Procesos fermentativos
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QFB. Adrian Morales LópezProfesor Asignaturade Química – BiologíaPlantel 2 Cien Metros
LA BIOTECNOLOGÍA EN LOS PROCESOS DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Y LÁCTICA
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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.
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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
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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
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PROBLEMATIZACIÓN
¿Qué características tienen en común los productos observados?
¿Sabes que es un producto fermentado?
¿Cómo se producen?
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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
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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
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MICROORGANISMOS
BACTERIASMOHOS
LEVADURAS
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SUSTRATO
un sustrato es una molécula sobre la que actúa una enzima
Cebada (Maltosa) → 2 glucosa (C6H12O6)
Leche (Lactosa) → glucosa + galactosa(C6H12O6)
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ESQUEMA DE PROCESO DE FERMENTACIÓN
Inoculo, cantidad de
microorganismo específica
CondicionesRequerimientos
de oxígenopH (medio
ácido o básico)Agitación
Temperatura
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Elaboración de Cerveza
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MATERIA PRIMACebada
Maturación = Malta + lúpulo
MOLIENDA Y TAMIZADO
(La malta queda como harina)
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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)
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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
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TANQUES DE REPOSO
(Aqui permanece de 6 semanas a 3 meses)
TANQUES DE FILTRACIÓN
(Queda lista para el envasado)
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DISTRIBUCIÓN Y
CONSUMO
EMBOTELLADO
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Elaboración de Yoghurt
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MICROORGANISMO
PASTEURIZACIÓN DE LA LECHE
MATERIA PRIMA Leche entera o
descremada
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SIEMBRADE MICROORGANISMO
(Inoculación)
TIEMPO DE FERMENTACIÓN
CONTROL DE TEMPERATURA
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AGITACIÓN
ENVASADOENFRIADO
PREPARACION DE YOGHURT CON
FRUTAS
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Gracias
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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”
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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 __________________
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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.