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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

QUÍMICA DE ALIMENTOS

MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL
Integrantes: Cuásquer Lidia Fecha: 8 de Noviembre de 2010

Gualle Flor

Narváez Cristian

Pozo Andrea
Tema: Aislamiento de Microorganismos Degradadores de Celulosa del Bagazo de Caña


  1. OBJETIVOS:




    1. GENERAL:

  • Aislar, seleccionar identificar y conservar microorganismos degradadores de celulosa provenientes del bagazo, generado luego del proceso de producción de azúcar de caña, manteniendo las características propias del proceso ambiental.




    1. ESPECÍFICOS:

  • Aislar e identificar microorganismos con actividad celulolítica a partir de resíduos del compost proveniente de la caña de azúcar ( Saccharum oficcinarum )

  • Diseñar un medio de cultivo minimal que posea características de composición semejante a la existente en el compost.

  • Seleccionar los microorganismos que demuestren mayor eficiencia y adaptabilidad en el medio celulósico.




  1. ANTECEDENTES:


Los resíduos de producción en el Ingenio Azucarero X, corresponden a una proporción del 40%, los cuales comprenden cachaza, bagazo (fibra: celulosa, hemicelulosa, lignina) y ceniza (bagazo consumido que se desaloja del caldero; minerales).
La degradación del bagazo permite una disminución de la contaminación ambiental, debido a que la producción de este desecho se da en cantidades masivas afectando el medio ambiente atmosférico.
La producción de abono orgánico es una opción para aprovechar los residuos de la producción de azúcar a partir de la caña de azúcar.
Debido a la habitualidad del consumo de sacarosa, hay diversas publicaciones científicas en las que se aíslan bacterias, mohos y levaduras de diversas fases del proceso azucarero, así como de los productos de desecho.


  1. JUSTIFICACIÓN


El bagazo que es sujeto de análisis tiene un largo tiempo de degradación el cual se va optimizar, utilizando cepas propias que se encuentran en el proceso de composte.
Uno de los principales aportes que brinda la degradación del bagazo de caña es disminuir la contaminación ambiental así como también contribuye a mejorar los mismos cultivos de caña.

Los microrganismos que deseamos aislar son hongos, bacterias y levaduras termófilas entre los que se encuentran bacillus subtilis, y levaduras comocandida ingeniosa, rhodotorula graminis y rhodotorula mucilaginosa que son organismos que degradan productos derivados de lignina y celulosa.
4. HIPÓTESIS

4.1. NULA

Las bacterias mohos y levaduras termófilas celulolíticas se lograrán aislar del medio nutritivo minimal diseñado, el cual posee características propias del ambiente de compost reemplazando la fuente de carbono por carboximetil-celulosa
4.2. ALTERNATIVA
Las bacterias mohos y levaduras termófilas celulolíticas no se lograrán aislar del medio nutritivo minimal diseñado, el cual posee características propias del ambiente de compost reemplazando la fuente de carbono por carboximetil-celulosa
5. MARCO TEÓRICO

5.1 Composición físico-química del Bagazo para una extracción de peso del 50%.

Componentes

Porcentaje (%)

Sacarosa

6.77

Azúcares reductores

1.38

Proteína

0.64

Fibra

31.85

Grasa

0.53







Cenizas

0.685

Agua

58.15







Fuente: Manual de elaboración de panela y otros derivados de la caña. 1992.

5.2 Composición de la fibra de la caña.

COMPONENTES

PORCENTAJE (%)

Celulosa

45.0

Pentosas

25.8

Lignina

22.3

Cenizas

3.5

5.3 Proceso de Obtención del bagazo


Caña de azúcar



Almacenamiento



Obtención de Bagazo

Obtención de azúcar

Extracción de jugo



El bagazo es un material fibroso, heterogéneo en cuanto a su composición granulométrica y estructural, que presenta relativamente baja densidad y un alto contenido de humedad, en las condiciones en que se obtiene del proceso de molienda de la caña. El contenido en cenizas del bagazo natural puede considerarse moderado, ubicándose entre 2 y 5 % (b.s.).

5.4 Compost

CCCcCJDFJFD Composición Fisicoquímica del Compostaje


PH H2O

7,8-8

M.O. (Materia Orgánica)

35-40%

C/N 

16-20

Humedad

40-45%

Nitrógeno Total 

1,5-1,8%

Fósforo total 

0,8-1%

Potasio (K)

1%

Calcio (Ca)

1%

Magnesio (Mg)

0,9-1%

Cobre (Cu)

4%

Zinc (Zn)

3-4%

Manganeso (Mn)

0,5%

Germinación

Inferior al 8%

Presentación

Granos inferiores a 10 mm

Densidad

0,48-0,5 ton./m3

Nemátodes

Ausentes

 

El compost es una materia de color oscuro, con un agradable olor a mantillo del bosque. Contiene una elevada carga enzimática y bacteriana, que aumenta la solubilización de los nutrientes, posee tradicionalmente cinco fases de las se resaltan:

  • FASE BIOXIDATIVA: Elevada disponibilidad de nutrientes, crecimiento activo de microorganismos.

  • Fase mesófila

  • Fase termófila

  • Fase de enfriamiento o segunda fase mesófila

  • FASE DE MADURACIÓN: Actividad microbiana menos significativa y nutrientes escasean.



5.4 Flora presente en el bagazo de la caña de azúcar en el proceso de compost


FASE MESÓFILA

(1er mes)

FASE TERMÓFILA

(2do mes)

FASE DE ENFRIAMIENTO

(3er mes)

FASE DE MAURACIÓN

(4to mes)

BACTERIAS

Gram +

Proteobacterias: Pseudomonas

Bacillus

Lactobacillus

Actinomicetos

HONGOS

Ascomycetos

Zigomycetos

BACTERIAS

Bacillus

Thermus

Hidrogenobacter

Actinomicetos

Streptomces


BACTERIAS

Gram +

Actinomicetos

HONGOS

Ascomicetos

Basidiomicetos

BACTERIAS

Gram +

Actinomicetos

HONGOS

Ascomicetos

Zygomicetos Oomicetos


Condiciones de Muestreo
El muestreo se realizó en las camas de compostaje, en las cuales la temperatura ambiental oscila entre los 30°C y una humedad relativa del 40%. Se tomaron en forma aleatoria 4 muestras del residuo de 100g cada una, registrando una temperatura de 55°C y un pH de 7
Medios de Cultivo
Las muestras se depositaran sobre medios de cultivo seleccionados: Triptona Soja Agar para la detección de la bacteria (BACILLUS SUBTILIS) y se dejara incubar a 30 y 45 0 C de 24-28 horas.

Para la detección de cepas fúngicas el medio a utilizar es el Agar Glucosado Sabouraud e incubar a 28 y 45 0 C durante 3 a 5 días.

Las temperaturas a las que se incubará se debe a que las cepas de bacterias, hongos y levaduras que pretendemos aislar deben resistir en el laboratorio, la temperatura a la que comúnmente se encuentran en el ambiente en que actúan. Siendo las temperaturas altas, características de un compost.

  • Aislamiento

Bacillus subtilis

Medio de Cultivo: Agar Triptona Soja (TSA)

Composición:

Peptona de caseína 15g/L

Peptona de soja 5g/L

NaCl 5

Agar 15

pH = 7,2
HONGOS Y LEVADURAS:

Medio de Cultivo: Agar Dextrosa y Papa

Composición:

Infusión de papa 200g

Dextrosa 20g

Agar 15g

pH 5,6±0,2


  • Purificación

Se usarán los mismos medios que para el aislamiento pero se adicionará Carboxi-metil celulosa a diferentes concentraciones 3%.


  • Selección

Se resembrará la cepa sobreviviente en el mismo medio usado para purificación y nuevamente enriquecido con carboxi-metilcelulosa.


  • Conservación

Se procederá a preservar la cepa en crioviales, añadiendo glicerol del 15 al 20%.
7. FACTIBILIDAD


  • Agar Triptona Soja

  • Caldo Triptona Soja

  • Agua de Peptona

  • Agar Dextrosa Papa

  • Carboxi-metilcelulosa

  • Cajas petri

  • Matraces

  • Pipetas


8. CRONOGRAMA


Actividad

1

Preparación y esterilización de material

2

  • Preenriquecimiento en TSC(Bacillus subtilis), Agua de Peptona (Levaduras)

  • Incubación 24horas; 40°C

3

AISLAMIENTO

  • Siembra en TSA (Bacillus subtilis)/Agar Dextrosa papa (Levadura y Hongos).

  • Incubación 24horas /3-5días respectivamente. 40°C

4

PURIFICACIÓN

  • Resiembra en TSA (Bacillus subtilis)/Agar Dextrosa papa (Levadura y Hongos); los dos medios enriquecidos con carboximetilcelulosa al 3%.

  • Incubación 24horas /3-5días respectivamente. 40°C

5

SELECCIÓN

  • Resiembra en TSA (Bacillus subtilis)/Agar Dextrosa papa (Levadura y Hongos); los dos medios enriquecidos con carboximetilcelulosa al 3%.

  • Incubación 24horas /3-5días respectivamente. 40°C

6

CONSERVACIÓN

  • Crioviales; glicerol al 15%


9. Bibliografía:

  1. es.ird.fr/…/valorización-del-bagazo-de-caña-de-azucar

  2. www.scribd.com

  3. www.soccolhort.com/pathogen

  4. Biblioteca.universia.net/ficha

AVANCE DEL PROYECTO
Luego de realizar el proceso de aislamiento ya descrito, este no dio resultado, asumimos que este error se debió a que la muestra tomada era antigua, por lo tanto la cantidad de celulosa presente era escasa.
Ahora se realizarán ciertos cambios, realizaremos una comparación acerca del crecimiento sin inóculo, e inoculado bacillus subtilis spp. para verificar las bacterias y/o levaduras que predominan en el comspost. Los medios de cultivoa utilizarse serán los mismos, pero las muestras serán:


Muestra

Características

1 (bagazo)

Fresco, sin inóculo. Producto del desecho de la planta.

2 (inoculado Bacillus subtilis)

Posee 2 inoculaciones realizadas en abril y mayo. Se encuentra en reserva para utilizarse como abono, sin humedad, tan solo al ambiente.

3(inoculado Bacillus subtilis)

Presenta 2 inoculaciones practicadas en septiembre y octubre. Actualmente se encuentra húmedo ya que está aún en proceso de descomposición.

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