View
219
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 1/11
1
CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO (ÁCIDO LÁCTICO).
I. INTRODUCCIÓN
El ácido láctico fue descubierto en 1780 por el químico sueco
Scheele, quien lo aisló de leche agria, fue reconocido como
producto de fermentación por Blonodeaur en 187 ! tan solo en
1881, "ittlelon inicia la fermentación a escala industrial# Es un
compuesto mu! $ersátil utili%ado en la industria química,
farmac&utica, de alimentos ! de plásticos
E'isten dos isómeros ópticos, el ( )*+, láctico ! el " )+ láctico !
una forma rac&mica constituida por fracciones equimolares delas formas ( )*+ ! " )+# - diferencia del isómero ( )*+, la
con.guración " )+ es metaboli%ada por el organismo humano#
-mbas formas isom&ricas del ácido láctico pueden ser
polimeri%adas ! se pueden producir polímeros con diferentes
propiedades dependiendo de la composición#
II. OBJETIVOS
Estudiar la cur$a de crecimiento de bacterias lácticas !
al mismo tiempo construir la cur$a de síntesis de ácido
láctico#
/omparar los resultados de una cepa con fecha de
$encimiento $encida con una de fecha no $encida#
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 2/11
9
III. MARCO TEÓRICO
III.1. DEFINICIÓN
:roducto intermedio del metabolismo, principalmente del
ciclo de los carbohidratos ! deri$a principalmente de las
c&lulas musculares# Este producto orgánico, ocurre
naturalmente en el organismo de un ser humano# -demás
de ser un producto secundario del e;ercicio, tambi&n es un
combustible para ello# Se encuentra en los m<sculos, la
sangre, ! $arios órganos#
III.2. FERMENTACIÓN LÁCTICA
- partir del a%<car de la leche )lactosa+con el
Bacillus lactis acid
- partir de almidón, a%<car de u$a )glucosa+ o
a%<car de ca=a)sacarosa+ utili%ando el Bacillus
(elbr>c?i
"a obtención de ácido láctico con en%imas o
microorganismos $i$os pueden producir isómeros
de'trógiros o le$ógiros, dependiendo de la en%ima
in$olucrada en el proceso#
III.3. PRODUCCIÓN INDUSTRIAL
El ácido láctico puede ser obtenido por $ía química o
biotecnológica# "a producción química, esta basada en la
reacción de acetaldehído con ácido cianhídrico )@/3+ para
dar lactonitrilo, el cual puede ser hidroli%ado a ácido
lácticoA otro tipo de reacción se basa en la reacción a alta
presión de acetaldehído con monó'ido de carbono ! agua
en presencia de ácido sulf<rico como catali%ador# "asíntesis química tiene la des$enta;a que el ácido láctico
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 3/11
producido es una me%cla de ( ! " ácido láctico
óptimamente inacti$o, por lo cual el C0D del ácido láctico
producido en el mundo es elaborado por $ía
biotecnológica#
"a producción biotecnológica está basada en la
fermentación de sustratos ricos en carbohidratos por
bacterias u hongos ! tiene la $enta;a de formar
enantiómeros ( )*+ o " )+, óptimamente acti$os# "a
producción biotecnológica depende del tipo de
microorganismo utili%ado, la inmo$ili%ación o recirculación
del microorganismo, el p@, la temperatura, la fuente decarbono, la fuente de nitrógeno, el modo de fermentación
empleado ! la formación de subproductos#
"as bacterias que pueden utili%arse para la producción
de ácido láctico son cocos ! bacilos 4ram positi$os,
anaerobios facultati$os, no esporulados, inmó$iles !
catalasa negati$o, pertenecientes a los g&neros
"actobacillus, /arnobacterium, "euconostc,
2etragenococus, etc#
"as bacterias del ácido láctico )"-B+ tienen
requerimientos nutricionales comple;os debido a su
limitada habilidad para sinteti%ar aminoácidos ! $itamina
B# "a ma!oría de "-B producen <nicamente una forma
isom&rica de ácido láctico# -corde con los productos.nales de la fermentación de los hidratos de carbono las
"-B se di$iden en homofermentati$as !
heterofermentati$as# En el metabolismo
homofermentati$o, se produce predominantemente ácido
láctico ! las bacterias usan la he'osa# -lgunas de las
bacterias que tienen este metabolismo son delbrue?ii,
hel$eticus, etc# "a estequiometría clásica de lafermentación homoláctica es la siguiente
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 4/11
C6H12O6 + 2 ADP + 2 P !!!!!!" 2CH3!CHOH!COOH + 2
ATP
En la fermentación heteroláctica ha! formación de
'ilulosa* fosfato por el sistema de la glucosa*F fosfatodeshidrogenada# "a estequimetría heteroláctica a partir
de glucosa es la siguiente
C6H12O6 + 2 ADP + 2 P!!!!!!!" CH3!CHOH!COOH +
CH3CH2OH+CO2+ 2ATP
En la producción biotecnológica de ácido láctico con
bacterias o con hongos, se utili%an como sustratos,
sacarosa pro$eniente de la ca=a de a%<car ! de la
remolacha a%ucarera, pero debido a que el a%<car puro es
de alto coste se han $enido in$estigando otros sustratos
)desechos agrícolas+ para disminuir los costes de
producción# Sin embargo la producción de ácido láctico de
estas fuentes reno$ables requiere de los siguientes pasos
1+ @idrólisis del sustrato hasta a%<cares fermentables#
9+ Germentación de a%<cares a ácido láctico#
+ Separación de biomasa ! partículas sólidas del medio
de fermentación#
+ :uri.cación del ácido láctico obtenido#
III.#. RECUPERACIÓN $ PURIFICACIÓN
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 5/11
"a separación, puri.cación ! preconcentración del ácido
láctico obtenido de los medios de fermentación es difícil
debido a la alta a.nidad del ácido por el agua ! a su ba;a
$olatilidad# En la ma!oría de los procesos, el ácido láctico
es recuperado ba;o la forma de lactato de calcio, ! los
tratamientos posteriores $an a depender de la pure%a
deseada e inclu!en tratamiento con carbón acti$o,
puri.cación con resinas de intercambio iónico, e'tracción
con sol$entes o esteri.cación con metanol seguido por
destilación e hidrólisis#
Sin embargo, con el .n de limpiar los residuosgenerados en el proceso, se han desarrollado otros
m&todos de recuperación ! puri.cación que inclu!en
clari.cación de medios de fermentación por
micro.ltración con Hu;o cru%ado, tratamientos con
resinas, entre otras#
/omparado con t&cnicas de adsorción, precipitación o
.ltración por membranas, el m&todo de e'tracción por
sol$entes con componentes organofosforados, aminas
terciarias o amonios cuaternarios, es más selecti$o !
fa$orece la e.cacia del proceso ! la pure%a del producto
obtenido#
En cuanto a la electrodiálisis, es un proceso que ha sido
dise=ado para separar, puri.car ! concentrar sales deácidos de medios de fermentación# El m&todo permite
separar el ácido a medida que se produce, eliminando la
necesidad de agregar agentes neutrali%antes# "a
concentración de ácido en el medio de culti$o por este
sistema permanece en ni$eles mu! ba;os, por lo cual se
ha e$aluado una modi.cación al mismo que emplea la
electodiálisis periódica acoplada a un sistema de controlde p@, lo que hace que se aumente la concentración de
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 6/11
F
lactato en el medio ! se disminu!an los tiempos de
fermentación# /on este m&todo de fermentación se
aumenta la producti$idad 1, $eces respecto a la
electrodiálisis con$encional#
III.%. USOS
El ácido láctico ! sus deri$ados como sales ! &steres son
ampliamente utili%ados en la industria alimenticia,
química, farmac&uticas, del plástico, te'til, la agricultura,
alimentación animal entre otros#
En la industria alimenticia se usa como acidulante !conser$ante# "as industrias químicas lo utili%an como
solubili%ador ! como agente controlador de p@# En la
producción de pinturas ! resinas, puede ser utili%ado
como sol$ente biodegradable# En la industria de plásticos
es utili%ado como precursor del ácido poliláctico ):"-+, un
polímero biodegradable con interesantes usos en la
industria ! la medicinaA se considera &sta la principalaplicación del ácido ! la causa por la cual a aumentado
considerablemente su demanda#
IV. MATERIALES $ M&TODOS
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 7/11
7
/epas de lactobacillus,
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
:ipetas de 10, , 9 ,1 ml01 $aso de precipitadode 1 lt est&ril
2ubos de ensa!o:lacas petri
Equipo de acide%
titulable
Equipo deincubación
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 8/11
8
-gar ogosa#
V. PROCEDIMIENTO
Sembrar la leche con lactobacillus#
ncubar a I/# /ontrolar el proceso de fermentación
reali%ar las siembras ! titulaciones necesarias#
Jtili%ar una cepa con fecha de $encimiento
recientemente $encida#/omparar con los resultados
anteriores#
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 9/11
C
4ra.car los resultados $s# 2iempo#
VI. RESULTADOS
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 10/11
10
Se e$aluaron tambi&n la inHuencia de la aireación, la
concentración de glucosa en el medio de culti$o, el
contenido de e'tracto de le$adura ! de la adición de sales
de manganeso# "os resultados muestran que en los culti$os B ! B no
hubo una con$ersión completa del sustrato comparado
con los culti$os B, BK ! BK# :or otro lado, al airear las
dos primeras horas el culti$o BK, el sistema mostró en
promedio $alores ba;os en los parámetros e$aluados# En
el caso del culti$o BK, al sistema se suministró nitrógeno
gaseoso durante las primeras ocho horas de culti$o con la.nalidad de mantener un estado completamente
anaerobio, como resultado este culti$o mostró los peores
parámetros de producción de ácido láctico# "a adición de
poca cantidad de sales de manganeso al medio de culti$o
me;oró acentuadamente su desarrollo ! la con$ersión de
substrato alcan%ó el 100D#
"a me;or producti$idad $olum&trica de ácido láctico en la
fase e'ponencial de crecimiento se consiguió en el culti$o
B# "a me;or producti$idad de biomasa se obser$ó en el
culti$o BK, el cual ha sido aireado durante dos horas# El
me;or rendimiento en ácido láctico por sustrato
consumido )8C,D+ ! biomasa )18,D+ se obser$ó en los
culti$os B ! B respecti$amente# "a con$ersión completa
de glucosa se obser$ó en los culti$os BK, BK ! B, ! la
ma!or $elocidad especí.ca de crecimiento en la fase
e'ponencial )nL 0#9 h*1+, se obser$ó en los culti$os B !
BK#
VII. CONCLUSIONES
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
7/21/2019 CURVA DE SÍNTESIS DEL PRODUCTO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/curva-de-sintesis-del-productodocx 11/11
11
- pesar de que la producción industrial de ácido láctico se
inició hace más de 100 a=os, la in$estigación sigue a<n
mu! acti$a, básicamente &sto es debido a dos factores
las nue$as aplicaciones que se le han encontrado al ácidopor la posibilidad que ofrece de polimeri%arse ! producir
plásticos biodegradablesA ! el coste, que resulta alto para
aplicaciones a gran escala#
(e otro lado, la e.cacia del proceso biotecnológico que se
mide en t&rminos de concentración de ácido láctico,
rendimiento del producto relacionado con el sustrato
consumido ! $elocidad de producción, es mu! $ariado !&stos parámetros están marcadamente dependientes del
microorganismo utili%ado, de la fuente de carbono, de la
fuente de nitrógeno, del p@, la temperatura ! del modo de
fermentación#
VIII. BIBLIO'RAFÍA
-?eberg, /#A M# @of$endahlA 4# Nacchi O B# @ahn P@agerdal# 1CC8# 6odelling the inHuence of p@,temperature, glucose and lactic acid concentrations onthe ?inetics of lactic acid production b! "actococcus lactisssp# lactis -2// 1C in Qhole P Qheat Hour# -pplied6icrobiolog! and Biotechnolog!, C F89 P FC0#
Ben -mor, M#A E# E# Kaughan O R# 6# de Ko# 9007#
-d$anced molecular tools for the identi.cation of lactic-cid bacteria# ournal of 3utrition, 17)+ 71 P 77#
B2E/3"45- (E -"6E32S 34# -6E"- /-S2
Recommended