Biotecnologia

Aplicación de la biotecnología en la industria agroalimentaria

“La biotecnología no es una disciplina nueva sino que existe casi desde que existe el hombre” “Flavr Savr”

BIOTECNOLOGIA “La aplicación de organismos, sistemas y procesos biológicos en las industrias manufactureras y de servicios”

Areas de interés

BIOTECNOLOGIA
• CLASICA: Fermentaciones tradicionales (Pan, vino,cerveza, lácteos...) • MODERNA: Tecnología del ADN recombinante y clonación de genes

ALIMENTOS OBTENIDOS POR NUEVAS TECNICAS BIOTECNOLOGICAS
Levadura panadera Levadura cervecera Levadura vínica Tomate Maíz Patata Cerdos Salmón Trucha Quimosina Kits diagnóstico Biosensores Reducción tiempo fermentación Producción cervezas “light” Incremento aroma frutal del vino Mayor periodo de conservaciónTolerancia al frío Mejora características nutricionales Menor contenido en azúcar Aumento peso, disminución grasa dorsal Resistencia al frío Aumento de tamaño Formación de cuajadas en quesería Detección de patógenos en alimentos Detección de compuesto en alimentos

Microorganismos involucrados y exigencias
• • • • Bacterias Mohos Levaduras Células animales y vegetales - Fácil manejo - Baratos decultivar - No patógenos E. coli Bacillus subtillis Saccharomyces cerevisiae

Ventajas
• • • • • Facilidad de cultivo en masa Velocidad de crecimiento Bajo coste del medio de crecimiento (desechos agrícolas) Diversidad de rutas metabólicas (diversidad de productos finales) Manipulación genética

Cultivos y mejora
• Aislamiento selectivo de microorganismos y crecimiento en medios de laboratorio• Cultivos del-los microorganismo-s en caldos de cultivo
– Puros – Mixto

• Mejora – Programas de mutación y selección/rastreo (∆ Rtº α-amilasa producida por B. subtilis) – Técnicas de clonación de genes

CLONACION DE GENES
FASES

1. 2. 3.

Preparación del gen Inserción en el vector Transformación de la célula hospedadora 4. Detección de genes clonados 5. Optimización de la expresión delos genes clonados

ALIMENTOS TRADICIONALES ELABORADOS EN LOS QUE SE UTILIZA LA BIOTECNOLOGIA
Bebidas alcohólicas: vino, cerveza Queso Pan Vinagre Yoghurt Fruta y productos vegetales • Conservas (encurtidos en vinagre) • Salsa de soja • Chucrut (col fermentada) Derivados por fermentación • Enzimas • Sabores • Aditivos Suplementos dietéticos • Aminoácidos • Vitaminas

FERMENTACION ALCOHOLICA∼96% de la fermentación del etanol se realiza con cepas de: Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces uvarum

GLUCOSA + 2ADP→2 ETANOL + 2CO2 + 2ATP + 2H2O Rtº 1 g 0,51 g 0,49 g

FERMENTACION ALCOHOLICA

Substratos
Azúcar proveniente de caña azúcar o remolacha Uva (vino) Cebada (cerveza) Trigo y en general cereales (pan) Almidones (patata, arroz,...) Subproductos industria alimentaria, suerode lechería (lactosa) y papelera.

LEVADURAS TRANSGENICAS
Ventaja ecológica (toxina killer) Mejora de la filtración Inhibición de bacterias alterantes Aumento o disminución de la acidez del vino Incremento del aroma Incremento del glicerol Aumento de resveratrol

AROMA DEL VINO
UVA PROCESO
ENVEJECIMIENTO

ALCOHOLES SUPERIORES

ESTERES

TERPENOS

AROMA AFRUTADO

G

ATerpenos unidos (sin aroma) Terpenos libres (aroma)

MEZCLAS ENZIMATICAS COMERCIALES
CARACTERISTICAS • • • • Faltas de especificidad Actividades contaminantes Poco repetitivas lote a lote Poco activas en vinificación ENZIMAS • • • • • Ramnosidasas α-L-Arabinofuranosidasas β-Glucosidasas Xilanasas β-Xilosidasas

Legislación vigente: sólo pectinasas para el proceso de clarificación

CONSTRUCCIONDE LEVADURAS VINICAS TRANSGENICAS
Aspergillus niger ABF Candida molischiana BGL

G

A

G

G

+ Terpenos unidos
A

+

Terpenos libres

CERVEZA. DESCRIPCION DEL PROCESO
Fermentación • Principal •Baja (4-8ºC→10ºC ↓ 4-5ºC; 8-20 días) •Alta (13-15ºC en 3-4 días) • Secundaria o de “atenuación” •Baja (2-3ºC, 6-10 semanas) •Alta (8-15ºC, 1-2 semanas)

PRODUCCION DE CERVEZA...