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Universidad de Puerto Rico

Recinto Universitario de Mayagüez

Departamento de Biología

Fermentación


Grupo #4

Rosa Santana

Jeanybelle Rivera

Krystal Pérez

Patricia Ortíz

José R. Mercado

Mayo 12, 2011

BIOL 4368 Sec. 040

Prof. Carlos Ríos Velázquez

Fermentación

La fermentación es un proceso natural catabólico de oxidación incompleta a partir de la acción de diferentes microorganismos, siendo el producto final un compuesto orgánico. Son clasificadas dependiendo del sustrato fermentado y los productos de la fermentación que se obtengan. El uso de la fermentación en la industria son para diferentes propósitos entre estos estan los alimentos fermentados, bebidas alcohólicas, productos farmacéuticos, entre otros. Existen diferentes tipos de fermentación entre ellos están: la Fermentación Alcohólica (Cerveza, Ron), la Fermentación Láctica (Queso, Yogurt) y la Fermentación Acética (Vinagre). En microorganismos existen aun otros procesos de fermentación como fermentación de ácido propiónico, acido-mixta, fermentación de butanodiol y de ácido butírico.
Fermentación alcohólica

La fermentación alcohólica consiste en la descomposición de azúcares (glucosa o fructosa) en etanol y dióxido de carbono como producto final. En el proceso, el ácido pirúvico de la glucólisis pierde un carbono en la forma de bióxido de carbono para formar acetaldehído, el cual es reducido a alcohol etílico. El NADH se convierte en NAD+ (es oxididado). Esta es la fermentación que permite a la glucólisis continuar y asegurar que el NADH regresa a su estado oxidado (NAD+). Este proceso anaeróbico es llevado a cabo por levaduras y algunas bacterias. El pan, la cerveza y el vino son productos derivados de este proceso del cual es responsable la levadura Saccharomyces cerevisae. Aproximadamente el 96% de la fermentación del etanol se lleva a cabo mediante cepas de: Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces uvarum, Kluyveromyces fragilis y Kluyveromyces lactis.
Fermentación acética

La fermentación acética consiste en la oxidación de etanol, mediante las bacterias acéticas del género Acetobater, estas bacterias son aeróbicas. El cambio que ocurre es descrito generalmente por la ecuación: C2H5OH +O2+ Acetobacter = CH3COOH+H20. La oxidación del mismo se divide en dos partes: primero el etanol se oxida a acetaldehído y luego el acetaldehído a acido acético. A diferencia de las levaduras, estas bacterias requieren una porción mínima de oxígeno para su actividad. El vinagre es un producto que se obtiene de esta fermentación, esta es una sustancia acuosa que contiene de 4-8% de ácido acético por volumen.
Fermentación láctica

La fermentación láctica es un proceso anaeróbico que se produce en muchas bacterias, también en algunos protozoarios y en el músculo esquelético humano. En este proceso se degrada la glucosa a piruvato y éste a su vez es convertido en ácido láctico, en una reacción catalazida por la enzima lactato deshidrogenasa, utilizando NADH como donante de electrones. Este tipo de fermentación se utiliza para la producción de productos lácteos acidificados como el yogur, quesos, cuajada, crema ácida, etc. El ácido láctico tiene excelentes propiedades como preservativo de alimentos.

La fermentación láctica en bacterias se divide en dos tipos: homoláctica y heteroláctica. En la fermentación homoláctica se fermenta fundamentalmente toda la glucosa a ácido láctico con solo poca acumulación de otros productos finales. Todos los miembros del género Streptococcus, Pediococcus y muchas especies de Lactobacillus llevan a cabo este tipo de fermentación.

En la fermentación heteroláctica solo la mitad de la glucosa se convierte en ácido láctico, el resto se transforma en una mezcla de dióxido de carbono y etanol. En esta fermentación el piruvato no se obtiene de glucólisis, sino que proviene de la ruta de las pentosas y la llevan a cabo las bacterias de géneros Leuconostoc y Lactobacillus.



Figura 1. Reacción de fermentación láctica mediada por la enzima lactato deshidrogenasa.
Fermentación del ácido propiónico

Es característica de algunas bacterias anaerobias como el Propionibacterium, un bacilo gram-positivo, no productor de esporas. Este tipo de fermentación tiene la ventaja de que genera una molécula más de ATP. Esta es una fermentación en la cual los productos principales de la fermentación de la glucosa son los ácidos propiónico y acético. Esta es la fermentación mediante la cual se produce el queso suizo, el sabor peculiar se lo dan los ácidos y los huecos se deben a la gran producción de dióxido de carbono.
Fermentación ácido mixta

Es característica de la mayoría de las enterobacterias. Bacterias como Shigella, Salmonella y E. coli fermentan las hexosas a través del piruvato a ácido láctico, ácido acético, ácido succínico y ácido fórmico también produciendo etanol y dióxido de carbono. Los microorganismos que llevan a cabo esta fermentación dan positivo para la prueba del rojo de metilo.
Fermentación de butanodiol

Varias bacterias como Enterobacter, Serratia y Bacillus producen 2,3-butanodiol durante la fermentación de la glucosa. Este se deriva de la condensación de dos moléculas de piruvato en una molécula neutra de acetoína que luego es reducida a 2,3-butanodiol. La glucosa es fermentada con la formación de 2,3 butanodiol y además se producen pequeñas cantidades de los productos formados en la vía ácido mixta. La cantidad de ácido producida es insuficiente para dar positiva la prueba del rojo de metilo. Los productores de butanodiol dan positivo para la prueba de Voges Proskauer.
Fermentación del ácido butírico

Se ve en bacterias del género Clostridium, bacilo gram-positivo, anaerobio y productor de esporas. En este tipo de fermentación la glucosa es fermentada con la formación de ácido acético, ácido butírico, CO2 y H2. Algunos organismos de este género son capaces de fermentar también otros compuestos orgánicos como aminoácidos, por ejemplo alanina y glicina, para obtener energía.

Tabla 1. Comparación de procesos de fermentación y su rendimiento energético en forma de ATP.



Tabla tomada de: <http://microbiologiabasica.files.wordpress.com/2008/04/clasificacion-bacteriana.pdf> Accesada: 11 mayo 2011.
Pruebas de MV-RP

El medio MR-VP es utilizado para la diferenciación de organismos coliformes en base a las pruebas de Rojo de metilo y Voges-Proskauer. Algunas bacterias obtienen energía de la glucosa del medio y se forma piruvato utilizando distintos tipos de procesos de fermentación. Las bacterias que realizan fermentación ácido-mixta acidifican el medio, bajando el pH del mismo. En la prueba el indicador de pH, rojo de metilo detecta los productos acídicos finales de esta ruta de fermentación. En la prueba de Voges-Proskauer la acetoína, producida por la ruta de fermentación de butanodiol, es oxidada a diacetil, en la presencia de oxigeno e hidróxido de potasio, produciendo un color rojizo en el medio. En esta prueba se le añade naftol antes de añadir el hidróxido de potasio para aumentar la sensitividad de la prueba.

En la prueba con rojo de metilo se pueden obtener los siguientes resultados: un color rojizo o amarillo en el medio. El color rojo indica un resultado positivo para la prueba y el color amarillo indica un resultado negativo para la misma. Para la prueba de Voges-Proskauer los resultados que se pueden observar son: color rojo o color variante entre amarillo hasta marrón oscuro. El color rojo indica un resultado positivo para la prueba y el color amarillo o marrón indica un resultado negativo para la misma.

Referencias:
Carrillo, L. (2003). Capitulo 3: Actividad microbiana. Microbiología Agrícola, [en línea].

Direccion URL: <http://www.unsa.edu.ar/matbib/micragri/micagricap3.pdf> .

Accesado: 11 mayo 2011.
Varela, G., Grotiuz, G. Fisiología y metabolismo bacteriano. Temas de Bacteriología y

Virología Médica, [en línea]. Dirección URL:

<http://www.higiene.edu.uy/cefa/2008/FisiologiayMetabolismoBacteriano.pdf>.

Accesado: 11 mayo 2011.

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