1. tema “aislamiento, seleccióN, produccion de biomasa y preservación de cepas queratinoliticas de bacillus spp. Para la degradacion de plumas de pollo”
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| UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS ESCULA DE QUIMICA DE ALIMENTOS MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL “AISLAMIENTO, SELECCIÓN, PRODUCCION DE BIOMASA Y PRESERVACIÓN DE CEPAS QUERATINOLITICAS DE BACILLUS SPP. PARA LA DEGRADACIÓN DE PLUMAS DE POLLO” INTEGRANTES: - BUSTIILLOS MA. BELÉN - ESPINOSA CAROLINA - FEIJOÓ TATIANA - PORRAS DIEGO NOVENO SEMESTRE ALIMENTOS 2009 - 2010 INDICE 1. TEMA 3 “AISLAMIENTO, SELECCIÓN, PRODUCCION DE BIOMASA Y PRESERVACIÓN DE CEPAS QUERATINOLITICAS DE BACILLUS SPP. PARA LA DEGRADACION DE PLUMAS DE POLLO” 3 2. PROBLEMA 3 3. ANTECEDENTES 3 4. JUSTIFICACION 3 5. OBJETIVOS 3 6. HIPOTESIS 3 7. MARCO TEORICO 4 7.1 Plumas de Pollo 4 7.1.1 Características 4 7.1.2 Usos 4 7.2 Microorganismos 4 7.2.1 Características: 4 8. MARCO METODOLOGICO 4 8. 2.1 Selección del Medio de Cultivo 5 8.2.2 Aislamiento y Enriquecimiento de Cepas Degradadoras de Plumas 5 8.2.3 Selección de Cepas Queratinoliticas de Bacillus spp 5 8.2.4 Producción de Biomasa 5 9. FACTIBILIDAD 6 10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 6 1. TEMA“AISLAMIENTO, SELECCIÓN, PRODUCCION DE BIOMASA Y PRESERVACIÓN DE CEPAS QUERATINOLITICAS DE BACILLUS SPP. PARA LA DEGRADACION DE PLUMAS DE POLLO”2. PROBLEMAEn la mayoría de las plantas avícolas los subproductos del procesamiento no son debidamente aprovechados, constituyendo un alto porcentaje de desechos, lo que produce daños al medio ambiente por el aumento de la carga microbiana presente en los suelos, siendo una fuente potencial de enfermedades. 3. ANTECEDENTESGeneralmente las plumas son destinadas a la elaboración de harinas que son utilizadas como suplemento alimenticio para aves y otras especies. Este producto es obtenido por una combinación de los tratamientos térmicos (cocción a altas presiones) con los químicos (ácidos o alcalinos), procesos que no fragmentan los enlaces disulfuro en la queratina convirtiéndola en una proteína resiste, que dificulta la degradación enzimática por parte de las aves y disminuye el valor proteico a un 45%. 4. JUSTIFICACIONAproximadamente, el total de plumas procesadas en el mundo es de 50,000 Ton/año. Actualmente, muchas de estas plumas han sido abandonadas como inservibles. Sin embargo, estas pueden ser recuperadas y procesadas por medio de un tratamiento cuidadoso. La producción nacional de aves es de 19,595.058, de los cuales se obtiene un rendimiento en el procesamiento de pollo de aproximadamente 75 %, lo que indica que el 25% restante corresponde a desperdicios del procesamiento, en donde las plumas constituyen la mayor parte. Una de las alternativas propuestas para el aprovechamiento de la plumas de pollo, es mediante tratamientos fermentativos con microorganismos queratinolíticos (Bacillus spp.) capaces de degradarlas, mejorando así su digestibilidad y calidad nutricional en un 67% debido a su enriquecimiento con proteína microbiana. 5. OBJETIVOS5.1 OBJETIVO GENERAL
5.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
6. HIPOTESIS6.1 HIPOTESIS NULA A pesar de que las plumas de pollo son fuente de carbono, energía y nitrógeno propias de la flora queratinolitica, no se espera aislar, seleccionar, producir biomasa y preservar cepas de Bacillus spp. 6.2 HIPOTESIS ALTERNATIVA Al ser las plumas de pollo una fuente de carbono, energía y nitrógeno propias de la flora queratinolitica, se espera aislar, seleccionar, producir biomasa y preservar cepas de Bacillus spp con buenos rendimientos. 7. MARCO TEORICO7.1 Plumas de Pollo7.1.1 CaracterísticasLas plumas son estructuras queratinosas de la piel de la aves. Son fundamentales en el vuelo aviar, pues forman la superficie sustentadora del ala. El conjunto de todas las plumas de un ave recibe el nombre de plumaje, y forma una capa densa, aislante, que protege al animal frente al agua y el frío.
7.1.2 UsosLas plumas pueden ser procesadas y utilizadas en decoración, acolchado y adornado, haciendo uso de sus características de retención de calor y peso ligero. Pueden se tratadas en las manufactureras de chaquetas, bolsas de dormir, colchas, almohadas, colchones, etc. Además se las emplea como harina de plumas (HP) que sustituye a la harina de pescado en alimentos acuícolas. 7.2 Microorganismos7.2.1 Características:
7.2.2 Metabolismo de las Bacterias Queratinolíticas: El proceso de Degradación de la Queratina se basa en el proceso de Sulfitólisis el cual provoca la ruptura del enlace disulfuro presente en la cisteína, dando lugar al ácido cisteinsulfónico y a otro de cisteina. A pH ácido puede tener lugar la reformación de un nuevo enlace disulfuro.  7.2.3 Pares Oxido – Reducción 8. MARCO METODOLOGICO8.1 METODOS GENERALES DE ANALISIS 8.1.1 Muestreo El muestreo es no probabilístico intencionado; es decir que las plumas y suelo serán recogidos de distintas avícolas. Los criterios para obtener la muestra son:
8.2 METODOS ESPECIFICOS DE ANALISIS 8. 2.1 Selección del Medio de CultivoEl medio que se utilizara será el Medio Basal (MBS) Salino descrito por Williams y Shih, el cual contiene por litro de agua: 0,5 g NH4CI, 0,5 g NaCI, 0,3 g K2HP04, 0,4 g KH2P04, 0,1 g MgCI2.6H20, y 0,1 g de extracto de levadura. A esta solución salina se ajustó el pH a 7,5 con KOH al 10%. 8.2.2 Aislamiento y Enriquecimiento de Cepas Degradadoras de PlumasSe toman muestras de suelo de diferentes áreas de los galpones de cría de pollos de engorde y se inoculan en tubos de ensayo que contienen caldo nutritivo como medio de transporte. Después de 24 horas de incubación, se someten a un proceso de pasteurización a 80°C/15min a fin de seleccionar los microorganismos esporulados. Alícuotas de estos medios se utilizan para inocular tubos contentivos de una pluma entera y el Medio Basal (MBS) Salino. Estos tubos se incuban a 45°C por 72 h. Para el enriquecimiento de los microorganismos queratinolíticos y los ensayos cinéticos, se utiliza el MBS descrito y la presentación de las plumas varía dependiendo del tipo de ensayo a ser realizado (enteras o troceadas con tijeras). Se utilizarán plumas enteras para visualizar el proceso de degradación. Para ello, se introducen las plumas en tubos que contienen 5 mL del medio ya descrito. 8.2.3 Selección de Cepas Queratinoliticas de Bacillus sppSe realizan aislamientos en Agar Nutritivo y se seleccionan colonias morfológicamente diferentes. Cada una de ellas se inoculará en tubos que contienen MBS fresco con plumas enteras e incubadas a 40°C para evaluar su capacidad queratinolítica. Observaciones periódicas del estado de las plumas permitirán conocer el grado de desintegración alcanzado y seleccionar la cepa que produce la mayor degradación en el tiempo más corto. Al mismo tiempo, en estos ensayos se realizará un control, consistente en un tubo con MBS y pluma entera que no será inoculado. 8.2.4 Producción de Biomasa8.2.4.1 Propagación y Cultivo de la cepa de Bacillus spp. Inocular un medio precultivo en fiolas Erlenmeyer con 30ml de medio de plumas troceadas (5 g/L) e incubar a 40°C/48h en el shaker orbital, con una velocidad de agitación de 75 rpm. Para los ensayos cinéticos, los cultivos se realizaran durante 48h con una concentración de plumas de 20g/L y una agitación de 75 rpm, que serán las condiciones óptimas para lograr una mejor homogeneidad y baja viscosidad del medio. 8.2.4.2 Determinación de la Medida de Biomasa Microbiana. El contenido de un cultivo en Erlenmeyer con medio de plumas troceadas, se filtra a través de un micropore y, con la suspensión celular obtenida, se prepararan diluciones seriadas de 30 mL en tubos con agua destilada. Una fracción de 25 mL de cada una de estas diluciones se coloca en tubos (prepresados) y se centrifuga a 6000 rpm/20 min. El sobrenadante obtenido se descarta y el sedimento celular se resuspende con 25 mL de agua destilada (repetir dos veces). Finalmente, los tubos con el sedimento se colocan a 100°C/12h y, transcurrido este tiempo, se dejan a temperatura ambiente por 1h antes de ser pesados nuevamente. Con los 5 mL restantes del filtrado, se determina la absorbancia a 600 nm. Estos valores se correlacionan con la diferencia de peso obtenido en cada caso para construir la curva de calibración. Para la determinación de la biomasa en los caldos de fermentación, se sigue el procedimiento antes descrito y se realiza diluciones de los filtrados de las muestras, para luego ser leídas a 600 nm contra un blanco de agua destilada. 8.2.5 Preservación de los Microorganismos La conservación de las cepas aisladas se realizó a 40°C en estrías (cuñas) de medio sólido compuesto por las sales del MBS suplementado con 20 g/L de agar y 20 g/L de harina de plumas, previamente inoculadas e incubadas a 40°C). 9. FACTIBILIDADPara la determinación del Bacillus spp. se empleará el Medio Basal (MBS) Salino cuya elaboración es posible debido a que el laboratorio cuenta con todos sus componentes. Además para la medición de biomasa se emplearán las técnicas de peso seco y absorbancia para comprobación y exactitud, ya que por utilizar la pluma entera en los medios fermentativos, se afectan las estimaciones de la biomasa bacteriana. 10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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