ESTEQUIOMETRIA DE LA ESTEQUIOMETRIA DE LA FERMENTACION ENZIMATICA FERMENTACION ENZIMATICA

Y MICROBIANAY MICROBIANA

Cátedra: Blgo. Galia Manyari Cervantes

UNIVERSIDAD ALAS PERUANASEscuela profesional de Ingeniería

Ambiental

La estequiometría Es la parte de la química que se refiere a la determinación de las masas de combinación de las substancias en una reacción química.Esta cuantificación tiene como base la ley de la conservación de la masa establecida por Lavoisier que establece lo siguiente “La suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos”

Para efectuar cálculos estequiometricos es necesario representar la reacción química por medio de una ecuación balanceada de la que a su vez es posible obtener información relacionada con el tipo de sustancias que participan en el proceso, propiedades físicas de las mismas, dirección o sentido de la reacción, absorción o desprendimiento de energía calorífica, etc.

Enzima

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Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sea termodinámicamente posible. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.

triosafosfato isomerasa→ azúcares en energía

Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones, el conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el tipo metabolismo que tenga cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica

Como todos los catalizadores, las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación (ΔG‡) de una reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción. Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una reacción que se produce bajo el control de una enzima, o de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada.

Al igual que ocurre con otros catalizadores, las enzimas no son consumidas por las reacciones que catalizan, ni alteran su equilibrio químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores por ser más específicas. Las enzimas catalizan alrededor de 4.000 reacciones bioquímicas distintas. No todos los catalizadores bioquímicos son proteínas, pues algunas moléculas de ARN son capaces de catalizar reacciones. También cabe nombrar unas moléculas sintéticas denominadas enzimas artificiales capaces de catalizar reacciones químicas como las enzimas clásicas.

Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactores para su actividad. Muchas drogas o fármacos son moléculas inhibidoras. Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura, el pH, la concentración de la propia enzima y del sustrato, y otros factores físico-químicos.Algunas enzimas son usadas comercialmente, por ejemplo, en la síntesis de antibióticos y productos domésticos de limpieza. Además, son ampliamente utilizadas en diversos procesos industriales, como son la fabricación de alimentos, producción de biocombustibles.

HISTORIADesde finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX, se conocía la digestión de la carne por las secreciones del estómago y la conversión del almidón en azúcar por los extractos de plantas y la saliva. Sin embargo, no había sido identificado el mecanismo subyacente.En el siglo XIX, cuando se estaba estudiando la fermentación del azúcar en el alcohol con levaduras, Louis Pasteur llegó a la conclusión de que esta fermentación era catalizada por una fuerza vital contenida en las células de la levadura, llamadas fermentos, e inicialmente se pensó que solo funcionaban con organismos vivos.

En 1878 el fisiólogo Wilhelm Kühne, acuñó el término enzima, que viene del griego ενζυμον "en levadura", para describir este proceso. La palabra enzima fue usada después para referirse a sustancias inertes como la pepsina. Por otro lado, la palabra "fermento" solía referirse a la actividad química producida por organismos vivientes.En 1897 Eduard Buchner comenzó a estudiar la capacidad de los extractos de levadura para fermentar azúcar a pesar de la ausencia de células vivientes de levadura. En una serie de experimentos en la Universidad Humboldt de Berlín, encontró que el azúcar era fermentada inclusive cuando no había elementos vivos en los cultivos de células de levaduras.

Llamó a la enzima que causa la fermentación de la sacarosa, “zimasa”. En 1907 recibió el Premio Nobel de Química "por sus investigaciones bioquímicas y el haber descubierto la fermentación libre de células". Siguiendo el ejemplo de Buchner, las enzimas son usualmente nombradas de acuerdo a la reacción que producen. Normalmente, el sufijo "-asa" es agregado al nombre del sustrato (p. ej., la lactasa es la enzima que degrada lactosa) o al tipo de reacción (p. ej., la ADN polimerasa forma polímeros de ADN).

Tras haber mostrado que las enzimas pueden funcionar fuera de una célula viva, el próximo paso era determinar su naturaleza bioquímica. En trabajos iniciales se notó que la actividad enzimática estaba asociada con proteínas, pero algunos científicos argumentaban que las proteínas eran simplemente el transporte para las verdaderas enzimas y que las proteínas no eran capaces de realizar catálisis.En 1926, James B. Sumner demostró que la enzima ureasa era una proteína pura y la cristalizó. Summer hizo lo mismo con la enzima catalasa en 1937.

El descubrimiento de que las enzimas podían ser cristalizadas permitía que sus estructuras fuesen resueltas mediante técnicas de cristalografía y difracción de rayos X. Esto se llevó a cabo en primer lugar con la lisozima, una enzima encontrada en las lágrimas, la saliva y los huevos, capaces de digerir la pared de algunas bacterias. La estructura fue resuelta por un grupo liderado por David Chilton Phillips y publicada en 1965. Esta estructura de alta resolución de las lisozimas, marcó el comienzo en el campo de la biología estructural y el esfuerzo por entender cómo las enzimas trabajan en el orden molecular.

Estructuras y mecanismos

Diagrama de cintas que representa la estructura de una anhidrasa carbónica de tipo II. La esfera gris representa al cofactor zinc situado en el centro activo.Las enzimas son generalmente proteínas globulares que pueden presentar tamaños muy variables, desde 62 aminoácidos como en el caso del monómero de la 4-oxalocrotonato tautomerasa, hasta los 2.500 presentes en la sintasa de ácidos grasos.

Casi todas las enzimas son mucho más grandes que los sustratos sobre los que actúan, y solo una pequeña parte de la enzima (alrededor de 3 a 4 aminoácidos) está directamente involucrada en la catálisis. La región que contiene estos residuos encargados de catalizar la reacción es denominada centro activo.

Al igual que las demás proteínas, las enzimas se componen de una cadena lineal de aminoácidos que se pliegan durante el proceso de traducción para dar lugar a una estructura terciaria tridimensional de la enzima, susceptible de presentar actividad.

La mayoría de las enzimas, al igual que el resto de las proteínas, pueden ser desnaturalizadas si se ven sometidas a agentes desnaturalizantes como el calor, los pHs extremos o ciertos compuestos

Especificidad Las enzimas suelen ser muy específicas tanto del tipo de reacción que catalizan como del sustrato involucrado en la reacción. La forma, la carga y las características hidrofílicas/hidrofóbicas de las enzimas y los sustratos son los responsables de dicha especificidad. Las enzimas también pueden mostrar un elevado grado de estereoespecificidad, regioselectividad y quimioselectividad.

Algunas de estas enzimas que muestran una elevada especificidad y precisión en su actividad son aquellas involucrados en la replicación y expresión del genoma. Este tipo de mecanismos de comprobación también han sido observados en la ARN polimerasa, en la ARNt aminoacil sintetasa y en los ribosomas.

Aquellas enzimas que producen metabolitos secundarios son denominadas promiscuas, ya que pueden actuar sobre una gran variedad de sustratos. Por ello, se ha sugerido que esta amplia especificidad de sustrato podría ser clave en la evolución y diseño de nuevas rutas biosintéticas.

Modelo de la "llave-cerradura"Las enzimas son muy específicas, como sugirió Emil Fisher en 1894. En base a sus resultados dedujo que ambas moléculas, enzima y sustrato, poseen complementariedad geométrica, es decir, sus estructuras encajan exactamente una en la otra, por lo que ha sido denominado como modelo de la "llave-cerradura", refiriéndose a la enzima como a una especie de cerradura y al sustrato como a una llave que encaja de forma perfecta en dicha cerradura. Sin embargo, si bien este modelo explica la especificidad de las enzimas, falla al intentar explicar la estabilización del estado de transición que logran adquirir las enzimas.

Modelo del encaje inducido

En 1958 Daniel Koshland sugiere una modificación al modelo de la llave-cerradura: las enzimas son estructuras bastante flexibles y así el sitio activo podría cambiar su conformación estructural por la interacción con el sustrato. Como resultado de ello, la cadena aminoacídica que compone el sitio activo es moldeada en posiciones precisas, lo que permite a la enzima llevar a cabo su función catalítica.

Aplicaciones industriales Las enzimas son utilizadas en la industria química, y en otros tipos de industria, en donde se requiere el uso de catalizadores muy especializados. Sin embargo, las enzimas están limitadas tanto por el número de reacciones que pueden llevar a cabo como por su ausencia de estabilidad en solventes orgánicos y altas temperaturas. Por ello, la ingeniería de proteínas se ha convertido en un área de investigación muy activa donde se intentan crear enzimas con propiedades nuevas, bien mediante diseño racional, bien mediante evolución in vitro.

Aplicación Enzimas utilizadas Usos

Procesado de alimentos

La amilasa cataliza la degradación del almidón en azúcares sencillos.

Amilasas de hongos y plantas.

Producción de azúcares desde el almidón, como por ejemplo en la producción de jarabe de maíz.[80] En la cocción al horno, cataliza la rotura del almidón de la harina en azúcar. La fermentación del azúcar llevada a cabo por levaduras produce el dióxido de carbono que hace "subir" la masa.

ProteasasLos fabricantes de galletas las utilizan para reducir la cantidad de proteínas en la harina.

A continuación se muestra una tabla con diversas aplicaciones industriales de las enzimas:

Alimentos para bebés TripsinaPara pre-digerir el alimento dirigido a bebés.

Elaboración de cerveza

Cebada germinada utilizada para la elaboración de malta.

Las enzimas de la cebada son liberadas durante la fase de molido en la elaboración de la cerveza.

Las enzimas liberadas degradan el almidón y las proteínas para generar azúcares sencillos, aminoácidos y péptidos que son usados por las levaduras en el proceso de fermentación.

Enzimas de cebada producidas a nivel industrial

Ampliamente usadas en la elaboración de cerveza para sustituir las enzimas naturales de la cebada.

Amilasa, glucanasa y proteasasDigieren polisacáridos y proteínas en la malta.

Betaglucanasas y arabinoxilanasas

Mejoran la filtración del mosto y la cerveza.

Amiloglucosidasas y pululanasasProducción de cerveza baja en calorías y ajuste de la capacidad de fermentación.

ProteasasEliminan la turbidez producida durante el almacenamiento de la cerveza.

Zumos de frutas Celulasas, pectinasas Aclarado de zumos de frutos.

Industria láctea

Queso de Roquefort.

Renina, derivado del estómago de animales rumiantes jóvenes (como terneros y ovejas).

Producción de queso, usada para hidrolizar proteínas.

Enzimas producidas por bacterias

Actualmente, cada vez más usadas en la industria láctea.

Lipasas

Se introduce durante el proceso de producción del queso Roquefort para favorecer la maduración.

LactasasRotura de la lactosa en glucosa y galactosa.

Digestión de carne PapaínaAblandamiento de la carne utilizada para cocinar.

Industria del almidón

Glucosa.

Fructosa.

Amilasas, amiloglucosidasas y glucoamilasasConversión del almidón en glucosa y diversos azúcares invertidos.

Glucosa isomerasa

Conversión de glucosa en fructosa durante la producción de jarabe de maíz partiendo de sustancias ricas en almidón. Estos jarabes potencian las propiedades edulcorantes y reducen las calorías mejor que la sacarosa y manteniendo el mismo nivel de dulzor.

Industria del papel

Una fábrica de papel en Carolina del Sur.

Amilasas, xilanasas, celulasas y ligninasas

Degradación del almidón para reducir su viscosidad, añadiendo apresto. Las xilanasas reducen el blanqueador necesario para la decoloración; las celulasas alisan las fibras, favorecen el drenaje de agua y promueven la eliminación de tintas; las lipasas reducen la oscuridad y las ligninasas eliminan la lignina para ablandar el papel.

Industria del biofuel

Celulosa en 3D.

CelulasasUtilizadas para degradar la celulosa en azúcares que puedan ser fermentados.

Ligninasas Utilizada para eliminar residuos de lignina.

Detergentes biológicos

Principalmente proteasas, producidas de forma extracelular por bacterias.

Utilizadas para ayudar en la eliminación de tintes proteicos de la ropa en las condiciones de prelavado y en las aplicaciones directas de detergente líquido.

AmilasasDetergentes de lavadoras para eliminar residuos resistentes de almidón.

LipasasUtilizadas para facilitar la eliminación de tintes grasos y oleosos.

Celulasas Utilizadas en suavizantes biológicos.

Limpiadores de lentes de contacto

ProteasasPara eliminar restos proteicos de las lentes de contacto y así prevenir infecciones.

Industria del hule CatalasaPara generar oxígeno desde el peróxido, y así convertir el látex en hule espumoso.

Industria fotográfica Proteasa (ficina)

Disolver la gelatina de las películas fotográficas usadas, permitiendo así la recuperación de su contenido en plata.

Biología molecular

ADN de doble hélice.

Enzimas de restricción, ADN ligasa y polimerasas

Utilizadas para manipular el ADN mediante ingeniería genética. De gran importancia en farmacología, agricultura, medicina y criminalística. Esenciales para digestión de restricción y para la reacción en cadena de la polimerasa

FERMENTACIONLa fermentación es un proceso anaeróbico y aerobico que además de generar etanol y otros compuestos desprende grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2) además de energía para el metabolismo de las bacterias anaeróbicas y levadurasHace ya más de una década, se está extendiendo una nueva forma denominada fermentación en continuo. Ésta consiste en introducir continuamente en la cuba un flujo de sustancias nutritivas y del sustrato que se ha de transformar, extrayendo de modo regular el producto de la fermentación.

Los hongos ascomicetes unicelulares, por ejemplo, que se conocen como levaduras, están adaptados a ambientes con alto contenido en azúcar, como el néctar de las flores o la superficie de las frutas y son responsables de la fermentación, conversión del azúcar en alcohol La fermentación, en tanto proceso industrial, descansa sobre un concepto más amplio al dado para el vocablo por Pasteur, o en sus tiempos, hoy la referencia se hace al metabolismo o conjunto de reacciones catalizadas (aceleradas) por un grupo de enzimas.

Finalmente, la ingeniería enzimática investiga y desarrolla la mejora de las condiciones para lograr el incremento del rendimiento de la fermentación:

•sea por inmovilización de las enzimas o de las células,

•sea por reciclaje de los procesos de floculación o centrifugación.El manejo de las proteínas para lograr mejores y nuevos productos no es nuevo, pero la ingeniería de las proteínas ha logrado ciertos éxitos recientes,

Asimismo una importante contribución de estos organismos promete ser la protección del medio ambiente, pues las cianobacterias durante su ciclo metabólico absorben y, por ende, ayudan a reducir de la atmósfera, el dióxido de carbono.La elaboración de compost (compostaje) y las tecnologías de aguas residuales son ejemplos conocidos de la ‘antigua’ biotecnología ambiental. El uso de microorganismos en procesos ambientales se encuentra desde el siglo XIX, aunque esas aplicaciones pueden ser consideradas mas como destreza que como ciencia.

Hacia finales de 1950 y principios de 1960, cuando se descubrió la estructura y función de las ácidos nucléicos, se puede distinguir entre la biotecnología antigua tradicional y la biotecnología de segunda generación, la cual, en parte, hace uso de la tecnología del ADN recombinante

Desarrollos más recientes en biología molecular, ecología e ingeniería ambiental, ofrecen actualmente la oportunidad de modificar genéticamente organismos de tal manera que los procesos biológicos básicos sean más eficientes y capaces de degradar compuestos químicos más complejos así como mayores volúmenes de materiales de desecho. Actualmente, la principal aplicación de la biotecnología ambiental es limpiar o ‘remediar’ la polución. La limpieza del agua residual fue una de las aplicaciones iniciales, seguida por la purificación del aire y gases de desecho mediante el uso de biofiltros.

Por su parte, la biorremediación se está enfocando hacia el suelo y los residuos sólidos, por lo cual están surgiendo complejas inquietudes e interrogantes tanto científicas como técnicas, relacionadas con el escaso conocimiento de las interacciones de los organismos entre sí, y con el suelo. Logros destacados de la nueva biotecnología ambiental incluyen la limpieza de aguas y de suelos contaminados con productos del petróleo.

En relación con lixiviación bacteriana y biominería, los microorganismos han venido usando y liberando minerales en la corteza terrestre desde tiempos geológicamente antiguos. Por largo tiempo las operaciones mineras se han beneficiado de las actividades de estos microorganismos que se encuentran naturalmente, especialmente de la habilidad de algunas bacterias de solubilizar y lixiviar metales de menas (rocas mineralizadas) insolubles.

Desde 1000 ac mineros en la cuenca del Mediterráneo recuperaban el cobre que era lixiviado por bacterias en las aguas de drenaje de las minas, aunque desconocían la actividad de las bacterias. Los romanos en el siglo I, y posteriormente los galeses en el siglo XVI y los españoles en el siglo XVIII, utilizaron sin duda la lixiviación bacteriana para la recuperación de metales.

Sin embargo, la contribución de las bacterias en la lixiviación no fue reconocida sino hasta el siglo XX. Los primeros reportes de que ciertas bacterias no identificadas estaban involucradas en la lixiviación de sulfuros de zinc y de hierro se presentaron hacia 1920. El papel fundamental de las bacterias en la lixiviación de menas minerales se desatendió hasta 1947 cuando A. Colmer y M.E. Hinkle de la Universidad de West Virginia describieron una bacteria (Tiobacillus ferrooxidans) como el organismo responsable principal de la lixiviación de menas de sulfuros metálicos.

Gráfico 3 Bio-lixiviación de minerales mediante bacterias P. bohneri

La lixiviación bacteriana está siendo exitosamente utilizada en muchos países del mundo para recuperar metales de una gran variedad de menas. Los principales metales recuperados son cobre y uranio, pero también se obtienen cobalto, níquel, zinc, plomo y oro. La biolixiviación ha recibido cada vez mayor atención porque la tecnología tiene el potencial de aminorar algunos de los problemas que se presentan en la industria minera. Un problema grave es el agotamiento de depósitos minerales, cuya consecuencia es la necesidad de trabajar a mayores profundidades.

La biolixiviación de menas y concentrados puede suministrar una alternativa para economizar energía. Por otro lado, la tecnología de la biominería presenta beneficios ecológicos potenciales. Un problema frecuente y de larga data en operaciones mineras ha sido la liberación incontrolada de metales y ácidos. La lixiviación controlada puede dar como resultado tanto la recuperación de metales valiosos, como la protección del ambiente de esta fuente de polución.

USOS DE LA fermentación1) la producción de etanol destinado a la elaboración de bebidas alcohólicas diversas. Esta situación cambió en el siglo XX ya que desde la crisis del petróleo de los '70 los estudios e investigaciones acerca de posibles combustibles alternativos ha sido de gran interés para los gobiernos de todo mundo. Dentro de los estudios de biotecnología se ha intentado emplear el etanol resultante de la fermentación alcohólica de los desechos agrícolas en la obtención de biocombustibles (bioetanol) empleados en los motores de vehículos.

La investigación a cerca de los substratos más adecuados, así como el empleo de levaduras de alto rendimiento es objeto de constante estudio. El etanol fue uno de las fuentes energéticas de combustible que más demanda mundial genera a comienzos del siglo XXI (con la excepción del petróleo), en el año 2004 los Estados Unidos produjeron más de 12.5 × 109 litros de etanol lo que supone un 17% de incremento sobre el año 2003. No obstante la generación de CO2 durante el proceso pone en

alarma acerca de su uso, debido a las consecuencias que puede traer para el cambio climático.

Efectos de la fermentación etílicaLos efectos de la fermentación etílica se derivan de los productos resultantes del proceso que son liberados de una forma u otra al medio ambiente: el etanol y el dióxido de carbono. Los efectos de la fermentación dependerán de como se trate cada uno de estos subproductos. Uno de los efectos más sorprendentes se encuentra en la contaminación etílica existente en algunos insectos que se alimentan de frutas y del néctar de las flores, un ejemplo claro son las abejas (véase abejas y elementos tóxicos). De la misma forma puede intoxicar a los pájaros que se alimentan de algunas bayas maduras ya parcialmente fermentadas.

La fermentación alcohólica en pequeña escala se produce de la misma forma en las raíces de algunas plantas que son regadas de manera muy frecuente, la falta de aireación del terreno hace que las condiciones anaeróbicas que necesitan las levaduras actúen pudiendo envenenar el suelo mediante un aumento de la concentración de etanol lo que se traduce en una disminución de la capacidad de producción de las mismas.Otro aspecto importante es el efecto que produce en el cuerpo humano el consumo reiterado en los humanos de bebidas alcohólicas procedentes de la fermentación etílica ya que el etanol es una potente droga psicoactiva con un nivel de efectos secundarios además de la adicción que genera su consumo habitual.

Introducción a Fermentación MicrobianaLa fermentación microbiana es el uso de microorganismos para generar un producto de consumo humano o utilidad veterinaria, ya sea alterado genéticamente o no. Entre los productos generados se encuentran: bebidas alcohólicas, enzimas, comidas y aditivos de comida, vitaminas, vacunas, antibiótico. Anteriormente las bacterias habian sido utilizadas para la produccion de vino y antibioticos,cosa que no se ha dejado de hacer. La utilización de la biotecnología en la fermentación microbiana empezó en el 1973 con el gen del African clawed toad que fue insertado en el laboratorio en la bacteria de Escerichia coli.

La fermentación microbiana es el método mas aplicado en la biotecnología. La ventaja de la fermentación microbiana es que al utilizar bacterias y levaduras estas crecen rápidamente en un medio a bajo costo, ofrecen una alta expresión de los niveles de la proteína que deseamos obtener, de las cuales ellos a veces secretan en el medio y esto hace mas fácil la purificación. También estos microorganismos pueden resistir fuertes tratamientos comparados con las células animales.

Entre los principales microorganismos utilizados se encuentran: E. coli y B. subtilis. E. coli es el organismo más común como fuente de producción de proteína recombinante ya que se conoce su mapa genético. B. subtilis ha sido utilizado principalmente por su gran tendencia de secretar proteínas en su ambiente. La fermentación de bacterias y hongos ofrecen la opción más económica y algunos criterios la convierten en la respuesta mas obvia.

Aplicaciones de la fermentacion microbiana

La fermentación microbiana tiene un sinnúmero de usos y aplicaciones en la industria hoy día. Mediante la fermentación microbiana se ha logrado la elaboración de diferentes productos como lo son: alimentos, vitaminas, bebidas alcohólicas, productos farmacéuticos, químicos, combustibles, enzimas, biomasa, proteínas, entre otros.

Los productos antes mencionados se generan por medio de diferentes tipos de fermentación. La fermentación láctica (queso, yogurt), fermentación alcohólica (vino, cerveza, alcohol, cigarrillos, chocolate, pan y otros) y la fermentación acética (vinagre).Un ejemplo de esta tecnología es la producción industrial de eritromicina, antibiótico producido por el actinomiceto gram positivo Saccharopolyspora erythraea bajo fermentación aeróbica utilizando aceite de soya como fuente principal de carbono y acido propionico como precursor. La producción de eritromicina es actualmente llevada a cabo en la planta de Abbott

La fermentación microbiana también es un medio de producción de vitaminas. Entre el grupo de vitaminas generadas por este medio podemos encontrar las siguientes: acido ascórbico, riboflavinas, beta-caroteno, vitamina B12, acido fólico y la pro vitamina A. Las de mayor importancia a nivel industrial son: riboflavina, beta-caroteno y vitamina B12.En sus comienzos la vitamina B12 fue obtenida como un subproducto de los estreptomicetos en la producción de estreptomicina. En la actualidad la producción de esta vitamina es llevada a cabo por varias bacterias entre estas: Propionibacterium fredenreichii, Propionibacterium shermani y Pseudomonas denitrificans

La fermentación de riboflavina puede llevarse a cabo mediante bacterias, hongos o levaduras. Entre los organismos utilizados: Emerothecium ashbyii y Ashbya gossypii.Los rendimientos mas altos en la producción del Beta-caroteno se han obtenido mediante la fermentación del hongo Blakeslea trispora donde se emplean ambas formas sexuales (+ y -). Estas dos formas sexuales no tienen que estar en igual concentración ya que la encargada verdaderamente de la formación de beta-caroteno es la cepa negativa.

Con respecto a las bebidas alcohólicas en la elaboración de vinos también hace uso de esta técnica. El proceso mediante el cual es producido vino es el siguiente•La elaboración del vino puede tener como materia prima cualquier fruta o vegetal con alto contenido de azúcares pero se asocia a los vinos de calidad con uvas.•La fermentación de estas uvas es llevada a cabo por levaduras silvestres (presentes de forma natural en las uvas) o por lo general Saccharomyces cerevisiae.•Luego de fermentado estas levaduras son separadas del vino por sedimentación.•El vino se añeja.