TALLER DE FERMENTACIONES

Concepto bioqumico de fermentacin

Concepto Microbiolgico de fermentacin Aquel proceso en que los microorganismos producen metabolitos o biomasa, a partir de la utilizacin de sustncias orgnicas, en ausencia o presencia de oxgeno. El concepto puede llegar a excluir a los microorganismos del proceso, siempre en cuando estn presentes sus enzimas.

Un proceso de fermentacin, visto como un todo, est compuestos por tres etapas: 1. La preparacin del inculo. 2. La seleccin del medio de cultivo. 3. La produccin de la biomasa o de los metabolitos de inters.

Fermentacin Aerobia: Presencia de oxgeno. Produccin de biomasa, CO2 y C. Fermentacin Anaerobia: Ausencia de Oxgeno. Produccin de sustancias orgnicas. Produccin dependiente de la cantidad de oxgeno inicial. Ejem. Saccharomyces cerevisiae O2 alto-> biomasa O2 bajo -> Etanol

Curva de crecimiento de un microorganismo

A) Fase Lag. Adaptacin. Sintesis de enzimas. B) Fase Log. Multiplicacin, crecimiento cte. En exceso de sustrato. C) Fase estacionaria. Equilibrio celular. D) Fase de muerte. Nutrientes insuficientes, sustancias txicas.

Ecuacin de Monod. Modelo de crecimiento celular.

S= Sustrato limitante Q= velocidad de crecimiento Ks= Cte. Especfica de cada sustrato

Fermentadores:Tambin conocido como reactor o bioreactor, es un recipiente donde se lleva a cabo el proceso de fermentacin. Su funcin principal es mantener el medio y el microorganismo en las condiciones adecuadas para lograr la mayor produccin de los compuestos de inters.

Requisitos de un fermentador:

Tipos de Fermentadores

Principales partes de un reactor: Sistema de Agitacin (motor e impulsores) Placas deflectoras Dispositivos de adicin, extraccin y control. Sistema de aireacin. Sistema de transferencia de calor.Importancia de la agitacin: Aumentar disponibilidad de oxigeno, disminuye tamao de burbujas, aumenta solubilidad del oxigeno. Realiza el mezclado.

Tipos de agitacin:1. Agitadores rotativos. Tienen un sistema interno mecnico de agitacin. 2. Columnas de burbujas. La agitacin se realiza mediante la introduccin de aire a sobrepresin. 3. Sistema aero-elevado (airlift). La mezcla y circulacin de los fluidos son el resultado de las corrientes de aire introducido, las cuales causan diferencias en la densidad dentro de las diferentes partes del fermentador.

Configuracin de un fermentador

Configuracin de un fermentador

Espumas: Debidas a metabolitos tensoactivos. Disminucin del volmen del lquido. Humedecimiento del filtro de salida de aire. Prevencin de espumas: Aadir agentes antiespumantes. Aceites naturales y minerales, alcoholes superiores, acidos grasos y siliconas.

BibliografaHernandez, A. 2003. Microbiologa Industrial. Atkinson, B.1986. Reactores bioqumicos. Edit. Revert.

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Funciones: 1. Poder acidulante 2. Capacidad amortiguadora 3. Agente quelante de iones metlicos 4. Emulsificantes 5. Efectos organolpticos Retarda crecimiento de bacterias. Aumenta efectividad de conservadores. Reduce la necesidad de tratamientos termicos drasticos. Inactiva enzimas indeseables

Potencializan el sabor!!

Mejoran la proteccin producida por antioxidantes. Previenen rancidez. Balancean el sabor amargo de edulcorantes artificiales. Sus sales son excelentes emulsificantes.

Aspergillus niger

Cantidad de acido citrico / crecimiento celularFactores nutricionales concentracin , tipo de nutricionales: carbohidratos, contenido de metales. Carbohidratos simples. Melazas de caa y remolacha. Concentracin alta de azucares. 140-240 g/L. Fuente de nitrogeno baja. 0.1-0.4 g/L. Sales amonio como sulfatos o nitratos. Al agotarse comienza el acumulamiento de acido ctrico. Fe y Mn. Niveles bajos. Pretratamiento Factores Fisicoqumicos: Fisicoqumicos Temperatura: 25-30C. Mayores favorecen acumulacin de cido oxlico. pH inicial: 3.5 a 4.5 pH etapa productiva: 2 pH 4 favorece acumulacin de oxlico. Aireacin: abundante oxigenacin

Pasterizacin de melazas (14-20% p/v)

Precipitacin de metales con ferrocianuro

Se vierte en charolas de 500 a 1000 L x 200 cm de prof.

Aspersin de esporas de A. niger.

Cmara de fermentacin con aire filtrado

9 a 12 dias

Filtracin del micelio

Obtencin del acido ctrico. 0.4 Kg/m, 70 a 75% rendimeinto.

5 a 8 dias Mas eficiente

Filtros rotatorios Eliminacin de oxalato Adicin de cal a 90C Acidificacin a 50C

Desnionizado en columnas de intercambio y decolorado con carbon activado

BibliografaGarcia-Garibay, Quintero-Ramrez, Lopez-Munga. 2000. Biotecnologa Alimentaria. Mxico. Editorial Limusa.