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INDICE CAPÍTULO I

pag.

1.1. Introducción..........................................................................................................................1 1.2. Antecedentes.........................................................................................................................3 1.3. Justificación..........................................................................................................................3 1.4. Objetivos...............................................................................................................................5 1.4.1. Objetivo general..................................................................................................5 1.4.2. Objetivos específicos...........................................................................................5 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO.................................................................................................................6 2.1. Importancia de las bacterias en la industria..................................................................6 2.2. Las bacterias en la industria alimentaria........................................................................7 2.3. Relación entre: Microorganismos y Alimentos............................................................8 2.4. Los microorganismos utilizados en la industria alimentaria......................................9 2.4.1. Las Levaduras..................................................................................................9 2.4.2. Bacterias benéficas utilizadas en la industria alimentaria.......................10 2.4.3. Clasificación de las bacterias lácticas.........................................................11 2.4.4. Tipos de cultivos iniciadores........................................................................12 2.5. Microorganismos de importancia industrial................................................................13 2.7. Microorganismos de la industria alimentaria..............................................................13 2.8. Alimentos de origen microbiano...................................................................................13 2.9. Clases de Microorganismos...........................................................................................14 2.9.1. Levaduras........................................................................................................14 2.9.2. Hongos Filamentosos....................................................................................15 2.9.3. Bacterias............................................................................................................15 2.10. Tipos de Fermentación.................................................................................................15 2.11. Otras aplicaciones en la industria...............................................................................18 CAPITULO III 3.1.Conclusiones........................................................................................................................19 3.2Bibliografía...........................................................................................................................20 3.3.Anexos.................................................................................................................................21

RESUMEN: Habitualmente, los microorganismos tienen mala fama. Se los asocia a las enfermedades y al deterioro de los alimentos. Sin embargo, cumplen muchas funciones beneficiosas para otros seres vivos y el ambiente. Además, el hombre ha aprendido a aprovecharlos en beneficio propio. Por ejemplo, en la producción de alimentos. La biotecnología alimentaria tradicional utiliza ampliamente los microorganismos, que intervienen en diferentes etapas de la producción del alimento. Son esenciales para la producción de muchos alimentos, como el vino, la cerveza, panificados, productos lácteos, entre otros. En muchos de estos productos los microorganismos hacen su función durante el proceso de producción, pero no están presentes como células vivas en el producto alimentario. En otros, los microorganismos están presentes en el producto, como en muchos productos lácteos. Los microorganismos se usan también ampliamente para producir suplementos y aditivos (por ej. vitaminas, conservantes, aromatizantes y colorantes naturales), o aditivos para el procesado, como las enzimas. Las enzimas purificadas a partir de microorganismos se utilizan para producir ingredientes como el jarabe de maíz rico en fructosa. Muchos microorganismos, que tienen una larga tradición de utilización en la industria alimentaria, se han modificado mediante técnicas tradicionales de mutagénesis y de selección. Esto ha permitido un uso cada vez más eficiente y controlado de los microorganismos. Además, en los últimos años se han desarrollado las herramientas para poder mejorarlos por técnicas de ingeniería genética, lo que ha hecho aún más eficiente su aprovechamiento.

Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña.

CAPÍTULO I: 1.1. Introducción Las bacterias son microorganismos unicelulares que presentan un tamaño de algunos micrómetros de largo (entre 0,5 y 5 μm) y diversas formas, incluyendo esferas, bastones y hélices. Son procariotas y, a diferencia de las células eucariotas (de animales, plantas y otros microorganismos como los hongos), no tienen núcleo definido ni orgánulos citoplasmáticos. Existen evidencias de que fueron las primeras formas vivas que habitaron el planeta. Del estudio de las bacterias se encarga la bacteriología, una rama de la microbiología. La mayoría de las bacterias poseen pared celular compuesta de peptidoglicano. Muchas disponen de flagelos o de otros sistemas de desplazamiento y son móviles; poca importancia se presta, no obstante, a la producción de cápsula, pese a que el 99% de las bacterias viven en los medios naturales embebidas en una matriz o biofilm que no es otra cosa que una “cápsula colectiva”. Son los organismos más abundantes del planeta, y, el haber sido sus primeros pobladores, y subsistir hasta la actualidad, justifica su ubicuidad, encontrándose en todos los hábitat terrestres, como el suelo, los manantiales calientes y ácidos, los desechos radioactivos, las profundidades del mar y la corteza terrestre. Algunas bacterias pueden sobrevivir en las condiciones extremas del espacio exterior. Se estima que hay alrededor de 40 millones de células bacterianas en un gramo de tierra y un millón en un mililitro de agua dulce. Se estima que hay aproximadamente 5×1030 bacterias en el mundo. Tan exagerada cifra está plenamente justificada si se tiene en cuenta que estos organismos unicelulares son imprescindibles para el reciclaje de los elementos y muchos paso importantes de los ciclos biogeoquímicos serían imposibles sin su presencia. Como ejemplo cabe citar la fijación del nitrógeno atmosférico, la mineralización de péptidos y compuestos orgánicos nitrogenados, imprescindibles para las plantas (1, 3). Sin embargo, solamente la mitad de los filos conocidos de bacterias tienen especies que se pueden cultivar en el laboratorio, por lo que una gran parte (se supone que cerca del 90%) de Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña.

las especies de bacterias existentes todavía no ha sido descrita. En el cuerpo humano hay aproximadamente diez veces más células bacterianas que humanas; buena parte de ellas en la piel y en el tracto digestivo. Aunque el efecto protector del sistema inmune hace que la gran mayoría de estas bacterias sea inofensiva o beneficiosa, algunas bacterias patógenas pueden causar enfermedades infecciosas, incluyendo cólera, sífilis, lepra, tifus, difteria, escarlatina, etc. Las enfermedades bacterianas mortales más comunes son las que afectan vías respiratorias, con una mortalidad cercana a los dos millones de personas al año si se tiene en cuenta sólo la tuberculosis (3). Desde el pasado siglo comenzó el uso de antibióticos para tratar las infecciones bacterianas. Los mismos inhiben la formación de la pared celular o bloquean la síntesis proteica bacteriana. El uso extenso e indiscriminado de estos productos en los tratamientos humanos, en la agricultura y la ganadería, ha conllevado a la aparición creciente de cepas antibiorresistentes, un problema muy serio, casi tanto como las propias enfermedades que justifican su existencia, por ello, con justificada razón, a este fenómeno que se acrecienta en la actualidad, se le ha denominado la “epidemia invisible del siglo XX” (2). En la industria, las bacterias son importantes en procesos tales como el tratamiento de aguas residuales, en la producción de queso, yogur, mantequilla, vinagre, etc., y en la fabricación de medicamentos y de otros productos químicos. La industria biotecnológica también explota estas formas microbianas al utilizarla como biofábricas para la expresión de genes de plantas, animales y humanos.

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña.

1.2. Antecedentes Sin comprender bien qué

ocurría, las culturas más antiguas han

utilizado

los

microorganismos como aliados en la elaboración de diferentes tipos de alimentos. La base de estos procesos casi siempre es la misma: un soporte rico en nutrientes sobre el que un determinado microorganismo se desarrolla y transforma el alimento en otro muy diferente, a través de un proceso conocido como fermentación. Algunos de los más utilizados son las levaduras, sobre todo las pertenecientes al género Saccharomyces, responsables de la elaboración del vino, la cerveza y el pan. Con el paso del tiempo, estas fermentaciones milenarias se estudiaron y controlaron para dirigirlas hacia la producción de determinadas sustancias apreciadas en el alimento o, por el contrario, para eliminar las indeseables. Hoy en día es una ciencia que se controla hasta el más mínimo detalle, pero en un principio se denominó "la enfermedad del vino", un proceso fermentativo mediante levaduras que provocaba "fiebre en los caldos" a partir de un zumo muy rico en azúcares, convertidos en alcohol tras el proceso. La inoculación casual a través de la propia materia prima es un proceso provocado, e incluso, las propias cepas de levaduras se cultivan y diseñan para generar los linajes más adecuados en cada caso. Lo mismo podría decirse de la cerveza. En realidad, el proceso fermentativo puede desencadenarse en cualquier caldo rico en azúcares (zumo de frutas o arroz) que, inoculado con la levadura, se transforma en una bebida alcohólica. Si después estos caldos se fermentan de nuevo, esta vez por bacterias del ácido acético, se obtendrá vinagre (de vino o malta en el caso de la cerveza). En el caso del pan, otro de los alimentos en lo que intervienen las levaduras, no se busca la producción del alcohol, sino de dióxido de carbono, para conseguir la esponjosidad de la masa.

1.3. Justificación En la industria alimenticia, las bacterias están principalmente ligadas a la producción de lácteos, donde la principal función es fermentar, pero también cabe mencionar que hay bacterias que se utilizan en otros productos como el vinagre. En los lácteos, las bacterias que actúan son las llamadas Bacterias del ácido láctico. En este género de bacterias podemos encontrar principalmente Lactobacillus, Leuconostoc, Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. Pediococcus, Lactococcus, y Streptococcus. La función principal de estas bacterias es realizar una fermentación láctica para producir ácido láctico. El proceso ocurre en condiciones de ausencia de oxígeno, donde la fermentación responde a la necesidad de la célula de generar la molécula de NAD+, que ha sido consumida en el proceso energético de la glucólisis. En la glucólisis la célula transforma y oxida la glucosa en ácido pirúvico, obteniendo dos moléculas de ATP; sin embargo, en este proceso se emplean dos moléculas de NAD+ que actúan como aceptores de electrones y se reducen a NADH. Para que puedan tener lugar las reacciones de la glucólisis productoras de energía es necesario volver a oxidar el NADH; esto se consigue mediante la cesión de dos electrones del NADH al ácido pirúvico, que producto de esto se reduce a ácido láctico.

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña.

1.4. Objetivos 1.4.1. Objetivo general Identificar los microorganismos utilizados en la industria alimentaria.

1.4.2. Objetivos específicos.  Especificar la importancia de las bacterias en la industria alimentaria.  Describir la relación que existe entre Microorganismos y Alimentos  Identificar las clases de microorganismos que se utilizan en la industria alimentaria.  Describir los tipos de fermentaciones que ocurren en la industria alimentaria.

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña.

CAPÍTULO II: 2. MARCO TEÓRICO 2.1. Importancia de las bacterias en la industria Las bacterias están presentes en nuestro planeta desde hace millones de años y continuarán estándolo si el ser humano desaparece de su superficie. Sin ellas, la vida en nuestro planeta no existiría y cuando digo vida me refiero a cualquiera. El caldo primigenio, en el que se cree que se formó esa primera forma de vida, está formado por todo tipo de elementos, entre los que también estaban bacterias. Gracias al ser humano, su evolución y, sobre todo, a partir del trabajo de investigación de muchas personas y personajes a lo largo de la historia, se descubrió la importancia de estas en los procesos vitales y en otros muchos que se empiezan a conocer. Además, gracias a estos descubrimientos, el hombre pudo entender algunos de los mecanismos por los que las bacterias aparecen y se reproducen, y fue capaz de utilizar esa información, procesarla y aplicarla para su estudio en laboratorios y, a partir de ahí, obtener resultados que ayudaran al propio ser humano. En la mayoría de las ocasiones, no somos conscientes de la importancia de las bacterias en la industria actual y cómo estas han ayudado al desarrollo del ser humano como especie y a la aparición de nuevos productos, así como la transformación de otros. Así, su utilización es esencial para producir alimentos como los productos lácteos. La penicilina nos hubiera descubierto si las bacterias no hubieran estado presentes en la investigación. Alimentos como diferentes tipos de salsas, vinagres, vinos, y muchos productos industriales, no existirían de no ser por las bacterias y su aplicación en tan diferentes campos. Son tan importantes actualmente las bacterias que se han descubierto sus importantísimas aplicaciones, utilizándolos en productos químicos, para la limpieza de vertidos de petróleo en el mar. También se utilizan para la eliminación de residuos tóxicos o, incluso, para reciclado de basura. Llegados a este punto, la clave está en que, esas pequeñas desconocidas, no sólo son una parte vital de nuestra existencia, sino que, además, son una fuente inagotable de nuevos recursos que el hombre puede utilizar para su presente y para su futuro. Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. 2.2. Las bacterias en la industria alimentaria El papel de las bacterias en la industria alimentaria es muy diverso, según la óptica con la que se analice su impacto. Algunas resultan muy nocivas al afectar la

calidad

de

los

alimentos: los deterioran, afectando sus cualidades organolépticas. Existen múltiples especies bacterianas asociadas al deterioro de la carne, el vino, las verduras, la leche y otros productos de consumo diario. Otras, aparentemente no alteran las cualidades de los alimentos pero se multiplican en estos, o excretan sus toxinas y resultan responsables de las denominadas enfermedades transmitidas por alimentos. Por otra parte, las bacterias potencian las propiedades nutritivas y el sabor de los alimentos y resultan de gran importancia en muchas industrias. La capacidad fermentadora de ciertas especies es aprovechada en la producción de queso, yogur, adobos y salazones. También resultan importantes en el curtido de cueros, la producción de tabaco, la conservación del grano, los tejidos, los fármacos, y en la elaboración de varios tipos de enzimas, polisacáridos y detergentes. La industria láctea proporciona excelentes ejemplos de las ventajas y desventajas de las bacterias. Antes de la introducción de la pasteurización a finales del siglo XIX, los productos lácteos eran los principales portadores de bacterias causantes de enfermedades como la tuberculosis y la fiebre reumática. Desde entonces, la regulación de esta industria ha reducido mucho el riesgo de infecciones derivadas de los productos lácteos. En relación a los beneficios que aportan las bacterias, hay que destacar el empleo de estos microorganismos en la fermentación láctica para la fabricación de numerosos productos lácteos como el yogur, la mantequilla o el queso. Las bacterias producen ácido láctico, el cual agria la leche, dificulta el crecimiento de bacterias productoras de enfermedades y proporciona un sabor deseable al yogur. El queso se obtiene también mediante fermentación. En primer lugar, las bacterias fermentan el azúcar de la leche a ácido láctico y a continuación, los fabricantes de queso introducen diferentes microorganismos para obtener los sabores deseados. El proceso es complicado y completarlo puede llevar meses e incluso años, pero aporta a los quesos su sabor característico. La variedad de alimentos fermentados que consumimos varía desde conservas, aceitunas y Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. chucrut hasta salchichas y otras carnes y pescados curados, chocolate, salsa de soja y otros productos. En la mayoría de estas fermentaciones las bacterias productoras de ácido láctico desempeñan una función destacada. Las

levaduras

son

los

principales

microorganismos

responsables

de

la

fermentación alcohólica necesaria para la fabricación de cervezas y vinos, aunque las bacterias ácido lácticas también están implicadas especialmente en la fabricación del vino o la sidra. Las bacterias que producen ácido acético pueden convertir el vino, la sidra u otras bebidas alcohólicas en vinagre. 2.3. Relación entre: Microorganismos y Alimentos En contra de la idea de que todos los microorganismos son dañinos, los yogures y los quesos son ejemplos de alimentos a los que se añaden éstos para, por ejemplo, agriar

la

leche y producir yogur, u obtener la cubierta blanca característica del queso Brie o el color azul del queso Roquefort. De un tamaño más o menos similar es el sector de frutas y verduras, en el que los productos pueden no haber sufrido ninguna alteración o estar enlatados, congelados, refrigerados o fritos. El hombre utiliza microorganismos (bacterias, hongos y levaduras) para la producción de alimentos desde tiempos remotos. Procesos como la producción de pan, salamines, cerveza, vino, queso y yogur implican el uso de bacterias o levaduras. Éstas se utilizan con el fin de convertir un producto natural como la leche o el jugo de uvas, en un producto de fermentación más apetecible como el yogur o el vino. Mediante la ingeniería genética se pueden desarrollar bacterias y levaduras utilizables en la fabricación de alimentos y modificarles su genoma, introduciéndoles nuevas características. Por

ejemplo,

se

están

diseñando bacterias lácticas recombinantes resistentes a

bacteriófagos (virus que atacan a las bacterias), que las destruyen e impiden el proceso normal de maduración del queso o lo hacen lento e ineficiente. Otro ejemplo lo constituye el diseño de bacterias que puedan usar como fuente de carbono, desechos de industrias, como el lactosuero procedente de las queserías, haciendo más rentable el proceso de producción industrial. Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. 2.4. Los microorganismos utilizados en la industria alimentaria Los microorganismos utilizados podemos encontrar todo tipo de bacterias, hongos y levaduras gracias a estos microorganismos benéficos podemos gozar de muchos derivados de lácteos y de panificación. 2.4.1. Las Levaduras Se denomina levadura a cualquiera de los diversos hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la fermentación de hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias, tales como: olor, sabor, la textura y el color de algunos productos que se hallan expuesto a la fermentación con ellos. La estructura de las levaduras es muy parecidas a células comunes por que consta de las mismas partes de la célula animal. Son microorganismos utilizados en el proceso de elaboración de cerveza, pan, vino y en la elaboración de quesos fermentados son: Saccharomyces cerevisiae: Un tipo de levadura utilizado industrialmente en la fabricación del pan, cerveza y vino. Se divide por gemación y puede tener una reproducción asexual cuando se encuentra en su forma haploide, y de manera sexual cuando a partir de un cigoto se forma un asca que contiene cuatro ascosporas haploides. Saccharomyces cerevisiae es uno de los modelos más adecuados para el estudio de problemas biológicos. Es un sistema eucariota, con una complejidad sólo ligeramente superior a la de la bacteria pero compartiendo con ella muchas de sus ventajas técnicas. Además de su rápido crecimiento, dispersión de las células y la facilidad con que se replican cultivos y aíslan mutantes, destaca por un sencillo y versátil sistema de transformación de ADN. Por otro lado, la ausencia de patogenicidad permite su manipulación con las mínimas precauciones. Las levaduras podemos encontrarlas también comercialmente como: Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. Levaduras frescas: Estas levaduras tienes menos tiempo que las otras dos, sin embargo no es necesario hidratarlas para mezclarlas con los otros ingredientes para el proceso del pan. Levaduras secas activas: Se tiene que hidratar primero en agua tibia para despertarla, y su ventaja tiene un tiempo de vida más largo que la fresca, siempre y cuando la conservemos en el congelador en un envase hermético. Levaduras secas instantáneas: No es necesario hidratarla, y tiene un tiempo de vida largo si la congelamos en un envase hermético. Con esta levadura igual que con la fresca ahorramos tiempo en la preparación del pan. 2.4.2. Bacterias benéficas utilizadas en la industria alimentaria No todas las bacterias son perjudiciales, muchas son utilizadas para fines benéficos que tienen como prioridad mejorar la calidad de vida de las personas, un ejemplo muy claro lo tenemos en los alimentos fermentados. 2.4.2.1. Las bacterias lacticas: Son bacterias Gram + anaerobias, se caracterizan por una gran producción de ácido láctico, se incluyen los géneros Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc y Pediococcus. Lactobacillus: Lactobacilo, Lactobacillus o bacteria del ácido láctico es un género de bacterias Gram positivas anaerobias, denominadas así debido a que la mayoría de sus miembros convierte lactosa y otros monosacáridos en ácido láctico. Normalmente son benignas e incluso necesarias, habitan en el cuerpo humano y en el de otros animales, por ejemplo, están presentes en el tracto gastrointestinal y en la vagina.

Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. Muchas especies son importantes en la descomposición de material vegetal. La producción de ácido láctico hace que su ambiente sea ácido, lo cual inhibe el crecimiento de bacterias dañinas. Algunas especies de lactobacillus son usadas industrialmente para la producción de yogur y otros alimentos fermentados. Algunas bebidas de yogur contienen Lactobacillus como suplemento dietético. Muchos lactobacilli son los únicos seres vivos que no requieren hierro para vivir y tienen una tolerancia extremadamente alta al peróxido de hidrógeno. El hongo Saccharomyces cerevisiae: Es uno de los más utilizados en la fermentación de alimentos, lo cual se aprovecha para elaborar cerveza, vino y en la industria panificadora (utilizado como la famosa "levadura"). Lactobacillus acidophilus: Es una bacteria ampliamente utilizada en la elaboración de yogurt y quesos. Streptococcus termophilus: También se utiliza en la fermentación de lácteos, mismo uso que Lactobacillus y 50°C. 2.4.3. Clasificación de las bacterias lácticas * Homofermentativas: Se caracterizan por la capacidad de transformar la glucosa, y en la mayor parte de los casos, también la fructosa en ácido láctico. * Heterofermentativas: Transforman la glucosa en una mezcla de ácido láctico, etanol y CO2 (vía lateral de hexosa monofosfato) Hábitat: Son las plantas y crecen a expensas de los nutrientes liberados en la muerte y descomposición de los vegetales. En la manteca (bacterias que producen sustancias aromáticas como el diástilo). También se pueden preparar encurtidos como aceitunas y chucrut, en donde el mismo ácido láctico actúa como conservante. Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. 2.4.4. Tipos de cultivos iniciadores  Naturales: Muchas bacterias de origen desconocido, no presentan uniformidad de sus

características y los productos pueden ser de características variables. Como el queso paípa de origen colombiano se fermenta con la flora natural de la leche.  Seleccionados: Poca variedad de bacterias. Los productos pueden tener las mismas

características, fácilmente alterados por contaminantes físicos y biológicos, son de mano de obra para su manejo y se ahorra cantidad sustancial de leche.  Cultivos mesófilos: En la producción de derivados lácteos este tipo de cultivo se utiliza

en la elaboración de quesos madurados y frescos como: Barra, Pategras, Gouda, Fresco (crema) y Mozzarella, dentro de estos también están incluidos los que se utilizan en la producción del kumis. Algunas de estas bacterias tienen la propiedad de producir gas carbónico, que queda atrapado en algunos quesos dando características particulares a estos como el emmental y queso gruyere, ojos grandes y pequeños.  Cultivos termófilos: Estos cultivos son utilizados para elaborar quesos que se

caracterizan por sus altas temperaturas de cocción como por ejemplo Parmesano, Provolone y Suizo y la producción del yogurth y otros. 2.5. Microorganismos de importancia industrial Las bacterias permiten producir quesos (Propionibacterium), yogures (Bifidobacterium), embutidos (Micrococus), encurtidos (aceitunas, pepinillos, cebollitas...). Gracias a ellas se puede condimentar las ensaladas con vinagre, ya que son las encargadas de producir las fermentaciones necesarias para que las materias originales se transformen en esos ricos derivados. Elaboran productos que no se obtienen por otros métodos o se obtienen con más dificultad. Según los resultados de la acción se dividen en:  Homofermentativos: producen un único producto principal.  Heterofermentativos: Originan dos o más productos de interés. Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. 2.6. Microorganismos como alimento Los microorganismos pueden considerarse como materia prima por su alto contenido proteico. En alimentación humana y animal encontramos:  ESPIRULINAS (Cianobacterias) ricas en vitaminas esenciales y ácidos Grasos poliinsaturados.  LEVADURA SECA: alto contenido en proteínas y vitamina B.  MICROALGAS (chlorella y Scenedesmus) alto contenido proteico.  MOHO (Fusarium gramineam) microproteína QUORN. 2.7. Microorganismos de la industria alimentaria Los más utilizados son los Lactobacilo, Lactobacillus o bacteria del ácido láctico a continuación esta la explicación de que son y en que se utilizan más específicamente es un género de bacterias Gram positivas anaerobias, denominadas así debido a que la mayoría de sus miembros convierte lactosa y otros monosacáridos en ácido láctico. Normalmente son benignas e incluso necesarias, habitan en el cuerpo humano y en el de otros animales, por ejemplo, están presentes en el tracto gastrointestinal y en la vagina. Muchas especies son importantes en la descomposición de material vegetal. La producción de ácido láctico hace que su ambiente sea ácido, lo cual inhibe el crecimiento de bacterias dañinas. Algunas especies de lactobacillus son usadas industrialmente para la producción de yogur y otros alimentos fermentados. Algunas bebidas de yogur contienen Lactobacillus como suplemento dietético. Muchos lactobacilli son los únicos seres vivos que no requieren hierro para vivir y tienen una tolerancia extremadamente alta al peróxido de hidrógeno. 2.8. Alimentos de origen microbiano: Alimentos a partir de microorganismos: son microorganismo que se cultivan para ser ellos mismos utilizados como alimento, por ejemplo las levaduras, que constituyen un suplemento proteico, algas y cianobacterias para piensos de animales. Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña.  Derivados lácteos: las leches fermentadas o leches agrias debido a la fermentación láctica de Streptococcus o lactobacillus; la mantequilla, cuyo aroma y textura se favorece com Streptococcus sp; los quesos cuyas variedades son debidas a procesos de maduración llevadas a cabo por diferentes especies de mohos.  Bebidas

alcohólicas:

la

utilización

de

levaduras

del

género

Saccharomyces (cervisiae, en las cervezas) para la producción de bebidas alcohólicas. Se basa en la fermentación anaerobia de zumos ricos en glucosa, que se transforma en CO2 y etanol: - El vino de la fermentación alcohólica del zumo de uva. - La

cerveza

por

fermentación

alcohólica

por

levaduras

de

la

especie

Saccharomyces cervisiae, a partir de un líquido obtenido por maceración de la malta, granos de cebada germinados y tostados, que contienen enzimas que digieren el almidón transformándolo en glucosa. - La sidra, por fermentación alcohólica de zumo de manzana. Productos de la industria panificadora:  Vinagre: producto resultante de la conversión del alcohol etílico del vino en ácido acético, por acción de unas bacterias llamadas bacterias del vinagre.  Ácido cítrico: utilizado como conservante en bebidas y conservas, a partir de fermentación aerobia empleando hongos del género Aspergillus.  Suplementos y aditivos de alimentos: destacamos entre otras vitaminas como la B12 y aminoácidos como el ácido aspático. También el glutamínico, la fenilalanina. 2.9. Clases de Microorganismos 2.9.1. Levaduras Las levaduras se vienen utilizando desde hace miles de años para la fabricación de pan y bebidas alcohólicas. Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. La levadura que sin duda fue la primera y aún hoy en día sigue siendo la más utilizada por el hombre es Saccharomyces cerevisina de la que se emplean diferentes cepas para la fabricación de cerveza, vino, sake, pan y alcoholes industriales. 2.9.2. Hongos Filamentosos Los hongos tienen una gran importancia económica, no tan sólo por su utilidad, sino también por el daño que pueden causar. Los hongos son responsables de la degradación de gran parte de la materia orgánica de la Tierra, una actividad enormemente beneficiosa ya que permite el reciclaje de la materia viva. Por otro lado, los hongos causan gran cantidad de enfermedades en plantas y animales y pueden destruir alimentos y materiales de los que depende el hombre. 2.9.3. Bacterias Entre las especies bacterianas de interés industrial están las bacterias del ácido acético, Gluconobacter y Acetobacter que pueden convertir el etanol en ácido acético. El género Bacillus es productor de antibióticos (gramicidina, bacitracina, polimixina), proteasas e insecticidas. Del género Clostridium cabe destacar Clostridium acetobutylicum que puede fermentar los azúcares originando acetona y butanol. Las bacterias del ácido láctico incluyen, entre otras, las especies de los géneros Streptococcus y Lactobacillus que producen yogur. Corynebacterium glutamicum es una importante fuente industrial de lisina. El olor característico a tierra mojada se debe a compuestos volátiles (geosmina) producido por Streptomyces aunque su principal importancia radica en la producción de antibióticos como anfotericina B, kanamicina, neomicina, estreptomicina. 2.10. Tipos de Fermentaciones 2.10.1. Fermentaciones lácticas: fabricación del queso La elaboración del queso y otros productos lácteos, como yogurth, cuajada y requesón, se debe fundamentalmente

a las

bacterias

lácticas

(Lactobacillus,

Estreptococos

y

Leuconostoc), que se desarrollan en la leche.

Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. Hidrolizan el azúcar de la leche, la lactosa, en glucosa; por fermentación, la glucosa se degrada liberando energía (los 2 ATP de la glucolisis) y como producto final se obtiene ácido láctico. Las técnicas de fabricación del queso y de las leches fermentadas son muy antiguas y se cree que nacieron como un medio de conservar la leche, ya que el ácido láctico actúa como un conservante natural, evitando, por el pH ácido que origina en la leche, que se desarrollen en ella microorganismos patógenos. La elaboración del queso se lleva a cabo en tres etapas: - Adición a la leche de renina, también llamada cuajo, una enzima que se extrae del estómago de los rumiantes. En combinación con el ácido láctico producido por las bacterias lácticas, la renina provoca la precipitación de las proteínas lácticas formando un producto sólido, la cuajada, que se separa posteriormente del componente líquido, el suero lácteo. - Separación de la cuajada del suero mediante un proceso de filtración. - La filtración se realiza haciendo pasar el suero a través de telas limpias. A continuación, se añade sal a la cuajada. - Maduración del queso. Según el tipo de queso, en esta etapa final intervienen otras bacterias responsables del sabor y el olor propios de cada variedad de queso. En algunas variedades de queso también intervienen hongos, como el Penicilliurn roquefortü responsable del color, olor y sabor característicos del queso de roquefort. 2.10.2. Fermentaciones alcohólicas Se basan en la acción de levaduras (hongos unicelulares) sobre materiales ricos en glucosa. Estas levaduras degradan la glucosa a alcohol etílico, liberando CO2. Esta degradación proporciona a las levaduras energía (los 2 ATP de la glucosilis 2.10.3. Fabricación del vino El vino es un producto que se obtiene de la fermentación alcohólica del zumo de uva, realizada por levaduras (Sacharomyces ellipsoideus) que están en la superficie de las uvas. Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. La elaboración del vino implica los siguientes procesos:  Se inicia triturando las uvas en una máquina hasta obtener un zumo rico en glucosa y

fructosa llamado mosto.  El mosto se trasvasa a grandes cubas, que pueden ser de madera, de acero o de cemento y

se espera unos días a que las levaduras degraden la glucosa de la uva en alcohol etílico.  El CO2 liberado en la fermentación se evapora o se elimina artificialmente, excepto en el

caso de algunos vinos espumosos.  Posteriormente, el vino se traslada a cubas de sedimentación donde precipita un residuo orgánico (orujo)  El vino decantado continúa la fermentación algún tiempo más; para aclararlo, es decir, para eliminar la turbidez que

puede

tener debido a ciertos componentes, se

provoca su precipitación y luego se filtra el vino  A continuación el vino se trasvasa a cubas de roble para su envejecimiento, que tiene como finalidad que el vino adquiera ciertas características de color, aroma y sabor; este proceso puede durar años, como es el caso de algunos tipos de vinos. 2.10.4. Fabricación de la cerveza Requiere un proceso más complicado desde el punto de vista tecnológico, ya que implica la obtención previa de la malta: se llama así a los granos de cebada germinados, que se tuestan y a continuación se muelen. A este material, rico en glucosa, se le añaden levaduras (Sacharomyces cerevisiae), que desarrollarán una fermentación alcohólica. El sabor amargo de la cerveza se obtiene añadiéndole las flores de lúpulo y el color que caracteriza a cada tipo de cerveza se obtiene tostando más o menos la malta. 2.10.5. Fabricación del pan Es un proceso que se realiza desde la antigüedad. Los microorganismos que intervienen en la fabricación del pan son las mismas levaduras que se usan en la obtención de la cerveza Carrera: Medicina veterinaria y zootecnia. Materia: Microbiología

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. (Saccharomyces cerevisiae); de hecho, se obtienen industrialmente como un subproducto en la fabricación de la cerveza. La elaboración del pan consiste en mezclar, en un primer paso, harina, agua, sal y levadura. Al entrar en contacto con el agua, las enzimas amilasas presentes en la harina se activan e hidrolizan el almidón liberando glucosa que es fermentada por la levadura. El CO2 resultante queda atrapado en el interior de la masa y forma un gran número de pequeñas burbujas que determinan el aspecto esponjoso de la misma. La cocción de la masa elimina el etanol producido en la fermentación y destruye las células de levadura. Así mismo, tiene lugar una reducción importante en el contenido de agua. 2.11. Otras aplicaciones en la industria Las bacterias también participan en la elaboración de otros productos, como ciertos plásticos y enzimas utilizados en los detergentes, y en la producción de muchos antibióticos, como la estreptomicina y la tetraciclina. A partir de la década de 1980 las bacterias adquirieron importancia en la producción de muchas sustancias químicas, como el etanol. La obtención de productos químicos mediante bacterias y otros microorganismos es menos contaminante para el medio ambiente que la producción química convencional. El desarrollo de la ingeniería genética ha allanado el camino para un uso más frecuente de las bacterias en la fabricación industrial a gran escala y en procesos menos agresivos al medio ambiente.

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CAPITULO III 3.1. CONCLUSIONES  Las bacterias están presentes en nuestro planeta desde hace millones de años y continuarán estándolo si el ser humano desaparece de su superficie. Sin ellas, la vida en nuestro planeta no existiría y cuando digo vida me refiero a cualquiera.  El papel de las bacterias en la industria alimentaria es muy diverso, según la óptica con la que se analice su impacto. Algunas resultan muy nocivas al afectar la calidad de los alimentos: los deterioran, afectando sus cualidades organolépticas.  En contra de la idea de que todos los microorganismos son dañinos, los yogures y los quesos son ejemplos de alimentos a los que se añaden éstos para, por ejemplo, agriar la leche y producir yogur, u obtener la cubierta blanca característica del queso Brie o el color azul del queso Roquefort.  Los microorganismos también se usan para obtener saborizantes y aditivos. o El ácido glutámico, un aminoácido usado para obtener glutamato monosódico, es uno de los potenciadores de sabor más comunes en alimentación y se puede obtener mediante fermentaciones. La lisina, un aminoácido esencial, es decir, un componente de las proteínas que el ser humano no puede sintetizar, sino ingerir a través de la alimentación, también puede originarse mediante la fermentación de ciertas bacterias

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ANEXOS

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Título: “Beneficio para la Industria Alimentaria por el uso de las Bacterias” Autor/es: Condori, Paredes, Rojas, Sardina, Uruña. ANEXO 1: Las Levaduras

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ANEXO 2: Los microorganismos utilizados en la industria alimentaria

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ANEXO 3: Saccharomyces cerevisiae:

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ANEXO 4: Levaduras frescas:

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ANEXO 5. Levaduras secas activas:

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ANEXO 6. Levaduras secas instantáneas

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ANEXO 7: Las bacterias lácticas:

ANEXO 8. LACTOBACILLUS:

ANEXO 9. EJEMPLOS DE APLICACIÓN Yogurt y quesos de pasta cocida Steptococcus thermophilus

ANEXOS 10. Acidificación de la leche Streptococcus lactis y cremoris

ANEXO 11.

(Interviene oxígeno en el proceso). Tipo

de Microorganismo Sustrato

fermentación Alcohólica

implicado Levadura

vino, Glucosa

Producto

Almidón,

Alimento

Etanol y CO2

Pan,

cerveza

Láctica

Bacteria

Carne picada

Homoláctica

Bacteria

Lactosa,

Bacteria

Carne

Ácido láctico Ácido láctico

Embutidos Yogur, queso

glucosa Heteroláctica pescado

CO2 y etanol

salsas

picada, Ácido

láctico, Embutidos,

de

pescado, salazón, pasta de pescado Acética sidra

Bacteria

Vino,

suero, Ácido acético

Vinagre malta,