la fermentación. (1)

Enzimas principales que degradan el almidón. La alfa-amilasa

Trabaja más cómoda en rangos de temperatura más altos que su prima la beta-amilasa, y convierte el almidón en dextrinas. Estas dextrinas son cadenas largas de azúcares que pueden ser no digeribles por la levadura. La beta-amilasa Trabaja mejor en un rango de temperatura más bajo que las alfaamilasas, y pulveriza partes del almidón y de las dextrinas que ha fabricado la alfa-amilasa en azúcares sencillos, como la maltosa, fácilmente asimilable por la levadura. Es favorecida por empastes ligeros. Se desactiva alrededor de los 70 °C. (1)

b) ¿Qué sucede cuando las levaduras se encuentran en un

medio con nutrientes y en presencia de oxígeno?

Todas las levaduras son aeróbicas, cuando el oxígeno está presente, éstas crecen eficientemente a partir de carbohidratos del medio para producir la biomasa y CO2. Sin embargo, cuando no hay oxigeno o éste disminuye, las levaduras cambian a metabolismo anaerobio o fermentativo, que se traduce en la formación de menor cantidad de biomasa y producción de alcohol. El oxígeno también interviene en la síntesis de esteroles y del ácido nicotínico. Si estos compuestos están presentes en el medio, las levaduras pueden desarrollase en anaerobiosis total. En el caso contrario para la supervivencia de las levaduras son necesario 0.0015 mg de oxígeno por gramo de biomasa para llevar a cabo la síntesis de los esteroles.(2)

c) Mencione

3

organismos

que

realicen

fermentación

alcohólica o láctica En la fermentación alcohólica Los microorganismos presentes en este proceso son de tres tipos: levaduras, mohos y hongos. Las levaduras son microorganismos unicelulares, que consiguen su energía por medio de la fermentación alcohólica, alcohólica, en la que rompen las moléculas de glucosa para obtener la energía para sobrevivir y producen el alcohol como consecuencia de la fermentación. La levadura S. cerevisiae es un hongo unicelular responsable de gran parte de las fermentaciones

alcohólicas. (3)

d) Indique ¿cómo es posible que las levaduras puedan obtener azúcares a partir de cereales, como por ejemplo el maíz o la cebada, para producir los fermentos como chichas o cerveza? Para la elaboración de cualquier bebida alcohólica es necesario el azúcar, que será transformado en alcohol por las levaduras. En el caso de la cerveza, este proviene del almidón que contiene el grano de los cereales. El grano está formado por el germen (o embrión) y el endospermo, que proporciona al embrión los nutrientes necesarios para su desarrollo en una nueva planta. Las células del endospermo contienen granos de almidón, que es el glúcido de reserva de la mayoría de los vegetales. Los glúcidos son lo que popularmente conocemos como carbohidratos; el almidón es el más común de nuestra dieta. Es una macromolécula formada por dos polisacáridos: un 20-25 % de amilosa y un 75-80% de amilopectina (biomoléculas formadas a su vez por la unión de una gran cantidad de azúcares simples o monosacáridos).

El almidón debe ser procesado para obtener a partir de él los azúcares que las levaduras utilizarán para la fermentación alcohólica. Para ello son necesarias enzimas (proteínas que catalizan reacciones químicas, cuya velocidad sin ellas sería muy lenta). Por ejemplo, en distintas culturas indígenas centro y sudamericanas se masticaba la harina de maíz para producir chicha (una bebida alcohólica derivada de la fermentación no destilada del maíz), ya que nuestra saliva contiene amilasa, una enzima hidrolasa que 'rompe' el almidón en azúcares simples.(4)

e) Si deseamos utilizar levaduras para el proceso de producción de cervezas, ¿qué cualidad deben tener para diferenciarlas de las levaduras que son utilizados para la

producción de panes? La levadura nutricional se produce cultivando el hongo Saccharomyces cerevisiae en cebada germinada. Luego es cuidadosamente secada por debajo de los 50 – 60ºC para no destruir sus principales nutrientes: las vitaminas y enzimas termosensibles.

Aporta variadas sustancias nutritivas. Casi todo el complejo B (a excepción de la B12 activa); minerales como el magnesio, calcio, hierro, cobre, cromo, zinc y selenio; al menos el 50% de su composición está dado por proteínas (incluyendo los aminoácidos esenciales) y también aporta glutatión, una proteína formada por tres aminoácidos, que resulta clave para la desintoxicación hepática, la neutralización de venenos y la eliminación de desechos de células tumorales. La levadura nutricional es importante por su acción de refuerzo y modulación del microbiota.

Por otra parte, la levadura de cerveza es un subproducto del proceso de elaboración de la cerveza que contiene el mismo hongo Saccharomyces cerevisiae. En algunos casos también puede elaborarse industrialmente a partir de las melazas de azúcar de caña o de remolacha, que se fermentan durante 7 días y más tarde se pasteurizan, limpian y secan. Y a diferencia de la levadura de cerveza que se usa para hacer pan (que está viva), la levadura de cerveza que se comercializa como suplemento nutricional está inactivada. Es decir, no se puede utilizar para elaborar cerveza o pan.

En teoría, el aporte nutricional de la levadura de cerveza podría considerarse similar al de la levadura nutricional, pero hay diferencias importantes a considerar.

El sabor amargo característico de la levadura se ve acentuado en el caso de la levadura de cerveza, por los sub productos del lúpulo (utilizado en la elaboración de la cerveza). Esto lleva a que la levadura de cerveza sea sometida a un tratamiento de desamargado, proceso que se hace a nivel industrial y consiste en un lavado que elimina también valiosos nutrientes.

Otro problema de la levadura de cerveza son otros elementos o sustancias químicas que puedan quedar del proceso de elaboración de la cerveza, como el caso de los sulfitos (E220, E228). (5)

IV.

Conclusiones •

La utilidad del metabolismo de las bacterias anaerobias, y los procesos bioquímicos que realizan, se ve reflejado en diferentes escenarios de la vida en el planeta, principalmente se observa a nivel industrial con la producción de variedad de compuestos, como el metano para la generación de combustibles orgánicos, con el fin de producir energía renovable lo cual contribuye a la conservación del medio ambiente.

•

La fermentación es la conversión biológica anaeróbica (sin oxígeno) de las moléculas orgánicas, generalmente hidratos de carbono, en alcohol, ácido láctico y gases, mediante la acción de ciertos enzimas que actúan bien directamente o como componentes de ciertas bacterias y levaduras.

•

Comprobamos que, en ausencia de oxígeno, el azúcar es convertido en etanol y CO2 por las levaduras, mediante el proceso de fermentación alcohólica.

V.

Referencias bibliográficas 1. Las cuatro palancas del macerado [Internet].2014[Consultado el 20 de noviembre

de

2020].

Disponible

en:

https://cervezomicon.com/tag/almidon/ 2. Gutiérrez Caracterización fisiológica de levaduras aisladas de la filósfera de mora [Internet]. 2007[Consultado el 20 de noviembre de 2020]. Disponible en: https://javeriana.edu.co/biblos/tesis/ciencias/tesis276.pdf 3. Fermentación

alcohólica,

láctica

y

sus

aplicaciones

Internet].2017[Consultado el 20 de noviembre de 2020]. Disponible en: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/cfmc/Quimica_Organica_III/Ferm entacion_alcoholica.pdf 4. La ciencia de la cerveza [Internet].heraldo.com;2016[Consultado el 20 de noviembre

de

2020].Disponible

en:

https://www.heraldo.es/noticias/sociedad/2016/10/07/la-ciencia-cerveza1099874-310.html 5. Foerster A. Levadura de cerveza o levadura nutricional [Internet]. Greenvivant.com; 2018 [Consultado el 20 de noviembre de 2020]. Disponible en: http://www.greenvivant.com/alimentate/alimentos/levaduracerveza-levadura-nutricional/