Tema: obtención de nisina a partir de suero de quesería mediante lactococcus lactis




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fecha de publicación26.10.2016
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OBTENCIÓN DE NISINA A PARTIR DE SUERO DE QUESERÍA MEDIANTE LACTOCOCCUS LACTIS




TEMA: OBTENCIÓN DE NISINA A PARTIR DE SUERO DE QUESERÍA MEDIANTE LACTOCOCCUS LACTIS

OBJETIVOS

  • Objetivo General

Establecer el sistema de bioproceso para la obtención de biomasa y metabolito nisina a partir de lactosuero mediante lactococcus lactis

  • Objetivos Específicos

  1. Aislar y preservar el lactococcus lactis de una muestra de lactosuero.

  2. Adaptar un proceso con un sustrato fermentable (lactosa) para el desarrollo de lactococcus lactis

  3. Propagar el crecimiento de lacctococus lactis para producir biomasa y el metabolito nisina

  4. Comprobar el efecto bacteriocina de la nisina en alimentos contaminados con microorganismos patógenos y alterantes del genero gram positivos.


ANTECEDENTES

La industria láctea y quesera en el Ecuador genera diariamente 40,000 litros de suero de los cuales se aprovecha solo el 10%. Las descargas de estos residuos sin tratamiento previo contienen el 50% de nutrientes del producto inicial como proteínas, lactosa; y salmueras que aumentan considerablemente la carga contaminante para el medio ambiente.

El valor nutritivo del lactosuero ha llevado al desarrollo de tecnologías para su aprovechamiento se producen aproximadamente 450,000 tonelada de suero líquido por año en países como argentina de los cuales el 62% es utilizado en la alimentación animal, el 33% es transformado como derivados de lactosa, caseínas, caseinatos y concentrados proteicos y el 4% se convierte en suero en polvo y nisina.
JUSTIFICACIÓN
La capacidad contaminante y el valor nutritivo del lactosuero han llevado al desarrollo de tecnologías para su aprovechamiento, dicho sustrato puede ser utilizado como medio de cultivo para la producción de biomasa, metabolitos y enzimas. En este medio la lactosa es la principal fuente de carbono para los microorganismos, siendo una alternativa de uso de bacterias acido lácticas (lactoccous lactis) mediante ensayos fermentativos para la producción de bacteriocinas como la nisina.
Las industrias de alimentos utilizan con frecuencia conservantes químicos como los sulfatos y los nitritos, éstos bactericidas presentan problemas para la salud humana, a raíz de esto se ha implementado la utilización de microorganismos productores de bactericidas naturales como la nisina que es un poli péptido que actúa como antibiótico, (conservante natural) que evita e inhibe la proliferación de microorganismos como bacterias gram positiva, mohos y levaduras, no presenta limitaciones en su consumo ni se considera perjudicial para la salud ya que es una proteína y es tratada por el cuerpo como tal y digerida en el intestino delgado, siendo una opción para sustituir parcial o totalmente a los aditivos sintéticos.
PROBLEMA
Los porcentajes citados anteriormente, nos indican el enorme desperdicio de lactosuero en empresas queseras y lácteas, causando grandes problemas de contaminación, el 47% de lactosuero es descargado al drenaje y llega a ríos y suelos, produciendo cambios significativos en el DBO, disminuyendo el rendimiento de las cosechas siendo un peligro para el medio ambiente, la salud de humanos y animales.  

Residuos líquidos como este pueden ser aprovechables mediante tratamientos biotecnológicos obteniendo nuevos productos en beneficio de la sociedad.

HIPÓTESIS
HIPÓTESIS NULA


  • El uso de lactosuero para evitar la contaminación ambiental no permitió el aprovechamiento de este subproducto para obtener la bacteriocina nisina.


HIPÓTESIS ALTERNA


  • El uso de lactosuero para evitar la contaminación ambiental permitió el aprovechamiento de este subproducto para obtener la bacteriocina nisina


ALCANCE
Este proyecto abarca un sistema de bioproceso desde el aislamiento de lactococus lactis hasta la producción de nisina a partir de lactosuero.
MARCO TEÓRICO




BACTERIA

FUENTE DE ENERGIA

FUENTE DE CARBONO

CATEGORIA

GRUPO ACEPTOR DE ELECTRONES

METABOLISMO


LACTOCOCCUS LACTIS


Reacciones de Oxido-Reducción a partir de compuestos orgánicos.


Compuestos Orgánicos:

Lactosa

Glucosa



QUIMIORGANOTROFOS

La lactosa del suero de queso sirve como donador y aceptor de electrones, para la producción de nisina.

Se da un proceso de FERMENTACION en que los procesos de oxido-reducción ocurren en ausencia de aceptores terminales de electrones. Oxidación parcial de los átomos de carbono de la lactosa.


FERMENTACION catabolismo anaeróbico.

Homofermentativas.

Son anaerobios aerotolerantes ya que carecen de catalasa, poseen peroxidasas y superóxido dismutasas que destruyen el H2O2 y el O2- que se forman en condiciones de aerobiosis.

Produce un grupo de antibióticos polipeptídicos llamados nisinas.




BACTERIOCINAS

MODO DE ACCIÓN

UTILIDAD EN LA INDUSTRIA

CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS

NISINA

Actúan en la membrana plasmática de patógenos y alterantes Gram positivos cambiando la permeabilidad selectiva de esta

Es un conservante natural y antibiótico aumenta las propiedades organolépticas en productos refrigerados, como leche y otros derivados lácteos, inhibe el Clostridium en queso, alimentos enlatados, leche pasteurizada y controla el crecimiento de BAL en la producción de cerveza.

Son compuestos inhibidores de naturaleza peptídica.

Se comporta como una proteína , su inactivación por proteasas la convierte en un antimicrobiana



MARCO METODOLÓGICO


Medio para recuentos
M17 (Broth)


Crecen a 37ºC

Caracterizado por su alta concentración de β-glicerato de sodio (19g/l), que permite un buen efecto tampón, pH 7.15 el crecimiento es rápido permitiendo un buen desarrollo de esta bacteria, no es necesario CO2 como en otros medios.

Medios y técnica de identificación

M16
Medio KEMPLER y McKAY


Se presentan como colonias blancas. Contiene lactosa (2mg/ml), arginina (4mg/ml) y purpura de bromocresol (0,05mg/ml)

A base de leche contiene citrato de calcio y ferrocianuro potásico, las colonias citrato + son azules por precipitación de ferri-ferricianuro.

Medio de conservación

M17 (Sólido)

Solución utilizada en la congelación con crioprotector glicerol (150mg/ml)


PRODUCCIÓN DE NISINA:

Diseño de medio de cultivo empleando suero de queso

Se diseñó un medio de cultivo empleando suero de quesería suplementado con caseína hidrolizada (10-20 g/L) y del pH (5-6.5) después de 24 horas de fermentación.

Determinación de la biomasa


Realizar por peso seco

Actividad de la nisina

Se debe evaluar por difusión de agar





FACTIBILIDAD


BIBLIOGRAFÍA



ANEXOS

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO







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