Subido por jose chavez

INFORME 2 BIOQUIMICA completado

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Universidad autónoma de Chiriquí
Facultad de ciencias naturales y exactas
Departamento de química
Curso de bioquímica (380 L)
Vivian Martínez 4-812-1691, José Chávez 4-764-1437
Demostración del Efecto Pasteur
Efecto del pH y del aire sobre la concentración de piruvato producido por la levadura
Resumen:
Este presenta trabajo se centra en investigar el influyente efecto Pasteur en el consumo de glucosa por levadura
en variadas condiciones experimentales. El estudio tiene objetivos comparar la velocidad de consumo de glucosa
a lo largo del proceso de fermentación, verificar el efecto Pasteur en situaciones aerobias y anaerobias como
también explorar cómo estas condiciones afectan la producción de piruvato durante la fermentación. Los
resultados de los experimentos respaldaron de manera concluyente la teoría del efecto Pasteur. En condiciones
aerobias, donde existe oxígeno, la levadura prefirió la respiración aeróbica, lo que resultó en una alta velocidad
inicial de consumo de glucosa, aunque esta disminuyó con el tiempo debido a la disminución de la disponibilidad
de glucosa en el medio. En condiciones anaerobias, la levadura optó por la fermentación, una ruta menos eficiente
en términos de producción de energía, lo que llevó a una disminución significativa en la velocidad de consumo
de glucosa. En conclusión, los resultados obtenidos en este estudio subrayan la relevancia del efecto Pasteur en
la regulación del metabolismo de la levadura en respuesta a la disponibilidad de oxígeno
I.
Objetivos
★ Comparar la velocidad de consumo de
glucosa a lo largo del proceso de
fermentación.
★ Comprobar el efecto Pasteur mediante
consumo de glucosa en condiciones aerobias
y anaerobias.
II.
Marco teórico
El efecto Pasteur, también conocido como el efecto
de Pasteurización, se refiere al mecanismo de control
metabólico descubierto por Louis Pasteur en el que
la presencia de oxígeno inhibe la fermentación
alcohólica de la levadura ( Samuel,P, 2018).
En otras palabras, cuando la levadura se encuentra en
un ambiente anaeróbico (sin oxígeno), produce
alcohol como producto final de la fermentación. Sin
embargo, cuando se expone a oxígeno, la levadura
cambia su metabolismo y produce dióxido de
carbono y agua en lugar de alcohol. El pH y la
presencia de aire tienen un efecto significativo en la
concentración de piruvato producido por la levadura
durante la fermentación. El pH es una medida de
acidez o alcalinidad de una solución y puede influir
en las reacciones químicas que ocurren en la levadura
( Miguel ,A, 2019).
En general, la levadura fermenta de manera más
eficiente a un pH ligeramente ácido, alrededor de 46.La presencia de aire, o más específicamente, la
presencia de oxígeno, también puede afectar la
producción de piruvato. Como se mencionó
anteriormente, la levadura cambia su metabolismo
cuando se expone a oxígeno, lo que resulta en la
producción de dióxido de carbono y agua en lugar de
alcohol. Por lo tanto, la presencia de aire puede
disminuir la concentración de piruvato producido por
la levadura durante la fermentación ( Carrasco ,R,
2020).
La paradoja del efecto Pasteur consiste en que se
produce más biomasa con menor consumo de
sustrato. La producción total de ATP por mol de
sustrato respirado es mucho mayor que la que pueda
obtenerse por fermentación de igual cantidad del
mismo compuesto. Además, en el efecto Pasteur
interviene un mecanismo de regulación metabólica
que determina que la cantidad máxima de glucosa
que puede ser absorbida disminuya en condiciones
aerobias (Voet, 2009).
III.
Materiales y reactivos
Levadura, soluciones al 10 % de glucosa, aceite
mineral, baño termostático, probetas de 25 y 10
mL, tubos de ensayo, plancha, vasos químicos de 100
mL, papel Parafilm, gradilla, tubos de centrífuga,
espectrofotómetro, Benedict, y kit para la
determinación de glucosa.
IV.
A.
B.
C.
●
V.
Fase experimental
I. Efecto Pasteur
Preparación de la levadura
➢ Pesamos 30 gramos de levadura seca.
Agregamos a un vaso grande con 100 mL
de agua, agitamos suavemente durante 5
minutos.
Fermentación
➢ Colocamos en 8 tubos de ensayo 3.0 mL
de levadura y 2.0 mL de glucosa.
Accionamos el cronómetro. 4 tapados \ 4
destapados.
➢ A 10, 20, 40 y 60 minutos centrifugamos.
➢ Se diluyó 1 mL del decantado más 4 ml
de agua
Cuantitativa
Procedimos a leer las absorbancias de los
tubos en un espectrofotómetro a 510 nm,
ajustando a 0 con el tubo blanco y
determinamos la concentración empleando la
ecuación dada.
Resultados y discusión
Ilustración 1. T (min)vs [](mg/L)
Ilustración 2. T (min)vs [](mg/L)
Comparar la velocidad de consumo de glucosa a lo
largo del proceso de fermentación.
En condiciones aeróbicas, cuando hay oxígeno
presente, los microorganismos tienen acceso a una
ruta metabólica más eficiente, la respiración
aeróbica. Este proceso descompone completamente
la glucosa y genera una cantidad significativa de
energía en forma de ATP. Como resultado, la
velocidad de consumo de glucosa suele ser más alta
en condiciones aeróbicas debido a la mayor
eficiencia de este proceso.
El efecto Pasteur que se observó en la experiencia
hace que la levadura consume mucho mas glucosa en
ausencia de oxígeno y que esta deje de crecer al ser
aireada. ; este fenómeno
ocurre porque la
fermentación no puede competir con la respiración ,
en términos de producciones ATP , lo que conduce a
un baja velocidad de fermentación en condiciones
aerobias. (GALLARADO, 2014).
En condiciones anaeróbicas, caracterizadas por la
ausencia de oxígeno, los microorganismos
típicamente se ven obligados a emplear vías
metabólicas alternativas, como la fermentación o la
respiración anaeróbica, para descomponer la
glucosa. Estas rutas, si bien funcionales, exhiben una
eficiencia energética inferior en comparación con la
respiración aeróbica y, en consecuencia, no logran la
completa degradación de la glucosa. Como resultado,
se observa una notable disminución en la tasa de
consumo de glucosa en condiciones anaeróbicas.
Efecto Pasteur influye en la velocidad y el consumo
de azúcar en medios anaeróbicos al desencadenar la
preferencia por rutas metabólicas menos eficientes
cuando no hay oxígeno disponible. En contraste, en
medios aeróbicos, el efecto Pasteur es menos
pronunciado, ya que los microorganismos utilizan la
ruta metabólica más eficiente, lo que resulta en una
mayor velocidad de consumo de azúcar debido a la
presencia de oxígeno. (ESPINEL, 2013)
Comprobar el efecto Pasteur mediante consumo de
glucosa en condiciones aerobias y anaerobias.
El efecto Pasteur se manifiesta en la preferencia de
los microorganismos por diferentes rutas
metabólicas según la disponibilidad de oxígeno.
Veamos cómo se refleja esto en los datos:
En condiciones aerobias, la velocidad de consumo de
glucosa tiende a ser más rápida al comienzo (10 y 20
minutos) y luego disminuye en el tiempo (40 y 60
minutos). Esto es evidente al comparar las
concentraciones de glucosa a lo largo del tiempo.
La mayor velocidad inicial se debe a la preferencia
de los microorganismos por la respiración aeróbica
en presencia de oxígeno, que es una ruta metabólica
altamente eficiente y rápida para descomponer la
glucosa.
Sin embargo, la velocidad de consumo disminuye
con el tiempo, posiblemente debido a que la
disponibilidad de glucosa en el medio se reduce a
medida que se consume.
En condiciones anaerobias, la velocidad de consumo
de glucosa muestra una variación temporal distinta
en comparación con las condiciones aerobias.
Durante el primer intervalo de tiempo (10 y 20
minutos), la velocidad de consumo es notablemente
alta,
pero
posteriormente
disminuye
significativamente en los intervalos siguientes (40 y
60 minutos). Esta fluctuación en la velocidad de
consumo puede atribuirse al efecto Pasteur, que se
manifiesta cuando los microorganismos, en ausencia
de oxígeno, optan por una ruta metabólica anaerobia,
posiblemente la fermentación. Esta ruta es menos
eficiente en la producción de energía, lo que resulta
en una velocidad de degradación de la glucosa más
lenta en comparación con las condiciones aerobias.
Viéndolo desde otro punto de vista, la velocidad de
consumo de glucosa es menor en aerobiosis que en
anaerobiosis; asimismo la velocidad de fermentación
disminuye. Esto puede ser explicado mejor por la
teoría de la competencia enzimática de Holzer
(Holzer, 1961), ya que, el piruvato deshidrogenasa
tiene mayor afinidad por el piruvato que el piruvato
descarboxilasa que conduce a la fermentación
alcohólica. (Nava, 2018).
Los datos experimentales respaldan la teoría del
efecto Pasteur al mostrar cambios en la velocidad de
consumo de glucosa en función de la disponibilidad
de oxígeno, lo que demuestra cómo los
microorganismos ajustan sus rutas metabólicas
según las condiciones ambientales.
VI.
Conclusiones
Los resultados observados en las condiciones
experimentales concuerdan con lo que la teoría
del efecto Pasteur predice. En las condiciones
aerobias, donde se dispone de oxígeno, los
microorganismos inicialmente prefieren la
respiración aeróbica, una ruta metabólica
altamente eficiente que degrada rápidamente la
glucosa. Sin embargo, a medida que la glucosa se
consume y disminuye su disponibilidad en el
medio, la velocidad de consumo de azúcar
disminuye, lo que es consistente con la teoría del
efecto Pasteur que sugiere que la preferencia de
los microorganismos por la respiración aeróbica
disminuye cuando los niveles de oxígeno bajan.
El fenómeno del efecto Pasteur, observado en
este experimento, revela que la levadura exhibe
un consumo significativamente mayor de glucosa
en condiciones de anaerobiosis (ausencia de
oxígeno), y que cesa su crecimiento cuando se
introduce aire. Este fenómeno es el resultado de
la incapacidad de la fermentación para competir
eficazmente con la respiración aeróbica en
términos de producción de adenosín trifosfato
(ATP), lo que resulta en una disminución
sustancial en la velocidad de fermentación en
presencia de oxígeno. Esta observación resalta la
notable influencia del oxígeno en la preferencia
de las vías metabólicas y la eficiencia energética
de la levadura, respaldando la relevancia
histórica del concepto del efecto Pasteur en la
biología y la microbiología.
Los resultados obtenidos en el experimento
proporcionan una base sólida para respaldar la
teoría del efecto Pasteur mediante evidencia
científica bien establecida. Estos datos
demuestran de manera convincente cómo los
microorganismos tienen la capacidad intrínseca
de adaptar sus rutas metabólicas en respuesta a la
variación en la disponibilidad de oxígeno en su
entorno.
VI Referencias bibliográficas
Ramón, P. (2009).
Bioquímica de los
microorganismos. [Versión Springer]. doi:
8429174540/9788429174540
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http://vidjacqui.blogspot.com/2010/09/elefecto-pasteur.html
Voet, D. (2009). Fundamentos De Bioquímica.
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9789500623148
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Nava, L. E. (2018). DOCTOR EN CIENCIAS DE LOS
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Tecnológico de Veracruz Pichia kudriavzevii
ITV-S42, Veracruz, Mexico.
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