Utilización de cáscara de naranja para producción de proteína

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
DIVISION DE ESTUDIOS SUPERIORES
UTILIZACION DE CASCARA DE NARANJA
PARA PRODUCCION DE PROTEINA
UNICELULAR
QUE COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AU
GRADO ACADEMICO DE MAESTRO EN CIENCIAS
CON ESPECIALIDAD EN MICROBIOLOGLA
INDUSTRIAL
P R E S E N T A
;
MARGARITA XIOMARA CORNEJO MONTENEGRO:
MONTERREY, N. II
DICIEMBRE DE 19*4
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Señor c o o r d i n a d o r
de l a m a e s t r í a en c i e n c i a ,
la tesis
ela-
borada por l a L i c e n c i a d a en B i o l o g í a M a r g a r i t a Xiomara
nejo Montenegro,
Cor-
intitulada
UTILIZACION DE CASCARA DE NARANJA PARA PRODUCCION
DE
PRO-
TEINA UNICELULAR.
Ka s i d o a c e p t a d a como r e q u i s i t o
parcial
para o p t a r e l
grado
académico de m a e s t r o en c i e n c i a s , e s p e c i a l i d a d fcn M i c r o b i o l o gía
Industrial.
En v i r t u d
de haber c u m p l i d o I n t e g r a m e n t e
de t e s i s v i g e n t e y a l a vez s o l i c i t a m o s
ción
con e l
r e g í amento-
a usted la
aproba-
final
COMITE DICTAMINADOR DE LA TESIS
SINODAL
SINODAL
SINODAL
M.C. LUIS GALAN WUNG
VoBo
WJT.
eJMé-ft
ÑéA E. V l L L A f t f t E A L
¿JE G .
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
DIVISION DE ESTUDIOS SUPERIORES
UTILIZACION DE CASCARA DE NARANJA PARA PRODUCCION DE*
PROTEINA UNICELULAR
TESIS
QUE COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL GRADO ACADEMICO DE MAESTRO EN CIENCIAS CON ESPECIALIDAD EN MICRO
BIOLOGIA INDUSTRIAL PRESENTA
MARGARITA XIOMARA CORNEJO MONTENEGRO
MONTERREY N . L .
DICIEMBRE 1984
RESUMEN
Se hace un a n á l i s i s
de l a s
de l a c i s c a r a de n a r a n j a ,
de un medio de c u l t i v o
mentativo proporcione
de p r o t e l n a .
características
para c o n s i d e r a r l o s
que u t i l i z a d o
nutricionales
como
en un proceso
un p r o d u c t o con una nayor
de m a t e r i a l e s
en medio de c u l t i v o
pectfnicos.
fer-
cantidad
En e s t e p r o c e s o de f e r m e n t a c i ó n se
zaron cepas de P e n i c i l 1 ium ¿ p . y un A s p e r g i l l u s
bos a i s l a d o s
parte-
utilis_p., am-
El uso de
éstos
con c á s c a r a de n a r a n j a , conduce a l a
o b t e n c i ó n de un p r o d u c t o con un 20% de i n c r e m e n t o en
c o n t e n i d o de p r o t e í n a s
respecto
al m a t e r i a l
También se d e t e r m i n a n e x p e r i m e n t a l m e n t e
Óptimos de f e r m e n t a c i ó n ,
s i n fermentar.
los parámetros
como pH y r e l a c i ó n
el
-
sólido-liquido.
INDICE GENERAL
pàgina
A.-
Introducción
1
B.-
Materiales
5
I.-
y Métodos
A i s l a m i e n t o y s e l e c c i ó n de m i c r o o r g a n i s m o s
II.-
Identificación
III.-
Identificación
5
de l o s M i c r o o r g a n i s m o s
de m i c r o o r g a n i s m o s
7
pecti-
nolíticos
IV.- Material
7
de desecho i n d u s t r i a l
como s u s t r a t o
V.-
Composición del
VI.-
IX.-
medio de c u l t i v o
Método de i n o c u l a c i ó n
VIII.-
-
*
8
Proceso de e s t e r i l i z a c i ó n
VII.-
utilizado
Proceso de f e r m e n t a c i ó n
Métodos de a n á l i s i s
8
10
10
11
11
C.-
Resultados y observaciones
13
D.-
Conclusiones
17
E.-
Referencias
F.-
A p é n d i c e de t a b l a s
G.-
A p é n d i c e de g r á f i c a s
31
H.-
Biografía
35
bibliográficas
de l a a u t o r a
>
19
21
INDICE DE TABLAS
Página
I.ti.-
Composición q u í m i c a de la cascara de n a r a n j a
Parámetros u t i l i z a d o s
croorganismos
para l a s e l e c c i ó n de mi.
en a g a r c á s c a r a de n a r a n j a
I I I . - Observación macroscópica del
en e l medio de e s p o r u l a c i ó n
IV.-
22
23
P e n i c i l l i u B sp.
-
de Czapeck.
Observación macroscópica del A s p e r g i l l u s
24
sp.
en e l medio de e s p o r u l a c i ó n de Czapeck.
V.-
VI.-
Constituyentes
químicos
25
de l a c á s c a r a de naran.
ja
26
Composición q u í m i c a d e l medio de c u l t i v o
27
V I I . - Composición de compuestos carbonados y
nitroge
nados de l a c á s c a r a de n a r a n j a seca
VIII.- Características
IX.-
microscópicas
Características microscópicas
del Aspergi11uS
del
P e n i c i l 1.1 un s p .
28
.
29
30
INDICE DE GRAFICAS
Efecto del
|>H d e l medio de c u l t i v o
p r o d u c c i ó n de
sobre
la
proteina
Curva de p r o d u c c i ó n de p r o t e f n a en f u n c i ó n
del
tiempo
Variantes
en e l
proceso
A.-
INTRODUCCION
A la b i o t e c n o l o g í a m i c r o b i a n a ,
se l e d e s c r i b e como l a
cienta
días con su gran p o t e n c i a l
tecnológica
para a l t e r a r
la
de n u e s t r o s
f i s o n o m í a de Ta i n d u s t r i a
que r e d u n d a r í a en b e n e f i c i o
de la
Ceni-
de n u e s t r a
-
época
sociedad.
*
Los a n t e c e d e n t e s
a c e r c a de l a u t i l i z a c i ó n
nismos como agentes de b i o s í n t e s i s
c i ó n animal
Mundial
a la alimenta-
o humana, emergen de l o s e s t u d i o s
de D e l b r u c k , -
de B e r l í n ,
( 1 ).
Al
ces c i e n t í f i c a s
Instituto
hablar
de e s t o s a n t e c e d e n t e s
es r i g u r o s o
de l a b i o t e c n o l o g í a
g l o X I X , cuando L o u i s
biológicos
f o r m a r o n l a base de d i v e r s o s
al
re-
las r a i -
los orígenes micro-
de Koch, J e n n e r ,
que han c o n t r i b u i d o
se
-
que t u v o Tugar en e l s i -
Pasteur e s t a b l e c i ó
Las c o n t r i b u c i o n e s
que
considerar
b i anos y l a d i f e r e n c i a e n t r e f e r m e n t a d ón
investigadores
de Fermen-
d u r a n t e l o s años de l a Primera Guerra
montan a l a época de G u e r r a ,
{ 2 ).
microorga-
aplicables
Hayduck y Wohl, l l e v a d o s a e f e c t o en e l
taciones
de l o s
y
putref acciónFleming y
procesos
otros
micro-
d e s a r r o l l o y progreso
del
hombre.
Entre las especialidades
de l a B i o t e c n o l o g í a
se puede -
considerar
que en l a ú l t i m a d é c a d a , ha s u r g i d o un renovado
i n t e r é s en l o s
organismos;
se u t i l i z a
teico
denominada p r o t e i n a
p r o t e i c a por
unicelular,
g e n é r i c a m e n t e para a p l i c a r l o
p r o c e d e n t e de m i c r o o r g a n i s m o s
Bacterias,
En l o s
procesos de b i o s í n t e s i s
algas,
países
hongos y
este
término
a l c o n c e n t r a d o pro-
unicelulares
como son:
levaduras.
industrializados
t e n materiales subproductos
micro-
y en v í a s de d e s a r r o l l o exis-
n a t u r a l es , que pueden s e r
útiles
como complemento de l a d i e t a a n i m a l . Estos subproductos,,
su c o n t e n i d o
residual
de m a t e r i a l e s
asimilables y
con-
fermete*
ci bles
( polímeros
de c a r b o n o ,
síntesis.
como agentes de
Es e v i d e n t e que l a t e c n o l o g í a m i c r o b i a n a
de l a s s o l u c i o n e s
poblacional
( residuales,
como son:
industriales,
bioenergía,
alimentación,
de p r o t e i n a
unicelular.
Entre los m a t e r i a l e s
pleados corno s u s t r a t o
contramos a l g u n o s
bagazo de c a ñ a ,
gunos r e s i d u o s
lla
) son ú t i l i z a d o s como f u e n t e
empleando m i c r o o r g a n i s m o s
proveer algunas
c i miento
carbonados
de c e r e a l e s
pueda
a l o s problemas d e l
La r e u t i 1 i z a c i ó n de
municipales
control
bio-
),
creaguas
p r o d u c c i ó n de -
de i n s e c t o s y
producción
de desecho que son comunmente em-
para p r o d u c i r
industriales;
proteína
unicelular
como l a s mezclas de a z ú c a r ,
r e s i d u o s de papel y e l s u e r o de l e c h e .
agrícolas
y plantas
en-
como f r u t a s
desérticas,
tropicales,
Al-
cascari-
y se i n c l u y e n también
algunas
solpo
fracciones
de p e t r ó l e o coso Tas q u e r o s i n a s y el ga-
( 1
Los desechos v e g e t a l e s ,
tes y b a r a t o s ,
e n t r e estos
que es u t i l i z a d a
abundan-
tenemos l a cSscara de n a r a n j a »
g e n e r a l m e n t e como a l i m e n t o
nado, s i e n d o una f u e n t e
contenido
resultan relativamente
para aves y ga-
p o t e n c í a luiente s i g n i f i c a t i v a
de p r o t e T n a de o r i g e n u n i c e l u l a r
si
en
como s u s t r a t o .
Al
hablar
el
es sometida a
un proceso f e r m e n t a t i v o , ya que l a c á s c a r a de n a r a n j a
t i e n e una c a n t i d a d de c a r b o h i d r a t o s ,
-
con-
que l a hace
atractiva
de cSscara de n a r a n j a ,
se hace r e *
ferencia
a todo el
desecho s o b r a n t e en el
j u g o con p r e v i a e x t r a c c i ó n
sus c a r a c t e r í s t i c a s
procesamiento
de l o s a c e f t e s e s e n c i a l e s
pueden a c t u a r como
forma g e n e r a l
En el
topectina,
presentes
pectina,
En l o s
esenciales.
celulosa,
se
tejidos.
pigmentos c.aro.t,enoEn e l Albedo o Meso-
carbohidratos
s o l u b l e s , pro-
peet i na, a m i n o á c i d o s y v i t a m i n a s y en l o s segmen-
t o s que cubren l o s
lulosa,
de cada uno de sus
Flavedo o E d i c a r p o encontramos
carpo e s t á n
no
s i n embargo, se conocen en -
los constituyentes
ides, vitaminas y aceites
que por
bactericidas.
La c o m p o s i c i ó n q u í m i c a de l a cSscara de n a r a n j a ,
ha e s t u d i a d o con d e t e n i m i e n t o ,
del
sacos de j u g o se ponen en e v i d e n c i a
azúcares,
procesos
aminoácidos y m i n e r a l e s
b i o t e c n o l ó g i c o s generalmente se
(
ce-
3.).
involucra
la presencia
polímeros
de enzimas e x t r a c e l u l a r e s
carbonados de a l t o peso m o l e c u l a r , y en e l
del m a t e r i a l
que en é s t e nos ocupa, l a s p e c t i n a s a s
gran i m p o r t a n c i a .
ción aislada
Tales
enzimas se f o r m a n . ¿ e b i d o
o en c o n j u n t o
pectinesterasas,
producidas
d i um^Pseudomonas y a l g u n o s
11 i um y A s p e r g i l l u s , l a s
hongos y l e v a d u r a s ,
las
por a l g u n o s b a c i l l u s ,
son
de
a l a ac-
hongos como e l
F u s a r i um,
Penici-
p o l i g a l a c t u r o nasas p r o d u c i d a s
poligalacturonato-1iasas
por -
producidas
Erwi n í a s y
generalmente
las
por
( 4 ).
potencial
riales
caso
por algunos géneros de C l o s t r i -
Aeromonas, Xantomonas,
Esta i n v e s t i g a c i ó n
lor
los
de una s e r i e de enzimas como las
p o l i m e t i 1 g a l a c t u r o n a t o - 1 i asa p r o d u c i d a s
hongos
que h i d r o l i z a n '
de l a
e s t á encaminada a d e t e r m i n a r
la actividad
de A s p e r g i 11 us s p . y o t r a
teriales
pécticos.
va-
c á s c a r a de n a r a n j a como f u e n t e de mate-
que por b i o t r a n s f o r m a c i ó n
l a r , y de e v i d e n c i a r
el
generen p r o t e l n a
pectinolítica
de P e n i c i 11 ioim sp.
unicelu-
de una cepa
aisladas
de ma-
B.-
I.-
MATERIALES Y METODOS
A i s l a m i e n t o y S e l e c c i ó n de M i c r o o r g a n i s m o s :
El
aislamiento
de l o s m i c r o o r g a n i s m o s
en una r e l a c i ó n de 1 0 : 5 v / v .
tejidos
infectados
diluyéndolo
actividad
con h i s o p o
Para a i s l a r
infectados.
estéril,
cepas con p a s i b l e
se e s c o g i ó á r e a s e s p e c í f i c a s
infectadas y tejidos
a cabo -
infectadas y -
p e c t i n o l T t i c a y c a p a c i d a d de a s i m i l a r
t o s de h i d r ó l i s i s ,
naranjas
Para n a r a n j a s
se tomó de l a m u e s t r a
en agua e s t é r i l .
se l l e v ó
l o s produccomo s u e l o s ,
Para
determinar
l a s e l e c c i ó n de l o s m i c r o o r g a n i smos que se emplearon en e s t a
investigación,
é s t o s se i n o c u l a r o n en un medio de
que c o n t e n í a cascara de
naranja
En l a t a b l a
como f u e n t e de e n e r g í a
b l a No. I
).
utilizado
en l a s e l e c c i ó n de e s t o s
El c r e c i m i e n t o
No. I I ,
se d e s c r i b e e l
ranja,
de l o s m i c r o o r g a n i s m o s
crecieron profusamente,
a una t e m p e r a t u r a
t
criterio
-
microorganismos.
se observó por un
tiempo máximo de 72 h o r a s , s i n embargo, a l g u n a s
en 24 h o r a s
cultivo,
de "las cepas;
en agar c á s c a r a
de
na-
de 28°C.
Conjuntamente con e s t e método de c r e c i m i e n t o . s e
observó
el d e s a r r o l i o
similar
al
de l a s
anterior,
mes de t r e s
agitación
cepas en un medio n u t r i t i vo
donde se
cms. de l a cáscara
disminuyó
colocaron porciones
( 8% p / v
por ocho días en m a t r a c e s
de m u e s t r a a 28°C; a l
la
Se h i c i e r o n
liquidounifor-
) , y se mantuvo en
de 250 m i . , c o n 100 mis.
c u a r t o d í a de a g i t a c i ó n a 200
p o r c i ó n de l a c á s c a r a
r.p.m.,
con f o r m a c i ó n de micelios.
pruebas para l a d e t e r m i n a c i ó n de p r o t e i n a
t r á n d o s e una c a n t i d a d s i g n i f i c a t i v a
encon-
en una de l a s cepas
in-
vestigadas .
Se a i s l a r o n
un t o t a l
de 15 c e p a s , de é s t a s ,
se e s c o g i e -
ron dos que se e v a l u a r o n de a c u e r d o a su d i s p o s i c i ó n
de ere»
cimiento,
proce-
c a n t i d a d de p r o t e i n a
so f e r m e n t a t i v o .
En l a s cepas t r a b a j a d a s
de a s p e c t o de hongos y
l o s géneros A s p e r g i l l u s
seleccionados,
sp. y P e n i c i l l l u m
pectinolíticas
pectina
Para comprobar s i
por
las
posiblemente
sp.,
se emplearon
a la
utilización
los microorganismos,
de n a r a n j a s
de
con
biodegradade l o s
pro-
uno a i s l a d o
del
ambos.
infectadas,
ni o s a m e n t e , se h i c i e r o n c r e c e r
durante
conduciría
con l a p o s t e r i o r
ductos c a t a b o l i z a d o s
suelo y o t r o
predominaron
proceso c o n s i d e r a n d o que el m i c r o o r g a n i s m o
características
c i ó n de l a
al
levaduras.
Los dos m i c r o o r g a n i s m o s
unidos en e l
presente p o s t e r i o r
podrían t r a b a j a r
armo-
en agar c á s c a r a de n a r a n j a
24 h o r a s a 28°C s i n o b s e r v a r
inhibición.
-
II.-
Identificación
Para l a
de l o s
identificación
Microorganismos.
de l a s
cepas se l l e g ó
género s i n a b a r c a r l a e s p e c i e , se empleó p a r a v s u
c i ó n l o s métodos c l á s i c o s
hasta el
-
identifica-
con l o s que se c u e n t a :
Observa-
ción macroscópica, observación microscópica y preparación
con a z u l
de l a c t o f e n o l .
Para l a o b s e r v a c i ó n m a c r o s c ó p i c a
se hace r e f e r e n c i a a l a s t a b l a s
III.-
Identificación
de
No.
III
y IV
Microorganismos
una vez que se e s t e r i l i z ó
crecimiento
Pectinaliticos:
el
pH a 7 , se observó
acetil
bromuro de amonia conocida como
El C e t a v l o n TM es un agente o p a c o ; e l
de l a zona c l a r a g e n e r a l m e n t e se r e l a c i o n a
con el
nismo que . p o t e n c i a l m e n t e descompone l a p e c t i n a
El promedio de l a
zona de p r e c i p i t a d o
método de i d e n t i f i c a c i ó n
mos que i n c l u í a n
alizó
sin
se e n c o n t r ó
se u t i l i z ó
comenta que e l
embargo,
en l a
que v a r i a b a
rangos que o s c i l a b a n
el
t i e m p o de
TM se probó a d i v e r s a s
a
concentraciones
1
-
microorga-
( 6 y 7 ).
Este
microorganisLa
C e t a v l o n se d e j a de
investigación
de 45 m i n u t o s
Ce-
f u e de 0 . 5 cms.
con c i n c o
a
diámetro
e l As p e r g i 1 1 u s s p . y Peni c i T1 i um s p .
1 i tera tura c i e n t í f i c a
a 30 m i n u t o s ,
citada y
de l a s cepas y a l a s 48 horas se l e agregó
la placa p e t r i l ,
t a v l o n TM.
se a j u s t ó
--
( 5 ),
El medio se preparó de acuerdo a l a l i t e r a t u r a
el
-
20
que se
re-
incubación
con
hora.
El
encontrándose
Cetavlon
que
en
A
la s o l u c i ó n o r i g i n a l
era como actuaba
satisfactoriamente (6, 7).
IV.-
Material
de Desecho I n d u s t r i a l
Utilizado
COBO
Sustrato:
La c á s c a r a de n a r a n j a p r o c e s a d a , f u e eí s u s t r a t o
do en l a
investigación,
zer a cinco minutos
obtener
partículas
se p u l v e r i z ó
en l a
licuadora
empleaOsteri-
en baja r e v o l u c i ó n y c i n c o en a l t a ;
u n i f o r m e s se l l e v ó
La muestra p u l v e r i z a d a
a cabo l a
tanlzación.
se probó a c o n c e n t r a c i o n e s
3 5 , 40 y 45% p / v e n c o n t r á n d o s e que l o s m e j o r e s
para
de 2 5 ,
30,
resultados
-
se o b t e n í a n a 202 p / v .
V.-
C o m p o s i c i ó n del Medio de
Se a c e p t a en t é r m i n o s
t a c i ó n se d e s a r r o l l a
bases c i e n t í f i c a s
bioquímicas
generales
Cultivo:
generales
que el medio de f e r m e n -
con una mezcla de a r t e y c i e n c i a .
se a f i a n z a n
en el
c o n c e p t o de l a s bases
de l o s m i c r o o r g a n i s m o s ,
organismo en
-
e n c o n t r á n d o s e que son -
a un buen número de e s p e c i e s .
re cuando se desconocen l o s
Las
detalles
El a r t e se r e q u i e -
específicos
del
micro-
de un medio de
culti-
estudio.
Para e l a b o r a r
la parte c i e n t í f i c a
v o , es n e c e s a r i o tomar en c u e n t a :
Ì).11).i i i ). -
La c o m p o s i c i ó n q u í m i c a
Necesidades
Estudio
importantes
tores
del
nutricionales
sustrato
a
utilizar
de l o s o r g a n i smos
de l o s compuestos empleados como f a c t o r e s
para e s t i m u l a r
la acción c a t a b ò l i c a .
son f u n d a m e n t a l e s ya que t i e n e n
influencia
-
Estos facsignifica-
Q
t i v a sobre el
s i stema b i o q u í m i c o del
La c i s c a r a
requieren
de n a r a n j a
proceso.
posee compuestos q u í m i c o s que
para l a f e r m e n t a c i ó n ,
se
según puede o b s e r v a r s e en -
l a T a b l a No. V, l o que se tomó en cuenta para l a e l a b o r a c i ó n
del medio de c u l t i v o .
En l a Tabla No. VI
se observa
la
c o n c e n t r a c i ó n de carbono que es i m p o r t a n t e tomando en cuent a que e n t r e l o s
esta
la f i b r a
micelulosas,
tudiar
aportadores
principales
cruda compuesta
etc.
de:
celulosa,
En l a l i t e r a t u r a
las d i s t i n t a s
de e s t o s
p e n t o s a n a s , he-
científica
se pueden es-
c o n c e n t r a c i ó n es de l a f i b r a
s e n t e en mayor o menor c a n t i d a d en l o s p r o d u c t o s
En l a t a b l a
No. V I I
es de un 30£.
compuestos,
son:
pH.
el
señalar
que pueden s e r v i r
pectina,
fosfato
Hay c i e r t o s
en el
elementos
utilizada
vegetales.
p r e s e n c i a de
otros
de e n e r g í a como -
fue f o s f a t o
de
amonia
proceso como e s t a b i l i z a d o r
que son e s e n c i a l e s
proceso.
de l a s
enzimas
-
calcio,
necesarias
En l a T a b l a No. V se c o n s i -
dera l o s puntos de e s t e medio ú t i l i z a d o en l a
con t r a z a s
del
para e l c r e c i -
cobre, magnesio,
z i n c , y t a m b i é n como a c t i v a d o r e s
en e l m e t a b o l i s m o d e l
la
como f u e n t e
m i e n t o de l o s hongos como s o n :
En l a s o l u c i ó n
pre-
etc.
La f u e n t e de n i t r ó g e n o
sirviendo
cruda
se o b s e r v a que en l a c a s c a r a de n a r a n j a
Es i m p o r t a n t e
Almidón,
carbonos
de e l ementos, el
investigación.
cloruro
de -
c a l c i o se d i s o l v i ó
a p a r t e ya que presentaba d i f i c u l t a d en -
su c l a r i f i c a c i ó n ;
el
no p r e c i p i t a r a
r e s t o de l a s o l u c i ó n .
el
c l o r u r o de Zinc se a c i d i f i c ó
para
que
La p r e s e n c i a
de ex-
t r a c t o de l e v a d u r a en e l medio fue para p r o > e e r a l o s
orga-
nismos de f u e n t e s
de v i t a m i n a s y
se conoce l a e x i s t e n c i a
aminoácidos , porque
de e s t o s compuestos en l o s
de l a c a s c a r a no se c o n t ó con un dato e x a c t o a l
VI.-
Proceso de
muestras
tejidos
respecto.
Esterilización:
La e s t e r i l i z a c i ó n
peraturas
aunque
debido a l a
inclusive
se probó a d i v e r s a s
p r e s i ó n es y
tem-
resequedad que se observaba e n * l a s
a 0 . 7 0 3 Kg/cm
2
y 110°C d u r a n t e
e n c o n t r á n d o s e que no había a l t e r a c i ó n
15
-
línn.,
en el medio cuando
la
o
esterilización
de l l e v a b a
a 114°C por 45 m i n u t o s .
t o d o de e s t e r i l i z a c i ó n
lizados
a e f e c t o a 0 . 5 6 3 kg/cm
Para p r o b a r l a e f e c t i v i d a d d e l
utilizada»
se d e j a r o n a t e m p e r a t u r a
Método de
de 28 y 37®C d u r a n t e
o disminuir
para l a g e r m i n a c i ó n
crecimiento.
l a f a s e de l a t e n c i a
requerida
de e s p o r a s , se c o l o c ó s u s p e n s i ó n de ca-
cepas en un matraz de 250 m i .
muestra empleada en l a
cara de n a r a n j a
10 -
Inoculación:
Para e l i m i n a r
da una de l a s
mé-
todos l o s matraces e s t e r i -
d í a s y en ninguno de l o s casos se o b s e r v ó
VII.-
de presión
investigación,
con 100 m i .
sustituyendo
por g l u c o s a como f u e n t e de c a r b o n o ,
1 a^
de
cSs-
( 8 ).
Se c o l o c ó en a g i t a c i ó n
por 24 horas a 200 r . p . m .
a 28°C, -
para l e e r en e l e s p e c t r o f o t ó m e t r o Beckman J ú n i o r
500 nm empleándose una t u r b i d é z e q u i v a l e n t e
mitancia.
De e s t a m u e s t r a se tomó 5 m i ,
para e l
proceso de f e r m e n t a c i ó n .
VIII.-
Proceso de
al
cultivo
a
-
a 66% de t r a n s -
respectivamente
-
Fermentación:
En m a t r a c e s de 250 m i ,
temperatura
II
con 100 m i .
de s o l u c i ó n
de 28°C y a g i t a c i ó n a 250 r . p . m .
sumergido.
a
se diÓ
El tiempo de f e r m e n t a c i ó n
una
inicio
f u e de volumen
s e i s d í a s a pH 6, s i n o b s e r v a r s e d i s m i n u c i ó n en e l
*
d e l medio y l e v e s v a r i a c i o n e s
s e r v a r o n cambios f í s i c o s
comprobó a l
tercer
l u c i ó n de f o s f a t o s
IX.-
Métodos de
A.-
visibles,
al
a una d i l u c i ó n
se
pH ó p t i m o .
A los
los
15 m i n u t o s
ácido c l o r h í d r i c o ,
La c u r v a de c a l i b r a c i ó n
na grado 1 , con una s o l u c i ó n
de 1 : 3 5 , a 10 m l . -
de l a s o l u c i ó n
102 para s o l u b i l i z a r
se agregó el
empleó c a l o r .
pH
Total:
agregó 1 m i .
como p e c t a t o de s o d i o .
lución,
del
Análisis:
de l a muestra se l e
sodio
No se ob-
a g r e g á n d o l e una so-
para m a n t e n e r l o en e l
D e t e r m i n a c i ó n de P e c t i n a
de
la v a r i a c i ó n
d í a cuando b a j ó a 5 ,
La muestra se t r a b a j ó
do
en l a t e m p e r a t u r a .
de
hidróxi-
compuestos
pécticos
se f i l t r a b a
la
so-
y posteriormente
se t r a b a j ó
p a t r ó n de l g .
se
con p e c t i -
x 1000 m i . (
9 ).
B.-
Análisis
de
Carbohidratos:
Las m u e s t r a s se t r a t a r o n
determinación
C.-
cuantitativa
Determi n a c i ó n de
de B i u r e t
e x t r a c e iones
Para l a
de c a r b o h i d r a t o s
de p r o t e í n a
se t r a b a j ó
llamada de Robinson-Hodgen,
con h i d r ó x i d o de s o d i o 1 . 0 N ( 10
identificación
de l o s
carbohidratos
en e l
proceso de f e r m e n t a c i ó n se u t i l i z ó
papel
por e l
método d e s c e n d e n t e ,
l a d o una s o l u c i ó n
en e t a n o l
al
la
).
con l a
modi-
haciendo
las
).
presentes
cromatografía
empleándose para el
p - a n i s i d i n a 0 . 1 M y ácido f t à l i c o
-
de reve-
0.1 M -
96% ( 11 y 12 } .
El p r o c e s o de secado se r e a l i z ó
a -0.84
( 10
para
Proteína:
En l a d e t e r m i n a c i ó n
ficación
por el metodo de Fenol
Kg/cm 2 a 80°C, por 48 Hs.
en una e s t u f a
de
vacío
C.-
Los m i c r o o r g a n i s m o s
se mencionan en l a s
RESULTADOS
utilizados,
cuyas c a r a c t e r í s t i c a s
tablas V I I I y IX, fueron
de acuerdo a su c a p a c i d a d de c r e c i m i e n t o s
cara de n a r a n j a ,
t a s de l a s
cuales
considerándose
seleccionados
sobre el a g a r cás-
que había 15 cepas
I I y l a comprobación
el medio de f e r m e n t a c i ó n de l a p r e s e n c i a de p r o t e í n a
en c a n t i d a d
una buena a s i m i l a c i ó n
sustratos
vas, s i
características
c u l a r o n en un medio c o n t e n i e n d o
rillas,
no a s í
por l o s
tres
a 20°C.
La cepa de A s p e r g i l l u s
p e c t i n o l í t i cas
pectina
A s p e r g í 11 us s_p. c r e c i ó
el
días
de -
biotransformar
significati-
tomamos en cuenta que ambos m i c r o o r g a n i s m o s
El
unice-
principalmente
c a p a c i d a d para
carbonados en p r o t e í n a s .
de c a r b o n o .
en
sp. y P e n i c i l l i u m sp. conducen a
de c a r b o h i d r a t o s ,
e v i d e n c i a n do su
sp. m a n i f i e s t a
-
aceptable.
La cepa de A s p e r g i l l u s
la glucosa,
distin-
s o l o dos se e s c o g i e r o n de acuerdo a l o s
p a r á m e t r o s mencionados en l a T a b l a
lular
-
se
ino-
como ú n i c a f u e n t e
en forma de
Peni c i 1 1 i um que no p r e s e n t ó
-
esfe-
crecimiento
en que se mantuvo en a g i t a c i ó n
200
r.p.m.
Adicional
tiene
a e s t a etapa en e l proceso de f e r m e n t a c i ó n se
la fase del
oxigeno s o l u b i l i z a d o
de a i r e
durante la a g i t a c i ó n ,
control
adicional
por d i f u s i ó n
simple-
en l a que no se empleó
debido a la l i m i t a c i ó n
de.4os
ningún
instrumentos
u t i 1 izados.
Esta a g i t a c i ó n se l l e v ó
h a s t a donde se
acabo a 250 r . p . m .
pudiera la oxigenación del
para
proveer
proceso.
La t e m p e r a t u r a f u e mantenida a 28°C ya que se comprobóque t r a b a j a b a s a t i s f a c t o r i a m e n t e
el
proceso de
a la
vez que
escalamiento.
En l o s e x p e r i m e n t o s
dad p e c t i n o l í t i c a
realizados
para d e m o s t r a r
se e n c o n t r a r o n halos
promedio de 0 . 5 cm en e l
pone en e v i d e n c i a
con
lo
cual
cualidades
como b i o d e g r a d a d o r
c a r b o n a d o s , a s i como de b i o t r a n s f o r m a d o r
en
( pectina
polímeros
cantidades
-
una de e l l a s
carbonados
con
p r e s e n t e s en e l
) y l a buena c a p a c i d a d de ambas para a s i -
l o s p r o d u c t o s de h i d r ó l i s i s
obtener
polímeros
de 1 os p r o d u c t o s
de 2 cepas m i c r o b i a n a s ,
c a p a c i d a d de h i d r o l i z a r
milar
de l o s
excelentes
proteína.
La u t i l i z a c i ó n
sustrato
la a c t i v i -
de p r e c i p i t a d o
caso del A s p e r g i 1 Tus s p . ,
que e s t a cepa t i e n e
para s e r usada t a n t o
de h i d r ó l i s i s
simplificaría
apreciables
aumenta l a p o s i b i l i d a d
de p r o t e í n a
unicelular.
de
Las pruebas r e a l i z a d a s
liquido
ó p t i m a para l a p r o d u c c i ó n de p r o t e l p a ,
r e s u l t a d o que s i
p/v,
para d e t e r m i n a r l a r e l a c i ó n
la
sólido-
d i e r o n como
c á s c a r a de n a r a n j a se a d i c i o n a a l
l a s mayores c o n c e n t r a c i o n e s
de p r o t e l n a * f u e r o n
20%
obteni-
das, las o t r a s
c a n t i d a d e s , probadas m o s t r a r o n problemas
de
esterilización
ya que l a muestra al s a l i r
se
mostraba p a s t o s a , y se h a c i a d i f í c i l
del
autoclave
l a a g i t a c i ó n y en con-
s e c u e n c i a se p r e s e n t a b a una a e r e a c i ó n d e f i c i e n t e »
clarar
Cabe a-
a q u í que en e s t o s casos l a e s p o r u l a c i Ó n se
presentó
más tempranamente.
En l a
teína
gráfica
unicelular
No. 1 se muestran l o s r e s u l t a d o s
obtenidas
del medio de f e r m e n t a c i ó n ,
haciendo v a r i a c i o n e s
a pH 6.
Esto nos da una idea clara
en e l
nen su máxima a c t i v i d a d a pH 1 i g e r a m e n t e
gráficas
fermentación,
unicelular
detectándose
día de i n c u b a c i ó n
a 28°C.
proceso
la curva
en f u n c i ó n del
con una c l a r a d i s m i n u c i ó n en l a v e l o c i d a d
mientras
que e l
5o
-
3 puede t a m b i é n ob-
s e r v a r s e que el máximo de p r o d u c c i ó n de p r o t e í n a
de c a r b o h i d r a t o s ,
de
tiempo de
un máximo de p r o d u c c i ó n a l
En l a f i g u r a
tie-
ácidas.
2 y 3 , se puede o b s e r v a r
i n c r e m e n t o de p r o t e i n a
puede
de p r o d u c c i ó n de p r o -
a que l a s enzítnas i n v o l u c r a d a s
En l a s
pH -
en un rango de pH que va de 5 a 7 -
con un máximo o b s e r v a b l e
respecto
eji e l
en l a mencionada g r á f i c a
n o t a r s e que l o s m e j o r e s r e n d i m i e n t o s
teína fueron obtenidos
de p r o -
coincide
de a s i m i l a c i ó n
pH se m a n t i e n e
-
constante
durante
todo el p r o c e s o .
s e n t a un i n c r e m e n t o
La c u r v a de proteína
c o n s i d e r a b l e entre el
d í a de f e r m e n t a c i ó n »
l o cual
soluble
p r i m e r o y segundo
I n d i c a que l a mayor
de p e c t i n a s a s o c u r r e en ese l a p s o de tiempo,-'
con l i g e r o
En e l
al
i n c r e m e n t o en l o s d í a s
análisis
cromatográfico
producción
manteniéndose
posteriores.
del
c a l d o de f e r m e n t a c i ó n
5° día de i n c u b a c i ó n se d e t e c t ó que l a g l u c o s a
do consumida c a s i en so t o t a l i d a d ,
bohidratos
se p r e s e n t a r o n en e l
ácido g a l a c t u r ó n i c o ,
teratura
científica
sis t o t a l ,
el cual
nico confirma
en el medio de
m i e n t r á s que o t r o s
análisis
por l o
cual
car-
La
li-
hiSróli-
(ácido poli galacturónico)
en
por cada r e s i d u o
-r
l a p r e s e n c i a de á c i d o
l a p r e s e n c i a de una a c t i v i d a d
fermentación.
si-
como por e j e m p l o
menciona que l a p e c t i n a en su
hay un grupo c a r b o x i l o
galacturónico,
había
ramnosa, a r a b i n o s a y g a l a c t o s a .
rinde ácido péctico
pre-
de á c i d o
galacturó-
pectinolítica
-
D. -
DISCUSION Y CONCLUSIONES
Las dos cepas del pro ceso conducen a un i ncremento
p o r t a n t e de l a
proteína u n i c e l u l a r ,
posteriormente
en procesos con una c o n c e n t r a c i ó n
sustrato,
que puede
considerarse-
tomando en cuenta l a s c a r a c t e r í s t i c a s
cas de uno de l o s dos m i c r o o r g a n i s m o s
im-
mayor
de
pectinolíti-
que p o d r í a n l l e v a r
a
*
la h i d r ó l i s i s
t e en e l
total
sustrato
de l a p e c t i n a o de o t r o p o l í m e r o
sólido.
La a d i c i ó n de g l u c o s a en e l
datos
proceso p o d r í a l l e v a r n o s
i n t e r e s a n t e s , ya que f u e l a de mayor a s i m i l a c i ó n ,
consideramos
el
presen-
que hay una c a n t i d a d de g a l a c t o s a p r e s e n t e
cromato grama a l f i n a l
de la 6 i o t r a n s f o r m a c i ó n ,
a
si
en
s i n embar-
go , l o s mi c r o o r g a n i s m o s ú t i l i z a dos t i e n e n c a p a c i d a d de c r e cer a s i m i l a n d o
galactosa
En l o s m a t r a c e s
varon r e s i d u o s
del
inoculados
sustrato
fueron biodegradados
sidual,
lignina
La t é c n i c a
como f u e n t e de c a r b o n o .
en l a
i n v e s t i g a c i ó n se obser-
( como p u n t o s o s c u r o s
que pueden p e r t e n e c e r
) que no-
a la c e l u l o s a re-
o hemicelulosa.
de e v a p o r a c i ó n parece recomendable en
alter-
n a t i v a a una f i l t r a c i ó n
en el
para r e c u p e r a r
la proteína
desuelta
s o b r e n a d a n t e ya que como se o b s e r v a en la gráfica No. 3
es de i m p o r t a n c i a en e l
proceso.
El p r o d u c t o procesado se o b t i e n e con buena t e x t u r a y
olor
penetrante
pero a g r a d a b l e con un p o r c e n t a j e de
na de aproximadamente el 30% en base s e c a , s i n l l e g a r
t e r m i n a r s e su d i s p o n i b i l i d a d
como a l i m e n t o para aves jr ganado
No se r e a l i z ó
adecuadamente a l a s
las fases
necesidades.
-
considerando
a m b i e n t e y en un p r o -
l o que se a s p i r a es r e d u c i r
de o p e r a c i ó n y o p t i m i z a r
-
emplea
temperaturas
s i s t e m a , s i n embargo,
que l o s hongos t r a b a j a n a t e m p e r a t u r a
ceso b i o t e c n o l ó g i c o
a de-
vacuno.
un e s t u d i o de l a s d i v e r s a s
que p o d r í a n o p t i m i z a r e l
protel-
como a l i m e n t o b a l a n c e a d o , e l
c o n t e n i d o de l a c á s c a r a s i n su b l o t r a n s f o r m a c i ó n se
-
de l a
los
gastos
biotransformación
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University
ces
14.-
The Orange;
of
( 1961
Litchfield
XVII:361
1069
(1975),
Heltes
L.
).
Ed. S i n c l a i r
B.
pp. 129.
C a l i f o r n i a , D i v i s i o n of A g r i c u l t u r a l
-Scien-
).
J.H.;
Agricultural
Overbeck R. C . t
and Food C h e m i s t r y ;
1 5 . - F r a z l e r W. C.»
Third Edition.
and Davidson R. S . ;
11:2
Food M i c r o b i o l o g y ,
14
{ 1967
).
( 1963
-
).
Ed. John Wiley & Sons
APENDICE DE TABLAS
TABLA No.
I
Composición Química de Agar Cascara de Nar a n j a para s e l e c c i ó n de m i c r o o r g a n i s m o s - peci n o l 1 t i eos.
Cascara de N a r a n j a
B%
F o s f a t o de P o t a s i o
Monobásico
0.2
Fosfato
de P o t a s i o
Dibàsico
0.2
Cloruro
de Sodio
0.1
Sulfato
de Magnesio
0.1
Cloruro
de Ca1 c i o
0.1
Extracto
Agar
de Levadura
0.3
3%
p/v
g/1
Parámetros
utilizados
Microorganismos
para l a S e l e c c i ó n de
en Agar Cáscara de N a r a n j a
a).-
Tfempo de
crecimiento
b).-
O b s e r v a c i ó n m a c r o s c ó p i c a de l a
ce-
pa ( Abundancia en c r e c i m i e n t o
so-
bre l a s u p e r f i c i e
c}.-
Area de
).
crecimiento.
( T o t a l , mediana, p a r c i a l
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Constituyentes
Químicos de l a Cáscara de
Naranja.
% en Peso seco
M a t e r i a seca
80%
Ceni zas
2.91%
Ca1 c i ó
0.64%
Magnesio
0.11%
Potasio
0.46%
Sodi o
0.02%
Sulfato
0.23%
Fosfato
0.19%
Carotenos
265 j j g / g
V i t a m i n a Complejo B
Trazas.
Rockland,
L.t
The Orange
The U n i v e r s i t y
Agricultural
Ed. S i n c l a i r , w
of C a l i f o r n i a ,
Science
Division
( 1961 ) .
of
-
Composición Química del
( 14
Medio de C u l t i v o
).
20
Cáscara de N a r a n j a
2
F o s f a t o de Amonia
F o s f a t o de P o t a s i o
Monobásico
0.5
F o s f a t o de P o t a s i o
Dibásico
0.5
Solución
con Trazas de Elementos
S u l f a t o de Magnesio
Cloruro
de Sodio
100
20
C l o r u r o de C a l c i o
2
S u l f a t o de Manganeso
5
C1oruro de H i e r r o
0.5
S u l f a t o de Cobre
0.05
Cloruro
0.005
Extracto
de Z i n c
de
g/1
levadura
0.5
g/1
TABLA No,
VII
Composición de Conpuestos Carbonados y Nitrogenados
Fibra
con l a Cáscara de Naranja -
Azucares
reductores
Pectinas
(. como P e c t a t o de
Calcio
30«
cruda
«
8.0
)
Nitrógeno
8.5X
total
5.9X
TABLA No.
VIII
Características
Microscópicas
Tus
).
SP.
( 5 , 15
ConidiÓforos
Conidios
de Aspe_rgi 1 -
no septados
alargados
en cadenas
S e p a r a c i ó n de l o s c o n i d o s en
la
vesícula
S m i t h , G., í n t r d u c c i ó n a la Micologia I n dustrial pp171 E d i t o r i a l A c r i b i a , M é x i c o .
TABLA Ho.
IX
C a r a c t e r í s t i c a s Microscópicas
1ium sp.
( 5 , 15
Conidióforo
de Peni c i 4 -
).
septado
Cadena de c o n i d i o s
unidos al
ester-
i gma
S i n s e p a r a c i ó n de i o s c o n i d i o s
en l a
veslcula
Smith, G., Introducción a la micologia Ind u s t r i a l pp. 171 E d i t o r i a l A c r i b i a , M é x i c o .
APENDICE DE GRAFICAS
T I E M P O ( DIAS)
•
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•
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GRAFICA
1
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Tiempo
(días)
O - C O N C E N T R A C I O N DE PROTEINA
DE MUESTRA SECA.
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Curva de p r o d u c c i ó n
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UNICELULAR
EN MG/flf.
de p r o t e T n a en f u n c i ó n
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CONCENTRACION DE CARBOHIDRATOS
A — CONCENTRACION DE PROTEINA
*—
TA•
CONTROL DE
1
PH
- Var1nn + AC cn A 1
(SOBRENADANTE)
SOLUBLE
H,-
BIOGRAFIA DE LA AUTORA
La a u t o r a ,
nació el
originarla
de Panamá, RepübTíca de Panamá,
4 de mayo de 1 9 4 5 , es h i j a
de C r i s p i n C o r n e j o He-
neses y de I l u m i n a d a Montenegro de C o r n e j o , m a t r i m o n i o
mado por dos hermanos
la Instrucción
más;
for-
Rolando Anel y M a r c e l a J u d i t h ,
p r i m a r i a f u e r e c i b i d a en e l
Colegio
Interna•
cional
de M a r í a
realizados
Panamá.
en e l
De a 11f
Inmaculada,
Al
trial,
en l a
recibir
estudios
el T i t u l o ,
inició
cur-
l a d o c e n c i a en l a
afio 1979, que v i n o a
de M a e s t r í a en M i c r o b i o l o g í a
F a c u l t a d de C i e n c i a s
Actualmente t r a b a j a
-
en B i o l o g í a con e s p e c i a l i d a d en Tecnolo-
Q u í m i c a s , de l a
dad Autónoma de Nuevo León, f i n a l i z a n d o
Biología,
fueron
pasó a l a U n i v e r s i d a d de Panamá, para
U n i v e r s i d a d de Panamá h a s t a e l
rrey, a iniciar
secundarios
C o l e g i o antes m e n c i o n a d o , de l a c a p i t a l ,
sar l a L i c e n c i a t u r a
gía Médica.
los estudios
de P r o f e s o r Temporal
MonteIndus-
Universi-
en mayo de 1 9 8 2 .
en l a Escuela de -
U n i v e r s i d a d de Panamá, en el área de
Microbiología.