QFB. Adrian Morales LópezProfesor Asignaturade Química – BiologíaPlantel 2 Cien Metros

LA BIOTECNOLOGÍA EN LOS PROCESOS DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Y LÁCTICA

OBJETIVO DE LA SESIÓN

La siguiente sesión tiene como objetivo crear un ambiente de aprendizaje óptimo y motivador para la revisión de los contenidos temáticos en los procesos de fermentación alcohólica y láctica, con el uso de los materiales didácticos elaborados para la presentación PowerPoint.

APRENDIZAJES A LOGAR:

Reconocer el concepto de fermentación

Reconocer las características de la fermentación alcohólica y láctica

Recocer las reacciones generales de la fermentación alcohólica y láctica

ACTIVIDADES A REALIZAR:

Revisión de conocimientos previos

Exposición de los procesos fermentativos

Toma de notas

Cuadro resumen

Aplicación de crucigrama

Evaluación del crucigrama

Retroalimentación y consolidación de los procesos de fermentación

PROBLEMATIZACIÓN

¿Qué características tienen en común los productos observados?

¿Sabes que es un producto fermentado?

¿Cómo se producen?

BIOTECNOLOGÍA

La biotecnología puede definirse de muchas formas, pero quizás la más exacta y útil es la definida por la OCDE: un conjunto de técnicas que modifican organismos vivos (o parte de los mismos), transforman sustancias de origen orgánico o utilizan procesos biológicos para producir un nuevo conocimiento o desarrollar productos y servicios.

Esta definición incluye pues técnicas de producción ya utilizadas desde hace miles de años por la humanidad, como son la utilización de levaduras para la fermentación de pan o de bebidas alcohólicas.

http://www.navactiva.com/es/descargas/pdf/amngm/biotecnologia_intro_aplicaciones.pdf

OCDE = Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos

CONCEPTO DE FERMENTACIÓN

1. El termino de fermentación se deriva del verbo latín fervere que significa hervir.

2. La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones.

3. Transformación de un sustrato orgánico por microorganismos.

4. Proceso bioquímico por el cual una sustancia se transforma mediante la acción de microorganismos o enzimas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3nhttp://redalyc.uaemex.mx/pdf/404/40480404.pdfhttp://redalyc.uaemex.mx/pdf/573/57316312.pdf

MICROORGANISMOS

BACTERIASMOHOS

LEVADURAS

SUSTRATO

un sustrato es una molécula sobre la que actúa una enzima

Cebada (Maltosa) → 2 glucosa (C6H12O6)

Leche (Lactosa) → glucosa + galactosa(C6H12O6)

ESQUEMA DE PROCESO DE FERMENTACIÓN

Inoculo, cantidad de

microorganismo específica

CondicionesRequerimientos

de oxígenopH (medio

ácido o básico)Agitación

Temperatura

Elaboración de Cerveza

MATERIA PRIMACebada

Maturación = Malta + lúpulo

MOLIENDA Y TAMIZADO

(La malta queda como harina)

CALDERAS DE Cu o ACERO INOXIDABLE,

el MOSTO se hierve y se le adiciona a LÚPULO de

forma natural o extracto.

TANQUES DE MOSTO CALIENTES

(El mosto se calienta se deja reposar)

TANQUES SEPARADORES,

se separa el MOSTO de resto de la MALTA

(Bagazo)

ENFRIADORES (de 70ºC a 6ºC la

pureza es completa)

TANQUES DE FERMENTACION (BIOREACTORES),

aquí ocurre la fermentación del sustrato de glucosa a alcohol + gas carbónico y se agrega la levadura

Saccharomyces cerevisiae y Saccharomyces carlsbergensis

TANQUES DE REPOSO

(Aqui permanece de 6 semanas a 3 meses)

TANQUES DE FILTRACIÓN

(Queda lista para el envasado)

DISTRIBUCIÓN Y

CONSUMO

EMBOTELLADO

Elaboración de Yoghurt

MICROORGANISMO

PASTEURIZACIÓN DE LA LECHE

MATERIA PRIMA Leche entera o

descremada

SIEMBRADE MICROORGANISMO

(Inoculación)

TIEMPO DE FERMENTACIÓN

CONTROL DE TEMPERATURA

AGITACIÓN

ENVASADOENFRIADO

PREPARACION DE YOGHURT CON

FRUTAS

Producto fabricado Materia prima Sustrato Compuestos formados Microorganismos

Productos de la

Fermentación

Alcohólica

Alcohol industrial

Melaza, jugo de azúcar de caña o

remolachaSacarosa Etanol, CO2

Saccharomyces cerevisie(levadura)

Vino Uvas Glucosa y fructosa Etanol, CO2

Saccharomyces ellipsoideus,

S. pastorianus

Cerveza Malta (cebada) arroz, maíz Maltosa Etanol, CO2

Saccharomyces cerevisiaeS. Carisbergensis

WhiskyMaíz, Sorgo, trigo, centeno, cebada, patatas irlandesas

Maltosa Etanol, CO2 Saccharomyces cerevisiae

Ron Melazas de caña Sacarosas Etanol, CO2 Saccharomyces cerevisiae

Pulque Aguamiel de maguey Azucares Etanol, CO2

ThermobacteriumMobile

Zymomonas mobilis(bacterias)

Productos de la

Fermentación Láctica

Yoghurt Leche Lactosa Acido láctico Lactobacillus bulgaricus(bacterias)

Queso cottage Leche Lactosa Acido láctico Streptococcus lactis(bacterias)

Quesoroquefort Leche Lactosa Acido láctico

Streptococcus lactis, S. cremoris. Penicillium

Roqueforti(bacterias)

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

RUTA METABÓLICA

Glucosa Glucólisis2 moléculas

piruvato

COO-

C

CH3

O C

CH3

OH

CH3 CH2 OH

2 ATP 4 ATP

2 NAD+ 2 NADH + H+

Piruvato descarboxilasa

alcoholdeshidrogenasa

2 moléculas piruvato

2 moléculas acetaldehído

2 moléculasetanol

CO2

FERMENTACIÓN LÁCTICARUTA METABÓLICA

Glucosa Glucólisis2 moléculas

piruvato

COO-

C

CH3

O

2 ATP 4 ATP

2 NAD+ 2 NADH + H+

lactasadeshidrogenasa

2 moléculas piruvato

2 moléculasÁcido Láctico

CH3 CH COOH

OH

REACCIONES GENERALES

C6H12O6 2 CH3 – CH2 – OH + 2CO2 + 42 kJ

La fermentación de acuerdo a su requerimientos de oxígeno

Anaeróbica = ausencia de O2

Aeróbica = presencia de O2

Fermentación Alcohólica

Fermentación Láctica

zimasa

C6H12O6 2 + 44 kJlactasa

CH3 CH COOH

OH

CONCLUSIÓN

Biotecnología → Células → fermentaciones → diversos productos de uso humano.

Concepto de fermentación = transformación de un sustrato de origen orgánico por la acción de enzimática de microorganismo, para producir diversos productos de uso humano

Fermentación alcohólica = fermentación del tipo anaeróbico donde el sustrato (glucosa) se transforma en etanol y CO2, por acción enzimática.

Fermentación Láctica = fermentación del tipo anaeróbico donde el sustrato (lactosa) por acción enzimática se transforma en acido láctico.

Materia Prima → Sustrato → Malta → Mosto → Microorganismo → Producto

Los principales productos obtenidos por la fermentación alcohólica.

Vino obtenido de uva

Whisky obtenido de sorgo

Cerveza obtenido de la cebada

Pulque obtenido del maguey

Ron obtenido de la caña de azúcar

Los principales productos obtenidos por la fermentación láctica.

Queso Oaxaca obtenido de la leche

Queso panela obtenido de la leche

Yoghurt obtenido de la leche

Ecuación General de la fermentación alcohólica.

Ecuación General de la fermentación láctica.

C6H12O6 → 2 CH3 – CH2 – OH + 2CO2

C6H12O6 → 2 CH3 CH COOH

OH

Gracias

8 9 V 10 P I 1 L E V A D U R A S N A L 11 2 A L C O H O L I C A Q F 12 T 3 Q U E S O E M I 13 E R O C Y M 4 S U S T R A T O E T G 5 I N O C U L O H 14 T U L O 6 B A C T E R I A S T C 15 T M I 7 S A C C H A R O M Y C E S L O T A

Soluciones del CRUCIGRAMA “Fermentación Alcohólica y Láctica”

PREGUNTA RESPUESTA VALOR

1Fermento que se usa para la fabricación de pan.(plural) LEVADURAS 0.67

2Es la fermentación que produce etanol y dióxido de carbono. ALCOHÓLICA 0.67

3Producto alimenticio fermentado que se fabrica a partir de leche. QUESO 0.67

4Medio de cultivo sobre el que crecen los microorganismos. SUSTRATO 0.67

5 Es el número o cantidad de microorganismo que tienen la capacidad de propagarse.

INOCULO 0.67

6 La fermentación se lleva acabo principalmente por levaduras, mohos y…

BACTERIAS 0.67

7Genero responsable de la fabricación de cerveza. SACCHAROMYCES 0.67

8 Producto fermentado que se fabrica usando como materia prima las uvas.

VINO 0.67

9 Bebida fermentada tradicional mexicana. PULQUE 0.67

10A la ruta metabólica anaeróbica, en la cual se oxida la glucosa para obtener energía y ácido láctico, sele conoce como fermentación….

LÁCTICA 0.67

11Agente productor de la fermentación de una sustancias. FERMENTO 0.67

12Zumo de la uva que contiene diversos elementos de la uva como pueden ser la piel, las semillas, etcétera.

MOSTO 0.67

13Lactobacillus bulguricus es responsable de la fabricación de… YOGHURT 0.67

14 La fermentación de la lactosa por acción enzimas produce principalmente acido …

LÁCTICO 0.67

14Cebada germinada artificialmente, desecada y tostada. MALTA 0.67

RÚBRICA DE EVALUACIÓNPseudónimo __________________

NivelExcelente

NivelBueno

NivelSuficiente

NivelInsuficiente

10 puntos

9.9 a 8.0puntos

7.9 a 6.0 puntos

Menos de 6 puntos

Reconocen conceptos relacionados con la fermentación.Reconocenproductos de la fermentación alcohólica y lácticaIdentifican microorganismos responsables de la fermentación.

Reconocen ¾ de los conceptos relacionados con la fermentación.Reconocen ¾ de los productos de la fermentación alcohólica y láctica.Identifican ¾ microorganismos responsables de la fermentación.

Reconocen más de la mita de los conceptos relacionados con la fermentación.Reconocen más de la mita de los productos de la fermentación alcohólica y láctica.Identifican más de la mita microorganismos responsables de la fermentación.

Reconocen menos de la mitad de los conceptos relacionados con la fermentación.Reconocen menos de la mita de los productos de la fermentación alcohólica y láctica.Identifican menos de la mita microorganismos responsables de la fermentación.