Microorganismos benéficos en la industria alimentaria 2013-1

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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/
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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