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desplaza a la microbiota autóctona. Una gran variabilidad entre cepas garantiza una colonización rápida

TOLERANCIA A METABISULFITO, importante para poder desarrollarse con las cantidades de ese producto.

TOLERANCIA A ETANOL, deben ser tolerantes a su producto final.

CAPACIDAD PARA PRODUCIR TOXINA KILLER, es una toxina producida por algunas cepas que matan a cepas sensibles de la misma sp, respecto a esto hay: las K+, productoras, las K- sensibles y las K- neutras que no la producen pero la resisten. El K+ es el más interesante, la toxina la produce el genoma de un virus metido en un genoma. Todas las cepas comerciales lo tienen porque aunque no sean productoras, es un carácter fácil de transferir por la técnica de fusión de protoplastos en la que se elimina la pared © de dos © de S.c y luego en presencia de PEG y Ca++ se fusionan. Hay una variante de esta técnica que utiliza los mutantes Kar de S.cereviciae son mutantes “deficientes en cariogamia”, incapaces de fusionar sus núcleos, entonces se emplean unas cepas que son K+ y llevan una mutación en el gen Kar1 y si las fusionamos con una levadura vínica, se fusionará membrana, citoplasma, pero no núcleo, el núcleo de la cepa mutante Kar degenera y entonces el híbrido lleva núcleo de nuestra capa seleccionada y en citoplasma los virus productores de toxina. Esta característica por si sola no garantiza la predominancia de la cepa en el medio, por varias razones: no todas las otras levaduras serán sensibles a la toxina y a veces el pH del mosto-vino no es el óptimo para la toxina que varía entre 4-4,5 mientras que en mostos o mostos-vinos está a 3-3,5 normalmente.

CARÁCTER FLOCULANTE, capacidad que tienen las © de algunas cepas de S.c para formar agregados y sedimentar espontáneamente. Esto favorece la filtración porque así las levaduras se retiran y no colmatan los filtros usados luego. Esta característica es debida a una prot de superficie denomina floculina del tipo de las lectinas, que atraviesa la pared de la levadura y se une a un receptor en la © adyacente, este receptor es el manano (residuos de manosa), como receptor competitivo de este manano puede funcionar la glucosa, esto es importante porque las levaduras sólo deben flocular una vez alcanzada la fase estacionaria, sino podrían irse al fondo sin acabar de fermentar todos los azúcares.

La glucosa puede ser receptor de la floculina, entonces no floculan hasta que se acaba.

En la mayoría de vinos el proceso termina con la fermentación alcohólica por S.cereviciae , pero en vinos muy ácidos puede tener lugar una 2ª fermentación llamada f. maloláctica por bacterias de género Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc las especies de estos géneros que hay en vino se diferencian de las de la leche porque hacen:

L-malato---àpiruvato---àL-lactato

Y esto produce una subida del pH y además el ácido producido es más suave al paladar. Pero esto sólo interesa en vinos de pH 3-3,5 y la sufren vinos de uvas que tienen mucho malato o no están maduras. Pero se considera una alteración del vino en aquellos de pH superior a 4 (por tanto filtramos el vino antes de que pueda ocurrir esta fermentación).

PRODUCCIÓN DE ENZIMAS, los 2 más importantes son por un lado las pectinasas y por otro glucosidasas. Las primeras degradan restos de paredes celulares, evitando la posterior obturación al filtrar los vinos. Las pectinas son polímeros de ácido galacturónico unidos entre sí por enlaces a1-4 glucosídicos, estos polímeros suelen esterificarse con metilos y entonces se llama pectina (sino se llaman pectonas o ácido poligalacturónico), sobre ellos actúan 3 tipos de enzimas:

1) endopoligalacturonasas, cortan la cadena en cualquier pto, productos finales: trozos menores de pectina

2) exopoligalacturonasas, actúan sólo en extremos liberando monómeros de ácido galacturónico

3) pectinmetilesterasas que actúan liberando los grupos metilo, estas enzimas se añaden en mezcla al mosto, son producidas por Aspergillus, y se obtienen del sobrenadante de su cultivo.

Estos enzimas pécticas comerciales tienen efecto negativo y es que por acción de las pectinmetilesterasas aumenta mucho el contenido en metanol de los vinos. Entonces si tenemos una cepa que produce estas enzimas ya no hace falta añadir las comerciales. Potencialmente todas las cepas llevan un gen pgu1 que codifica endopoligalacturonasa pero no en todas se expresa. En las que se expresa el enzima tendrá prácticamente el mismo efecto que los preparados comerciales, y tienen la ventaja de no liberar metanol.

Las otras enzimas de interés son las glucosidasas, que contribuyen a potenciar los aromas del vino. Los aromas del vino dependen de tres componentes pcpales:

Alcoholes superiores: se forman mediante degradación de aa.

Ésteres: se forman por reacción del etanol o alcoholes superiores con ácidos orgánicos.

Terpenos: pcpales resp de aromas agrutados, pueden encontrarse en dos formas: libres en el mosto (son los que olemos) o bien ligados a un azúcar y en este caso se denominan terpenilglucósidos, nosotros no los percibimos. Las glucosidasas pueden hidrolizar el enlace terpeno-azúcar y así aumentar la cantidad de terpenos libres y por tanto aumentar el aroma.

MENOR PRODUCCIÓN POSIBLE DE SH2, se forma de aa azufrados y da mal olor al vino, cuanto menos produzca mejor.

Los 4 primeros aseguran el predominio en el mosto y las otras se refieren a la calidad del producto.

Una gran variabilidad entre cepas garantiza una colonización rápida.

VINOS ESPUMOSOS:

Se obtienen mediante una 2ª fermentación alcohólica inducida por la adición de azúcar y levadura en la que se forma el CO2 que les da el gas.

El sustrato es vino tras la 1ª f. (en gral se usan una mezcla de vinos). Las pcpales dificultades que se encontraran las levaduras será la ya alta graduación alcohólica del vino y que la fermentación se hace a baja Tª para no perder aroma.

El inóculo se prepara acondicionándolo a estas Tª esto lleva dos semanas, la cepa usada es S. cereviciae , pero una variedad denominada ellipsoideus y en una primera parte el inóculo se prepara en mosto diluido con agua y se suplementa con extracto de levadura y sulfato diamónico para aumentar la fuente de N y se le van dando distintos pases al medio, pero suplementado con vino cada vez de mayor graduación alcohólica y a medida que esta se sube se va bajando la Tª en cada paso (entre 3 y 4 pases). Así conseguimos un inóculo capaz de fermentar a % de etanol 10-11-12 y a Tª por debajo de 16ºC y este inóculo es el usado para elaborar estos vinos. Hay 2 tecnologías para elaborarlos:

Chapeunoise: para champán y cava

Granvas: otros espumosos.

CHAMPEUNOISE:

La fermentación se lleva a cabo botella a botella en la cual a c/botella se le añade 20-25g de azúcar y un inóculo de 106 ©/ml y dura entre 4 y 7 semanas la nueva fermentación y el vino obtenido se deja envejecer unos 9 meses. Antes de ponerlo a la venta hay que retirar las levaduras que se usaron para la 2ª f. que debe ser levadura floculante para eso se voltea la botella así las levaduras quedan en el cuello y entonces se congela, se le da la vuelta a la botella, se descorcha y se sacan las levaduras (el hielo sale por la presión del CO2) a este proceso se le denomina “ Removido y degüelle”, el espacio dejado se rellena con vino dulce o seco.

GRANVAS:

La fermentación es en un gran recipiente cerrado a presión, dura unos 20 días y luego se envasa en las botellas.

ALTERACIONES EN EL VINO:

Cuando los vinos se filtran no se producen alteraciones microbianas, pero sí químicas (precipitación de prot y oxidación), así que las que veremos se producen sólo en los no filtrados:

Fermentación maloláctica: sólo deseable en algunos como ya vimos.

Transformación en vinagre: hay dos nombres, según si se produce por levaduras o bacterias, en el primer caso se denomina picadura y en el segundo acidificación.

Dentro de las levaduras que pueden producir esta acidificación están Candida, Mycoderma aceti y las bacterias suelen ser Acetobacter .

Enfermedad de la grasa: por bacterias lácticas en la superficie del vino se forma una película fina como grasa que en realidad son polisacaridos extracelulares que producen algunas bacterias del género Streptococcus y Leuconostoc.

Flores del vino: desarrollo en su superficie de especies del género Mycoderma en gral M.vini.

Enfermedad azul: da tono azulado a tintos, se produce por el desarrollo del hongo Penicilium.

OTRAS BEBIDAS POR FERMENTACIÓN MICROBIANA:

SIDRA: glucosa, fructosa -----------------à etanol. Siempre se hace ferm maloláctica.

S. cereviciae

SHERRY, VINOS DE MADEIRA: fermentaciones de mosto pero llevadas a cabo por dos tipos distintos de cepas de S. cereviciae (algo parecido a cerveza), hay cepas que crecen en la superficie y otras sumergidas pero ambas se desarrollan paralelamente en la fermentación.

SAKE: fermentación del almidón del arroz, también por S. cereviciae, la ferm alcohólica, pero se desarrolla paralelamente a una cepa de Aspergillus oryzae que libera amilasas que hidrolizan almidón y glucosa, la cual degrada S. cereviciae. Tiene alta graduación (17-20%) soportada por estas cepas.

TEMA 10

PRODUCCIÓN DE VINAGRE

Vinagre significa “vino agrio” y antiguamente se usaba para denominar el producto obtenido por oxidación del etanol del vino por las bacterias acéticas. Hoy se le denomina así a cualquier producto que haya sido oxidado por bacterias acéticas aunque el sustrato no sea vino. Para ser vinagre debe tener >6% de ácido acético.

BACTERIAS ACÉTICAS:

Son bacilos G—móviles (con flagelos que pueden ser perítricos o uno sólo polar). Su principal caract desde el pto de vista bioq. es que pueden oxidar a los alcoholes y cuando es etanol se obtiene ácido acético (es una oxidación aunque se denomina fermentación).

Otra característica es que se desarrolla bien a pH ácido (<5). Son capaces de sintetizar distintos polisacaridos extracel capaces de sint celulosa, aunque no forme parte de su pared sino que sale fuera dispuesta en forma de fibrillas alrededor de toda la © con lo que se forma una sp de red entre bacterias y cuando crecen en medio líquido sin agitación forman un velo en el que quedan incrustados así crecen e superficie esto se cree una estrategia para tener O2 ya que son ambos estrictos.

Los géneros más usados para el vinagre son Gluconobacter y Acetobacter.

Sustratos empleados: Casi siempre son vinos de baja calidad o baja graduación alcohólica, cerveza, sidra o alcohol de arroz.

PROCESOS:

Los más antiguos dejaban el vino al aire hasta que se oxidase.

MÉTODO ORLEÁNS

Se puso a punto en el S XVII (1650) : se llenan ¾ partes de toneles de madera con el vino y se deja que comience a oxidarse el etanol, hasta que toda la superficie se cubre por el velo de bacterias acéticas y seguidamente se retiran las 2/3 partes del producto elaborado por la parte inferior del tonel, con precaución de dejar una parte del velo. A continuación se rellena el tanque con más vino y lo que queda del velo es el inóculo. Hoy se sigue usando para los vinagres de gran calidad.

MÉTODO RÁPIDO O DE GOTEO (1732) :

En recipientes de madera pero rellenados con trocitos de madera de haya (virutas) que serán las superficies a las que se fijarán las bacterias acéticas. En este sistema el vino se echa por la superficie y pasa lentamente a través de las virutas de haya en las que se van fijando bacterias y van oxidando el etanol. El producto se recoge en un recipiente inferior en el que va goteando. Pero hay un bombeo de nuevo hacia la parte superior porque con una sola vez que baje el vino no llega, se hace 3 o 4 veces. Hoy en día se sigue utilizando en el 80-90 % de industrias. Oxidan el 80% de etanol, el resto se evapora.

CULTIVO POE INMERSIÓN:

Usa un fermentador que funciona de forma continua pero en él el aire entra por arriba y tiene un motor abajo que controla la aireación. El producto se obtiene bien si hay buena oxigenación continuamente. Muy imp para que funcione en continuo es dejar siempre una peq cantidad de etanol y de ácido acético dentro del fermentador para que no se pare el proceso.

El medio inicial debe tener un 7-10% ácido acético y 5% de etanol. Se inocula Acetobacter y se sigue la [ ] de etanol y cuando esta baja hasta 0,3-0,05% se retira del fermentador entre un 50 y 60% del producto elaborado y el fermentador se rellena a continuación con una solución con 0,2 de acético y 10-15% de etanol.

Las cepas utilizadas son las silvestres y nunca se emplean cultivos iniciadores porque se ha comprobado que las cepas de Acetobacter y Gluconobacter si se cultivan en lab pierden mucho su capacidad de oxidar el etanol.

Desde el pto de vista industrial, las cepas de Gluconobacter son más interesantes que Acetobacter porque las Gluconobacter hacen el paso ETANOL-à ÁCIDO ACËTICO y las otras si se acaba el etanol hacen el paso ÁCIDO ACËTICO-àCO2, porque el etanol inhibe enzimas de ese paso.

Cuando se trata de vino, cerveza o sidra no tienen que ser suplementados esos medios, crecen bien en ellos, pero en alcohol de arroz se suplementa con fuentes de N como extracto de levadura y NH2SO4 (sulfato amónico).

TEMA 11

SCP (BIOMASA MICROBIANA QUE SE USA COMO ALIMENTO)

Término acuñado en 1966, se usa para referenciar a la masa microbiana utilizada como alimento. Siempre hay que recuperar © microbianas, se suministra como SCP las © enteras aunque con frec. se suministran rotas (se libera más proteína) A veces se suministra proteínas parcialmente purificadas SCP como suplemento de:

Proteínas

Vitaminas

Lípidos ( a veces se almacenan lípidos en los microorganismos)

b-caroteno, en microorganismos coloreados.

A la hora de optimizar este método hay que optimizar dos parámetros en los SCP que son:

Biomasa (peso seco)

Proteína (proteína/biomasa)

Para optimizar la biomasa para un det sustrato hay que combinar la prueba de distintos microorganismos para ese sustrato, y con diferentes condiciones de Tª y pH.

Después hay que optimizar la proteína y se seleccionan aquellas cepas que aporten más proteína/biomasa.

Los microorganismos pueden competir como aporte de prot frente a la carne, pescado, soja, pero el inconveniente es que contienen muchos ácido nucleicos que suben mucho el nivel de ácido úrico en sangre, por lo que pueden ser dañinos así la cantidad de ácido nucleicos también hay que controlarla.

Por ejemplo, las bacterias aportan siempre 10-16% de ácido nucleicos por gramo de peso seco, las levaduras 6-10%, los hongos filamentosos 2,5-6% y las microalgas entre un 4-6%.

También se podrían hidrolizar los ácido nucleicos pero esto encarecería mucho el proceso.

Para usar un microorganismo como SCP también hay que tener en cta que pueden haber microorganismos que produzcan sustancias tóxicas como los LPS de bacterias o las aflatoxinas (cancerígenos) de hongos filamentosos.

UNO


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