cascara de naranja para produccion

8/16/2019 Cascara de Naranja Para Produccion

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S eñ or 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 , l a t e s i s e l a -

b o ra d a p o r 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 X i om a r a C o r -

n e jo M o n t e n e g r o , i n t i t u l a d a

U T IL IZ A C IO N 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 p a r c i a l p a r a o p t a r e l g r a d o

a ca dé m ic o 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 -

g í a I n d u s t r i a l .

En v i r t u d de h a b e r c u m p l i d o I n t e g r a m e n t e c on e l r e g í a m e n t o -

de t e s i s v i g e n t e y a l a v ez s o l i c i t a m o s a u s t e d l a a p r o b a -

c i ó n f i n a l

COMITE DICTAMINADOR DE LA TESIS

SINODAL SINODAL

SINODAL

M .C . LU IS GALAN WUNG

VoBo

WJT.

eJMé-f t E.

éA E. V l L L f t f t E L ¿JE G


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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 ACADE-

MICO DE MAESTRO EN CIENCIAS CON ESPECIALIDAD EN MICRO

BIOLOGIA INDUSTRIAL PRESENTA

MARGARITA XIOMARA CORNEJO MONTENEGRO

MONTERREY N . L .

DICIEMBRE 1984


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RESUMEN

Se hace un a n á l i s i s de l a s c a r a c t e r í s t i c a s n u t r i c i o n a l e s

de l a c i s c a r a de n a r a n j a , p a r a c o n s i d e r a r l o s como p a r t e -

de un m e d i o d e c u l t i v o q ue u t i l i z a d o e n un p r o c e s o f e r -

m e n t a t i v o p r o p o r c i o n e un p r o d u c t o c o n una n a y o r c a n t i d a d

de p r o t e l n a . En e s t e p r o c e so de f e r m e n t a c i ó n se u t i l i -

z a r o n c e p a s d e P e n i c i l

1

ium

¿ p .

y un A s p e r g i l l u s s _p ., am -

bos a i s l a d o s de m a t e r i a l e s p e c t f n i c o s . E l uso de é s t o s

en m e d i o d e c u l t i v o c on c á s c a r a de n a r a n j a , c o n d u c e a l a

o b t e n c i ó n de u n p r o d u c t o c o n u n 20% de i n c r e m e n t o e n e l

c o n t e n i d o de p r o t e í n a s r e s p e c t o a l m a t e r i a l s i n fe rm e n ta r.

T a m b ié n s e 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 l o s p a r á m e t r o s -

Ó p t im o s de f e r m e n t a c i ó n , com o pH y r e l a c i ó n s ó l i d o - l i q u i d o .


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INDICE GENERAL

p à g i n a

A .- I n t r o d u c c i ó n 1

B . - M a t e r i a l e s y M é t o do s 5

I . - 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 5

I I . - I d e n t i f i c a c i ó n de l o s M i c r o o r g a n is m o s 7

I I I . - I d e n t i f i c a c i ó n de m i c r o o r g a n i s m o s p e c t i -

n o l í t i c o s 7

I V . - M a t e r i a l de d es ec ho i n d u s t r i a l u t i l i z a d o - *

com o s u s t r a t o 8

V . - C o m p o s i c i ó n d e l m e d i o de c u l t i v o 8

V I . - P r o c e s o de e s t e r i l i z a c i ó n 10

V I I . - M é to do de i n o c u l a c i ó n 10

V I I I . - P r o c e s o de f e r m e n t a c i ó n 11

I X . - M é to d os de a n á l i s i s 1 1

C .- R e s u l t a d o s y o b s e r v a c i o n e s 13

D .- C o n c l u s i o n e s 17

E .- R e f e r e n c i a s b i b l i o g r á f i c a s 19

F . - A p é n d i c e d e t a b l a s 2 1

>

G .- A p é n d i c e de g r á f i c a s 3 1

H .- B i o g r a f í a de l a a u t o r a 35


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INDICE DE TABLAS

Pág ina

I . -

C o m p o s i c i ó n q u í m i c a

d e l a

c a s c a r a de n a r a n j a

22

t i . - P a r á m e t ro s u t i l i z a d o s p a r a l a 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 en a g a r c á s c a r a de n a r a n j a 23

I I I . - O b s e r v a c i ó n m a c r o s c ó p i c a d e l P e n i c i l l i u B s p . -

e n e l m e d i o de e s p o r u l a c i ó n de C z a p e c k . 24

I V . - O b s e r v a c i ó n m a c r o s c ó p i c a d e l A s p e r g i l l u s s p .

e n e l m e d i o de e s p o r u l a c i ó n de C z a p e c k . 25

V . - C o n s t i t u y e n t e s q u í m i c o s de l a c á s c a r a d e n a ra n .

ja 26

V I . - C o m p o s i c i ó n q u í m i c a d e l m e d io de c u l t i v o 27

V I I . - C o m p o s i c i ó n de c o m p u e s t o s c a r b o n a d o s y n i t r o g e

n a d o s de l a c á s c a r a d e n a r a n j a s e c a 2 8

V I I I . - C a r a c t e r í s t i c a s m i c r o s c ó p i c a s d e l A s p e r g i 11 u S . 29

I X . - C a r a c t e r í s t i c a s m i c r o s c ó p i c a s d e l P e n i c i l 1.1 un s p . 30


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INDICE DE GRAFICAS

E f e c t o d e l |>H d e l m e d i o de c u l t i v o s o b r e l a

p r o d u c c i ó n d e p r o t e i n a

C u r va 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

d e l t i e m p o

V a r i a n t e s en e l p r o c e s o


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A.- INTRODUCCION

A l a b i o t e c n o l o g í a m i c r o b i a n a , s e l e d e s c r i b e como l a C e n i -

c i e n t a t e c n o l ó g i c a d e n u e s t r o s d í a s con s u g r a n p o t e n c i a l -

p a r a a l t e r a r l a f i s o n o m í a de Ta i n d u s t r i a de n u e s t r a é po ca

que r e d u n d a r í a en b e n e f i c i o d e l a s o c i e d a d .

*

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 de l o s m i c r o o r g a -

n is m o s como a g e n te s de b i o s í n t e s i s a p l i c a b l e s a l a a l i m e n t a -

c i ó n a n i m a l o h u m an a , e m er ge n de l o s e s t u d i o s d e D e l b r u c k , -

H a yd uc k y W o h l , l l e v a d o s a e f e c t o e n e l I n s t i t u t o d e F e rm e n -

t a c i o n e s de B e r l í n , d u r a n t e l o s añ os de l a P r i m e r a G u e r r a -

M u n d i a l ( 1 ) . A l h a b l a r de e s t o s a n t e c e d e n t e s qu e se r e -

m o n ta n a l a é po ca de G u e r r a , es r i g u r o s o c o n s i d e r a r l a s r a i -

c es c i e n t í f i c a s de l a b i o t e c n o l o g í a q ue t u v o T ug ar en e l s i -

g l o X I X , c ua n do L o u i s P a s t e u r e s t a b l e c i ó l o s o r í g e n e s m i c r o -

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 y p u t r e f a c c i ó n -

{ 2 ) . Las c o n t r i b u c i o n e s de K o c h , J e n n e r , F l e m i n g y o t r o s

i n v e s t i g a d o r e s f o r m a r o n l a ba se de d i v e r s o s p r o c e so s m i c r o -

b i o l ó g i c o s q ue han c o n t r i b u i d o a l d e s a r r o l l o y p r o g re s o d e l

h o m b r e .

E n t r e l a s e s p e c i a l i d a d e s de l a B i o t e c n o l o g í a se pue de -


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a l g u n a s f r a c c i o n e s de p e t r ó l e o coso Tas q u e r o s i n a s y e l g a-

s o l p o ( 1

Los d es e ch o s v e g e t a l e s , r e s u l t a n r e l a t i v a m e n t e a b un da n-

t e s y b a r a t o s , e n t r e e s t o s t en em o s l a c S s c a r a de n a r a n j a » -

qu e es u t i l i z a d a g e n e r a l m e n t e como a l i m e n t o p a r a av es y g a -

n a d o , s i e n d o una f u e n t e p o t e n c í

a

l u ie n te s i g n i f i c a t i v a en e l

c o n t e n i d o 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 s i es s o m e t i d a a

un p r o c e s o f e r m e n t a t i v o , y a que l a c á s c a r a de n a r a n j a c o n -

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 , que l a h ac e a t r a c t i v a

como s u s t r a t o . A l h a b l a r de c S s c a r a de n a r a n j a , se hace r e -

*

f e r e n c i a a t o d o e l d e s e ch o s o b r a n t e en e l p r o c e s a m i e n t o d e l

j u g o co n p r e v i a e x t r a c c i ó n

d e

l o s a c e f t e s e s e n c i a l e s que p or

sus c a r a c t e r í s t i c a s p ued en a c t u a r como b a c t e r i c i d a s .

La c o m p o s i c i ó n q u í m i c a de l a c S s c a r a de n a r a n j a , no s e

ha e s t u d i a d o c o n d e t e n i m i e n t o , s i n e m b a r g o , se c o n o ce n en -

f o rm a g e n e r a l l o s c o n s t i t u y e n t e s de ca da uno de s us t e j i d o s .

En e l F l a v e d o o E d i c a r p o e n c o n t r a m o s p i g m e n t o s c.a ro .t,e no -

i d e s , v i t a m i n a s y a c e i t e s e s e n c i a l e s . En e l A l b e d o o M eso-

c a rp o e s t á n p r e s e n t e s c e l u l o s a , c a r b o h i d r a t o s s o l u b l e s , p ro -

t o p e c t i n a , p e e t i n a , 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 segm en-

t o s q ue c u b r e n l o s s a c o s d e j u g o s e p o ne n e n e v i d e n c i a c e -

l u l o s a , p e c t i n a , a z ú c a r e s , am inoácidos y m i n e r a l e s ( 3 . ) .

En l o s p r o c e s o s b i o t e c n o l ó g i c o s g e n e r a l m e n t e se i nv o lu c ra


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l a p r e s e n c i a de e nz im a s e x t r a c e l u l a r e s que h i d r o l i z a n ' l o s

p o l í m e r o s c a r b o n a d o s de a l t o p es o m o l e c u l a r , y en e l c as o

d e l m a t e r i a l q ue en é s t e no s o c u p a , l a s p e c t i n a s a s s o n de

g r a n i m p o r t a n c i a . T a l e s en z im a s se f o r m a n . ¿ e b i d o a l a a c -

c i ó n a i s l a d a o en c o n j u n t o de una s e r i e de e n z i m a s como l a s

p e c t i n e s t e r a s a s , p r o d u c i d a s p o r a lg un os g é n er os de C l o s t r i -

d i um^ Pseudomonas y a l g u n o s hongos como e l F u s a r i um, P e n ic i -

11

i

um

y A s p e r g i l l u s , l a s p o l i g a l a c t u r o n a sa s p r o d u c i d a s p o r -

h on go s y l e v a d u r a s , l a s p o l i g a l a c t u r o n a t o - 1 i a s a s p r o d u c i d a s

p o r a l g u n o s b a c i l l u s , A e r o m o n a s , X a nt o m o n as , E r w i n í a s y l a s

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 g e n e r a l m e n t e p or

hongos ( 4 ) .

E s t a i n v e s t i g a c i ó n e s t á e nc am in ad a a d e t e r m i n a r e l v a -

l o r p o t e n c i a l de l a c á s c a r a de n a r a n j a como f u e n t e d e m a te -

r i a l e s que p or b i o t r a n s f o r m a c i ó n g en er e n p r o t e l n a u n i c e l u -

l a r , y de e v i d e n c i a r l a a c t i v i d a d p e c t i n o l í t i c a de una cepa

d e A s p e r g i 11 us s p . y o t r a de P e n i c i 11 ioim s p . a i s l a d a s d e m a -

t e r i a l e s p é c t i c o s .


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B . - MA TERIALES Y METODOS

I . - 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 :

E l a i s l a m i e n t o de l o s m i c r o o r g a n i s m o s s e l l e v ó a ca bo -

en una r e l a c i ó n de 1 0 : 5 v / v . P a ra n a r a n j a s i n f e c t a d a s y -

t e j i d o s i n f e c t a d o s se tom ó de l a m u e s t r a con h i s o p o e s t é r i l ,

d i l u y é n d o l o en agua e s t é r i l . P ara a i s l a r c ep as con p a s i b l e

a c t i v i d a d p e c t i n o l T t i c a y c a p ac id a d de a s i m i l a r l o s p ro du c -

t o s de h i d r ó l i s i s , se e s c o g i ó á r e as e s p e c í f i c a s como s u e l o s ,

n aran jas i n f e c t a d a s y t e j i d o s i n f e c t a d o s . P ara d e t e r m i n a r

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 sm os qu e s e e m p l e a r o n en e s t a

i n v e s t i g a c i ó n , é s t o s se i n o c u l a r o n en un m e d io de c u l t i v o ,

q ue c o n t e n í a c a s c a r a d e n a ra n ja com o f u e n t e d e e n e r g í a t

b l a N o. I ) . En l a t a b l a N o . I I , s e d e s c r i b e e l c r i t e r i o -

u t i l i z a d o en l a s e l e c c i ó n de e s t o s m i c r o o r g a n i s m o s .

E l c r e c i m i e n t o d e l o s m i c r o o r g a n i s m o s s e o b s e r v ó p o r un

t i e m p o m á x im o de 7 2 h o r a s , s i n e m b a r g o , a l g u n a s d e "la s c e pa s ;

en 24 h o r a s c r e c i e r o n p r o f u s a m e n t e , en a g a r c á s c a r a de n a -

r a n j a , a u na t e m p e r a t u r a de 2 8 ° C .

C o n j u n t a m e n t e c o n e s t e m é t od o de c r e c i m i e n t o . s e observó


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e l d e s a r r o l i o de l a s cepas en un m e dio n u t r i t i vo l i q u i d o -

s i m i l a r a l a n t e r i o r , donde se c o l o c a r o n p o r c io n e s u n i f o r -

mes de t r e s cms . de l a cá sc a r a ( 8 p /v ) , y se m an tuvo en

a g i t a c i ó n p o r o c ho d í a s en m a t r a c e s de 2 50 m i . , c o n 100 m i s .

de m u e s t r a a 2 8 ° C ; a l c u a r t o d í a d e a g i t a c i ó n a 200 r . p . m . ,

d i s m i n u y ó l a p o r c i ó n d e l a c á s c a r a c on f o r m a c i ó n de m i c e l io s .

Se h i c i e r o n pruebas p a r a l a d e t e r m i n a c i ó n de p r o t e i n a e n c o n -

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 en una de l a s c ep as i n -

v e s t i g a d a s .

Se a i s l a r o n u n t o t a l de 15 c e p a s , de é s t a s , s e e s c o g i e -

r o n d os q u e s e e v a l u a r o n d e a c u e r d o a s u d i s p o s i c i ó n de ere»

c i m i e n t o , c a n t i d a d de p r o t e i n a p r e s e n t e p o s t e r i o r a l p r o c e -

so f e r m e n t a t i v o . En l a s c ep as t r a b a j a d a s p r e d o m i n a r o n l a s

de a s p e c t o d e h o ng o s y l e v a d u r a s .

Los dos m i c r o o r g a n i s m o s s e l e c c i o n a d o s , p o s i b l e m e n t e de

l o s g é n e r o s A s p e r g i l l u s s p . y P e n i c i l l l u m s p . , s e e m p l e a r o n

u n i d o s en e l p r o c e s o c o n s i d e r a n d o q ue e l m i c r o o r g a n i s m o c o n

c a r a c t e r í s t i c a s p e c t i n o l í t i c a s c o n d u c i r í a a l a b i o d e g r a d a -

c i ó n de l a p e c t i n a con l a p o s t e r i o r u t i l i z a c i ó n de l o s p r o -

d u c t o s c a t a b o l i z a d o s p o r a m bo s.

P a ra c o m p r o b a r s i l o s m i c r o o r g a n i s m o s , uno a i s l a d o d e l

s u e l o y o t r o de n a r a n j a s i n f e c t a d a s , p o d r í a n t r a b a j a r a rm o -

n i o s a m e n t e , s e h i c i e r o n c r e c e r en a g a r c á s c a r a d e n a r a n j a -

d u r a n t e 24 h o r a s a 28°C s i n o b s e r v a r i n h i b i c i ó n .


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I V . - M a t e r i a l de D esecho I n d u s t r i a l U t i l i z a d o COBO Sus t ra to :

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 e í s u s t r a t o em plea-

do en l a i n v e s t i g a c i ó n , se p u l v e r i z ó e n l a l i c u a d o r a O s t e r i -

z e r a c i n c o m i n u t o s en b a ja r e v o l u c i ó n

y

c i n c o e n a l t a ; p a ra

o b t e n e r p a r t í c u l a s u n i f o r m e s se l l e v ó a cabo l a t a n l z a c i ó n .

La m u e s t r a p u l v e r i z a d a s e p r ob ó a c o n c e n t r a c i o n e s de 2 5 , 3 0 ,

3 5 , 4 0 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 r e s u l t a d o s -

se o b t e n í a n a 2 02 p / v .

V . - C o m p o s i c i ó n d e l M e d io de C u l t i v o :

Se a c e p t a e n t é r m i n o s g e n e r a l e s q u e e l m e d i o de f e r m e n -

t a c i ó n s e d e s a r r o l l a co n una m e z c l a de a r t e y c i e n c i a . Las

b as es c i e n t í f i c a s se a f i a n z a n e n e l c o n c e p t o de l a s b as es -

b i o q u í m i c a s de l o s m i c r o o r g a n i s m o s , e n c o n t r á n d o s e que so n -

g e n e r a l e s a un b ue n n úm e ro de e s p e c i e s . E l a r t e se r e q u i e -

r e c ua nd o se d e s co n o ce n l o s d e t a l l e s e s p e c í f i c o s d e l m i c r o -

o r g a n i s m o e n e s t u d i o .

P a ra e l a b o r a r l a p a r t e c i e n t í f i c a d e un m e d io de c u l t i -

v o , es n e c e s a r i o t o m a r en c u e n t a :

Ì ) . - La c o m p o s i c i ó n q u ím i c a d e l s u s t r a t o a u t i l i z a r

1 1 ) . - N e c e s i d a de s n u t r i c i o n a l e s de l o s o r g a n i smos

i i i ) . - E s t u d i o de l o s c o m p u e s t o s e m p l e a d o s c om o f a c t o r e s -

i m p o r t a n t e s p a r a e s t i m u l a r l a a c c i ó n c a t a b ò l i c a . E s to s f a c -

t o r e s son f u n d a m e n t a le s y a que t i e n e n i n f l u e n c i a s i g n i f i c a -


20/47

Q

t i v a s o b r e e l s i s te m a b i o q u í m i c o d e l p r o c e s o .

La c i s c a r a de n a r a n j a p o s e e c o m p u e s t o s q u í m i c o s q ue se

r e q u i e r e n p a ra l a f e r m e n t a c i ó n , según p ue de o b s e r v a r s e en -

l a T a b l a N o . V , l o q u e s e t om ó e n c u e n t a p a r a l a e l a b o r a c i ó n

d e l m e d i o de c u l t i v o . En l a T a b l a N o. V I s e o b s e r v a l a

c o n c e n t r a c i ó n d e c a r b o n o q u e e s i m p o r t a n t e t o m a n d o e n c u e n -

t a que e n t r e l o s a p o r t a d o r e s p r i n c i p a l e s de e s t o s c a rb o n o s

e s t a l a f i b r a c r u d a c o m p ue s ta d e : c e l u l o s a , p e n t o s a n a s , he-

m i c e l u l o s a s , e t c . En l a l i t e r a t u r a c i e n t í f i c a se pueden es-

t u d i a r l a s d i s t i n t a s c o n c e n t r a c i ó n es de l a f i b r a c r ud a p r e -

s e n t e en m a y or o m e no r c a n t i d a d en l o s p r o d u c t o s v e g e t a l e s .

En l a t a b l a N o . V I I s e o b s e r v a qu e en l a c a s c a r a de n a r a n j a

es de un 3 0 £ . Es i m p o r t a n t e s e ñ a l a r l a p r e s e n c i a de o t r o s

c o m p u e s t o s , q ue p u e d e n s e r v i r como f u e n t e de e n e r g í a com o -

s o n : A l m i d ó n , p e c t i n a , e t c .

La f u e n t e de n i t r ó g e n o u t i l i z a d a fu e f o s f a t o de a m on ia

s i r v i e n d o e l f o s f a t o en e l p r o c es o como e s t a b i l i z a d o r d e l -

pH . Hay c i e r t o s e l e m e n t o s q ue s on e s e n c i a l e s p a r a e l c r e c i -

m i e n t o de l o s h o ng o s como s o n : c o b r e , m a g n e s i o , c a l c i o ,

z i n c , y t a m b i é n com o a c t i v a d o r e s de l a s e nz im a s n e c e s a r i a s

en e l m e t a b o l i s m o d e l p r o c e s o . En l a T a b l a N o. V se c o n s i -

d e r a l o s p u n t o s de e s t e m e d io ú t i l i z a d o en l a i n v e s t i g a c i ó n .

En l a s o l u c i ó n c on t r a z a s de e l e m e n t o s , e l c l o r u r o d e -


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c a l c i o se d i s o l v i ó a p a r t e ya que p re s en ta b a 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 ; e l c l o r u r o de Z in c se a c i d i f i c ó p ar a que

no p r e c i p i t a r a e l r e s t o de l a s o l u c i ó n . 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 e n e l m e di o f u e p a ra p r o > e e r a l o s o r g a -

n i sm os de f u e n t e s de v i t a m in a s y aminoácidos , po rq ue aunque

s e c o n o ce l a e x i s t e n c i a de e s t o s c o m p ue s to s e n l o s t e j i d o s

de l a c a s c a r a no s e c o n t ó c o n un d a t o e x a c t o a l r e s p e c t o .

V I . - P ro ce so de E s t e r i l i z a c i ó n :

La e s t e r i l i z a c i ó n se p ro bó a d i v e r s a s p r e s i ó n es y t em -

p e r a t u r a s d e b i d o a l a r e s e q u e d a d q ue s e o b s e r v a b a e n * l a s -

2

m u e s t r a s i n c l u s i v e a 0 . 7 0 3 K g/c m y 1 10 °C d u r a n t e 15 l í n n . ,

e n c o n t r á n d o s e qu e no h a b í a a l t e r a c i ó n en e l m e d io c u a n do l a

o

e s t e r i l i z a c i ó n d e l l e v a b a a e f e c t o a 0 . 5 6 3 k g /c m de p re sió n

a 1 14 °C p o r 45 m i n u t o s . P ara p r o b a r l a e f e c t i v i d a d d e l mé-

t o d o de e s t e r i l i z a c i ó n u t i l i z a d a » t od o s l o s m a t r ac e s e s t e r i -

l i z a d o s s e d e j a r o n a t e m p e r a t u r a d e 28 y 37®C d u r a n t e 10 -

d í a s y en n i n g u n o de l o s c a so s s e o b s e r v ó c r e c i m i e n t o .

V I I . - M é to do de I n o c u l a c i ó n :

P ara e l i m i n a r o d i s m i n u i r l a f a s e de l a t e n c i a r e q u e r i d a

p a r a l a g e r m i n a c i ó n 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 c a -

da una de la s cep as en un m at ra z de 250 m i . con 100 m i . de

m u e s t r a e m ple ad a en l a i n v e s t i g a c i ó n , s u s t i t u y e n d o

1 â

c S s -

c a r a de n a r a n j a p o r g l u c o s a como f u e n t e d e c a r b o n o , ( 8 ) .


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Se c o l o c ó e n a g i t a c i ó n p o r 24 h o ra s a 2 0 0 r . p . m . a 2 8 ° C , -

p a r a l e e r en e l e s p e c t r o f o t ó m e t r o B eckm an J ú n i o r I I a -

5 00 nm e m p l e á n d o s e u n a t u r b i d é z e q u i v a l e n t e a 66% de t r a n s -

m i t a n c i a . De e s t a m u e s t r a se tom ó 5 m i , r e s p e c t i v a m e n t e -

p a r a e l p r o c e s o d e f e r m e n t a c i ó n .

V I I I . - P r oc e so de F e r m e n t a c i ó n :

En m a t ra ce s de 250 m i , con 100 m i . de s o l u c i ó n a una

t e m p e r a t u r a d e 28°C y a g i t a c i ó n a 250 r . p . m . se d iÓ i n i c i o

a l c u l t i v o s u m e r g i d o . E l t ie m p o de f e r m e n t a c i ó n f u e de -

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 v o lu m e n

*

d e l m e d io y l e v e s v a r i a c i o n e s en l a t e m p e r a t u r a . No se o b -

s e r v a r o n c am b io s f í s i c o s v i s i b l e s , l a v a r i a c i ó n d e l pH se

c o m p ro b ó a l t e r c e r d í a c u a n d o b a j ó a 5 , a g r e g á n d o l e u na s o -

l u c i ó n de f o s f a t o s p a r a m a n t e n e r l o en e l pH ó p t i m o .

I X . - M é to do s de A n á l i s i s :

A . - D e t e r m i n a c i ó n de P e c t i n a T o t a l :

La m u e s t r a se t r a b a j ó a una d i l u c i ó n de 1 : 3 5 , a 10 m l . -

de l a m u e s t r a se l e a g r e g ó 1 m i . de l a s o l u c i ó n de h i d r ó x i -

do de sodio a l 102 p a r a s o l u b i l i z a r l o s c o m pu e sto s p é c t i c o s

como p e c t a t o de s o d i o . A l o s 15 m i n u t o s se f i l t r a b a l a s o -

l u c i ó n , se a g r eg ó e l á c i d o c l o r h í d r i c o , y p o s t e r i o r m e n t e se

e m ple ó c a l o r . La c u r v a de c a l i b r a c i ó n se t r a b a j ó c on p e c t i -

na g r a d o 1 , c on una s o l u c i ó n p a t r ó n de l g . x 1 00 0 m i . ( 9 ) .


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B . - A n á l i s i s de C a r b o h i d r a t o s :

L a s m u e s t r a s s e t r a t a r o n p o r e l m e to d o de F e n o l p a r a l a

d e t e r m i n a c i ó n c u a n t i t a t i v a de c a r b o h i d r a t o s ( 10 ) .

C . - D e t e r m i n a c i ó n de P r o t e í n a :

En l a d e t e r m i n a c i ó n de p r o t e í n a se t r a b a j ó c o n l a m o d i -

f i c a c i ó n de B i u r e t l la m a d a de R o b i n s o n - H o d g e n , h a c i e n d o l a s

e x t r a c e i o n e s c on h i d r ó x i d o de s o d i o 1 . 0 N ( 10 ) .

P ara l a i d e n t i f i c a c i ó n de l o s c a r b o h i d r a t o s p r e s e n t e s -

en e l p r o c e s o de f e r m e n t a c i ó n se u t i l i z ó c r o m a t o g r a f í a de -

p a p e l p o r e l m é t od o d e s c e n d e n t e , e m p l e á n d o se p a r a e l r e v e -

l a d o una s o l u c i ó n p - a n i s i d i n a 0 . 1 M y á c id o f t à l i c o 0 . 1 M -

en e t a n o l a l 96% ( 11 y 12 } .

E l p r o c e s o de s e c a do s e r e a l i z ó en una e s t u f a de v a c í o

a - 0 . 8 4 K g / c m

2

a 80 °C , po r 48 Hs .


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C.- RESULTADOS

Los m i c r o o r g a n is m o s u t i l i z a d o s , c uy as c a r a c t e r í s t i c a s -

se m e n c i on a n e n l a s t a b l a s V I I I y I X , f u e r o n s e l e c c i o n a d o s

de a c u e r d o a s u c a p a c i d a d de c r e c i m i e n t o s s o b r e e l a g a r c ás -

c a r a de n a r a n j a , c o n s i d e r á n d o s e que h a b í a 15 c ep as d i s t i n -

t a s d e l a s c u a l e s s o l o d os se e s c o g i e r o n de a c u e r d o a l o s -

p a r á m e t r o s m e n c i o n a d o s en l a T a b l a I I y l a c o m p r o b a c i ó n en

e l m ed io 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 u n i c e -

l u l a r en c a n t i d a d a c e p t a b l e .

La c ep a de A s p e r g i l l u s s p . y P e n i c i l l i u m s p . c on d uc e n a

una buena a s i m i l a c i ó n de c a r b o h i d r a t o s , p r i n c i p a l m e n t e de -

l a g l u c o s a , e v i d e n c i a n do su c a p a c i d a d p a r a b i o t r a n s f o r m a r

s u s t r a t o s c a rb o n a d o s en p r o t e í n a s . La c ep a de A s p e r g i l l u s

s p . m a n i f i e s t a c a r a c t e r í s t i c a s p e c t i n o l í t i cas s i g n i f i c a t i -

v a s , s i t om a m o s en c u e n t a q ue am bos m i c r o o r g a n i s m o s s e i n o -

c u l a r o n en un m e d io c o n t e n i e n d o p e c t i n a com o ú n i c a f u e n t e -

de c a r b o n o . E l A s p e r g í

11

us s_p. c r e c ió en f o rm a de e s f e -

r i l l a s , no a s í e l P en i c i 1 1 i um q ue no p r e s e n t ó c r e c i m i e n t o

p o r l o s t r e s d í a s e n que se m a n t u v o en a g i t a c i ó n 2 0 0 r . p . m .

a 20 °C .


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A d i c i o n a l a e s t a e t a p a en e l p r o c e s o d e f e r m e n t a c i ó n se

t i e n e

l a

f a s e d e l o x i ge n o s o l u b i l i z a d o p o r d i f u s i ó n s i m p l e -

d e a i r e d u r a n t e l a a g i t a c i ó n , e n l a q ue no s e e m p le ó n i n g ú n

c o n t r o l a d i c i o n a l d e b i d o a l a l i m i t a c i ó n d e . 4 o s i n s t ru m e n t o s

u t i 1 i z a d o s .

E s t a a g i t a c i ó n s e l l e v ó a ca bo a 25 0 r . p . m . p a r a p r o v e e r

h a s t a d on de se p u d i e r a l a o x i g e n a c i ó n d e l p r o c e s o .

La t e m p e r a t u r a f u e m a n t e n i d a a 2 8 °C y a q ue s e c o m p r o b ó-

que 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 a l a ve z que s i m p l i f i c a r í a

e l p r o c e s o d e e s c a l a m i e n t o .

En l o s e x p e r i m e n t o s r e a l i z a d o s p a r a d e m o s t r a r l a a c t i v i -

dad p e c t i n o l í t i c a se e n c o n t r a r o n h a lo s de p r e c i p i t a d o con

p r o m e d i o de 0 . 5 cm e n e l c a s o d e l A s p e r g i 1 T us s p . , l o c u a l

p on e e n e v i d e n c i a q ue e s t a ce pa t i e n e c u a l i d a d e s e x c e l e n t e s

p a r a s e r u s a da t a n t o c omo b i o d e g r a d a d o r d e l o s p o l í m e r o s

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 de

1

os p r o d u c t o s -

de h i d r ó l i s i s e n p r o t e í n a .

La u t i l i z a c i ó n de 2 c ep as m i c r o b i a n a s , una de e l l a s con

c a p a c i d a d de h i d r o l i z a r p o l í m e r o s c a r b o n a d o s p r e s e n t e s en e l

s u s t r a t o ( p e c t i n a ) y l a b u en a c a p a c i d a d de am bas p a r a a s i -

m i l a r lo s p r o d u c t o s de h i d r ó l i s i s a u me nta l a p o s i b i l i d a d de

o b t e n e r c a n t id a d e s a p r e c i a b l e s de p r o t e í n a u n i c e l u l a r .


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d u r a n t e t o d o e l p r o c e s o . La c u r v a de p ro te ín a s o l u b l e p r e -

s e n t a un i n c r e m e n t o c o n s i d e r a b l e e n t r e e l p r i m e r o y s e gu n do

d í a de f e r m e n t a c i ó n » l o c u a l I n d i c a que l a m a y or p r o d u c c i ó n

de p e c t i n a s a s o c u r r e e n e s e l a p s o de t ie m p o , - ' m a n t e n i é n d o s e

con l i g e r o i n c r e m e n t o en l o s d í a s p o s t e r i o r e s .

En e l a n á l i s i s c r o m a t o g r á f i c o d e l c a l d o de f e r m e n t a c i ó n

a l 5 ° d í a 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 h a b í a s i -

do c o n su m i da c a s i en so t o t a l i d a d , m i e n t r á s que o t r o s c a r -

b o h i d r a t o s s e p r e s e n t a r o n en e l a n á l i s i s como p o r e j e m p l o -

á c i d o g a l a c t u r ó n i c o , ra m n os a , a r a b i n o s a y g a l a c t o s a . La l i -

t e r a t u r a c i e n t í f i c a m e nc io na que l a p e c t i n a en su h i S r ó l i -

s i s t o t a l , r i n d e á c i d o p é c t i c o ( á c i d o p o l i g a l a c t u r ó n i c o ) en

e l c u a l h a y u n g r u p o c a r b o x i l o p o r ca da r e s i d u o de á c i d o - r

g a l a c t u r ó n i c o , p or l o cu a l l a p r e s e n c i a de á c i d o g a l a c t u r ó -

n i c o c o n f i r m a l a p r e s e n c i a de una a c t i v i d a d p e c t i n o l í t i c a -

en e l m e d i o de f e r m e n t a c i ó n .


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D . - DISC USIO N Y CONCLUSIONES

Las dos cepas d e l p ro ceso co ndu cen a un i nc r em en to im -

p o r t a n t e de l a p r o t e í n a u n i c e l u l a r , que puede c o n s i d e r a r s e -

p o s t e r i o r m e n t e en p r o c e s o s c on u na c o n c e n t r a c i ó n m a y o r de

s u s t r a t o , tom an do en c u e n t a l a s c a r a c t e r í s t i c a s p e c t i n o l í t i -

c as de u no de l o s do s m i c r o o r g a n i s m o s q ue p o d r í a n l l e v a r a

*

l a h i d r ó l i s i s t o t a l de l a p e c t i n a o de o t r o p o l ím e r o p r es en -

t e en e l s u s t r a t o s ó l i d o .

La a d i c i ó n de g l u c o s a en e l p r o c e s o p o d r í a l l e v a r n o s a

d a to s i n t e r e s a n t e s , ya que f u e l a de m a yo r a s i m i l a c i ó n , s i

c o n s i d e r a m o s qu e h ay u na 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 en

e l c r o m a t o gram a a l f i n a l de l a 6 i o t r a n s f o r m a c i ó n , s i n em bar-

go , l o s m i 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 -

c e r a s i m i l a n d o g a l a c t o s a como f u e n t e de c a r b o n o .

En l o s m a t r a c e s i n o c u l a d o s e n l a i n v e s t i g a c i ó n se o b s e r-

v a r o n r e s i d u o s d e l s u s t r a t o ( como p u n t o s o s c u r o s ) q ue n o -

f u e r o n b i o d e g r a d a d o s que p ue de n p e r t e n e c e r a l a c e l u l o s a r e -

s i d u a l , l i g n i n a o h e m i c e l u l o s a .

La t é c n i c a de e v a p o r a c i ó n p a r e c e r e c o m e n d a b l e en a l t e r -


29/47

n a t i v a a una f i l t r a c i ó n p a r a r e c u p e r a r l a p r o t e í n a d e s u e l t a

en e l s ob re n a d a n te ya que como se o b s e rv a en l a g rá f i ca No. 3

es de i m p o r t a n c i a e n e l p r o c e s o .

E l p r o d u c t o p r o c e s a d o s e o b t i e n e c o n b ue na t e x t u r a y -

o l o r p e n e t r a n t e p e r o a g r a d a b l e c on un p o r c e n t a j e de p r o t e l -

na de a p r o x i m a d a m e n t e e l 30% e n b a s e s e c a , s i n l l e g a r a d e -

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 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 s u b l o t r a n s f o r m a c i ó n se e m p le a

com o a l i m e n t o p a r a a v e s j r g a n a d o v a c u n o .

No se r e a l i z ó un e s t u d i o de l a s d i v e r s a s t e m p e r a t u r a s -

que p o d r í a n o p t i m i z a r e l s i s t e m a , s i n e m b a r g o , c o n s i d e r a n d o

que l o s h o n go s t r a b a j a n a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e y e n un p r o -

c es o b i o t e c n o l ó g i c o l o que se a s p i r a es r e d u c i r l o s g a s t o s

de o p e r a c i ó n y o p t i m i z a r l a s f a s e s de l a b i o t r a n s f o r m a c i ó n

a d e c u a d a m e n te a l a s n e c e s i d a d e s .


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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1 . - C as as Carni p i I l o C . ; R ev . T e c n o l . A l i m e n . , 1 1 : 1 2 4 ( 1 9 7 6 ) .

2.~ Da S i l v a E. J . , ' P r o c e s s B i o c h e m i s t r y ; 3 8 . ( 1 98 1 )

3 . - J o s e p h 6 . H . , T he O ra ng e ( E d i t o r S i n c l a i r B . ) - -

p p . 1 95 . U n i v e r s i t y o f C a l i f o r n i a , D l v i s o n o f A g r i c u l -

t u r a l S c i e n c e s { 1 9 6 1 ) .

4 . - F o g a r t y V I.M . a n d W a rd O . P . , P r o c e s s B i o c h e m i s t r y p p . 1 3

( 1972 ).

5 . - S m i t h G. , I n t r o d u c c i ó n a l a M i c o l o g i a I n d u s t r i a l p p . 17 1

E d i t o r i a l A c r i b i a , M é x i c o

6 . - J a y a s a n k a r , N . P . , a nd G raham P . H . , C a n a d i a n J o u r n a l o f -

M i c r o b i o l o g y ; 1 6 : 1 0 2 1 ( 1970 ) .

7 . - H a n k i n L . , Z u c k e r M . , an d S and s D . C . , A p p i i e d M i c r o b i o -

l o g y ; 8 : 9 8 ( 1 9 68 ) .

8 . - H o c k e n h u l l D. J . , P r o g re s s i n I n d u s t r i a l M i c r o b i o l o g y ; -

8 :9 8 ( 1 968 ) .

9 . - M o n s e l i s e J . J . , I s r a e l J o u r n a l o f T e c h n o l o g y ; 7 : 2 7 1 ( 1 9 6 9 ) .

H e b e r t D . , S t r a n g e R . E . , M e th od s i n M i c r o b i o l o g y , E d i t o r i a l

R i b b o n s D .W . a n d N o r r i s J . R . , 5B A c a d e m i c P r e s s , New Y o r k

( 1972 ) .


31/47

P e l t e r s e n N . ; B i o t e c h n o l o g y B i o e n g . ; X V I I : 3 6 1 ( 1 9 7 5 ) ,

S c h w a r t z , D . , A n a l y t i c a l C h e m i s t r y p p . 1069 H e l t e s L .

E d . A c a d e m i c P r e s s , N . Y . ( 1 9 6 3 ) .

S l n c a l l B . , T he O r a n g e; E d. S i n c l a i r B . p p . 1 2 9. - -

U n i v e r s i t y o f C a l i f o r n i a , D i v i s i o n o f A g r i c u l t u r a l S c i e n -

ces ( 196 1 ) .

L i t c h f i e l d J . H . ; O ve rb e c k R. C .

t

a nd D a v i d s o n R . S . ; -

A g r i c u l t u r a l a nd Food C h e m i s t r y ; 1 1 : 2 ( 1 96 3 ) .

. - F r a z l e r W. C . » F oo d M i c r o b i o l o g y , E d . J o h n W i l e y & S ons

T h i r d E d i t i o n . 14 { 1967 ) .


32/47


33/47

TABLA No. I

C o m p o s i c i ó n Q u í m i c a d e A g a r C a s c a r a de N a-

r a n j a p a r a 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 - -

p e c i n o l 1 t i e o s .

C a s c a r a d e N a r a n j a

B p / v

F o s f a t o de P o t a s i o M o n o b á s i c o

0 . 2 g / 1

F o s f a t o de P o t a s i o D i b à s i c o 0 . 2

C l o r u r o d e S o d i o 0 . 1

S u l f a t o d e M a g n e s i o

0 . 1

C l o r u r o d e Ca1 c i o

0 . 1

E x t r a c t o d e L e v a d u r a

0 . 3

A g a r

3


34/47


35/47

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36/47

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37/47

C o n s t i t u y e n t e s Q u í m i c o s de l a C á s ca ra de

N a r a n j a .

% en Peso sec o

M a t e r i a s e ca

80%

Ce n i zas

2 .91%

Ca1

c i ó 0 .64%

M a g n e s i o

0 .11%

P o t a s i o

0 .46%

So d i o

0 .02%

S u l f a t o

0 .23%

F o s f a t o

0 .19%

C a r o t e n o s 2 6 5 j j g / g

V i t a m i n a C o m p l e j o B

T r a z a s .

R o c k l a n d , L .

t

The O ra ng e E d. S i n c l a i r , w

The U n i v e r s i t y o f C a l i f o r n i a , D i v i s i o n o f -

A g r i c u l t u r a l S c i e n ce ( 1 96 1 ) .


38/47

C o m p o s i c i ó n Q u í m i c a d e l M e dio de C u l t i v o

( 14 ).

C á s c a r a d e N a r a n j a

20 g /1

F o s f a t o d e A m o n i a

2

F o s f a t o de P o t a s i o M o n o b á s i c o

0 .5

F o s f a t o de P o t a s i o D i b á s i c o

0 . 5

S o l u c i ó n c on T r a z a s de

E l e m e n t o s

S u l f a t o d e M a g n e s i o

100 g/1

C l o r u r o d e S o d i o

20

C l o r u r o d e C a l c i o

2

S u l f a t o d e M a n g a n e s o 5

C 1 o r u r o d e H i e r r o

0 . 5

S u l f a t o d e C o b r e

0.05

C l o r u r o d e Z i n c

0.005

E x t r a c t o d e l e v a d u r a

0 .5


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TABLA No , V I I

C o m p o s i c i ó n d e C o n p u e s t o s C a r b o n a d o s y -

N i t r o g e n a d o s c o n l a C á s c a r a de N a r a n j a -

F i b r a c r u d a

30«

A z u c a r e s r e d u c t o r e s

8 .5X

P e c t i n a s (. com o P e c t a t o d e «

C a l c i o )

8 . 0

N i t r ó g e n o t o t a l 5 .9 X


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TABLA Ho. IX

C a r a c t e r í s t i c a s M i c r o s c ó p i c a s de P en i c i 4 -

1 ium sp . ( 5 , 15 ) .

C o n i d i ó f o r o s e p t a d o

C a de na de c o n i d i o s u n i d o s a l e s t e r -

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

v e s l c u l a

S m i t h , G . , I n t r o d u c c i ó n a l a m i c o l o g i a I n -

d u s t r i a l p p. 17 1 E d i t o r i a l A c r i b i a , M é x i co .


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43/47

T I E M P O D I A S )

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O - CONCE NTRA CION DE P ROTEINA UN ICE L UL A R

O - C O N CE N TR A C IO N D E C A R B O H I D R A T O S S O B R E N A D A N T E )

A — C O N C E N TR A C I O N D E P R O T E IN A S O L U B L E

* — C O N TR O L D E P H


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cascara de naranja para produccion

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