Metabolitos en fermentación

1. PRÁCTICA #5
IDENTIFICACIÓN DE METABOLITOS EN
FERMENTACIÓN
CÓDIGO: PR-LB-01
REVISIÓN: 00
FECHA: 12/01/2017
PÁGINA: 1 de 8
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL
LITORAL
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y CIENCIAS
DE LA PRODUCCIÓN
INGENIERÍA EN ALIMENTOS
LABORATORIO DE BIOQUÍMICA ALIMENTARIA
INTEGRANTES:
Diego Guzmán
Nadia Ramírez
Jhonathan Ramírez
PROFESORA:
Ing. Janaina Sánchez García
PARALELO:
101
FECHA DE ENTREGA:
12 diciembre del 2017
II TÉRMINO
2016 – 2017

2. PRÁCTICA #5
IDENTIFICACIÓN DE METABOLITOS EN
FERMENTACIÓN
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REVISIÓN: 00
FECHA: 12/01/2017
PÁGINA: 2 de 8
Contenido
OBJETIVOS...................................................................................................................... 1
DEFINICIONES............................................................................................................... 1
FUNDAMENTO TEÓRICO ............................................................................................. 1
EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS.......................¡Error! Marcador no definido.
PROCEDIMIENTO ..........................................................¡Error! Marcador no definido.
RESULTADOS..................................................................¡Error! Marcador no definido.
CONCLUSIONES.............................................................¡Error! Marcador no definido.
RECOMENDACIONES....................................................¡Error! Marcador no definido.
ANEXOS ........................................................................................................................... 5
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 6

3. PRÁCTICA #5
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OBJETIVOS:
• Proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos (levadura) para producir alcohol y
CO2.
• Observar el efecto que tiene la concentración de azúcar presente en el medio con la
producción de CO2.
DEFINICIONES
• Catabolismo: proceso orgánico mediante el cual moléculas complejas se simplifican a sus
formas más sencillas, liberando energía que luego es usada para diferentes tejidos u órganos
del organismo. [1]
• ATP: es una molécula altamente energética que es sintetizada a partir del catabolismo de
moléculas como glucosa, lípidos, y rara vez proteínas. El ATP es la principal fuente de
energía para las diferentes funciones celulares como la síntesis de otras moléculas, el
transporte a través de las membranas celulares, entre muchas otras funciones. [2]
• Respiración anaerobia: es un proceso metabólico, en ausencia del oxígeno, donde ocurre
la oxidoreducción de compuestos como nitratos, sulfatos, dióxido de carbono, entre otros
diferentes al oxígeno. [3]
• Fermentación: proceso biológico que ocurre en condiciones anaeróbicas donde se lleva a
cabo una oxidorreducción de la molécula energética NADH, la cual conllevará a la síntesis
de ATP en menor cantidad que la respiración aerobia. La fermentación puede ocurrir en
organismos aerobios como anaerobios, solamente que no se utilizará el oxígeno. [4]
• Fermentación alcohólica: proceso anaerobio realizado por algunos microorganismos que
procesan carbohidratos para producir ATP y además producen compuestos de desecho
como dióxido de carbono y etanol. Tiene un amplio empleo en la industria alimenticia, como
por ejemplo es utilizada para la elaboración de panes, vinos, cervezas etc. [5]
FUNDAMENTO TEÓRICO:
La palabra «fermentación» es confusa en Microbiología porque con ella se hace referencia a
cuatro tipos de procesos diferentes: el metabolismo microbiano en ausencia de oxígeno, la
producción de metabolitos secundarios, la modificación de compuestos químicos por
microorganismos en crecimiento y el crecimiento bacteriano en sí cuando el interés del cultivo es
la producción de biomasa. La fermentación es el proceso por el que las células pueden obtener
energía sin llevar a cabo un proceso de fosforilación oxidativa. Esto es: en la fermentación, la
energía se obtiene mediante un proceso químico de fosforilación a nivel de substrato sin que se
produzca una variación neta del poder reductor de la célula.
Los primeros estudios científicos serios sobre procesos de fermentación se llevaron a cabo por
Pasteur en el análisis de los procesos de producción y alteración del alcohol durante la
fabricación del vino. Los procesos de fermentación son universales; esto es: se encuentran en
todo tipo de organismos y, por consiguiente, probablemente represente una de las formas más
antiguas de conservación de la energía.

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Diferencias entre fermentación y respiración: en los procesos de fermentación la energía química
también deriva de la oxidación de compuestos reducidos. En cualquier proceso de oxidación se
produce una transferencia de electrones desde el compuesto reducido que se oxida hasta el
compuesto oxidado que se reduce, y en esa transferencia de electrones se produce la liberación
de energía. En los procesos oxidativos el aceptor final de los electrones de la oxidación es el
oxígeno o, de una manera más general, cualquier compuesto inorgánico oxidado. Sin embargo,
en los procesos fermentativos, la transferencia de electrones se produce hasta llegar a un aceptor
final que es un compuesto orgánico oxidado. Por consiguiente, en un proceso de fermentación
tanto el donador de electrones como el aceptor son compuestos orgánicos, mientras que en un
proceso de respiración el donador de los electrones es orgánico y el aceptor inorgánico.
Otra manera de plantear el mismo proceso es considerar que en un proceso de respiración el
aceptor final de electrones es siempre externo mientras que en un proceso de fermentación el
aceptor final es interno. La respiración es mucho más efectiva energéticamente que la
fermentación porque en aquélla la oxidación del compuesto orgánico es más completa que en
esta y, como resultado de ello, se liberan 688 kcal/mol (DGo) en la respiración de glucosa y sólo
58 kcal/mol en la fermentación. (Estos valores hay que considerarlos a la luz de la necesidad de
7.3 kcal/mol para la síntesis de ATP).
Las rutas fermentativas son anaerobias porque no requieren oxígeno como aceptor final de los
electrones. Esto no quiere decir que en ausencia de oxígeno sólo se pueda producir
fermentación: el aceptor final de los electrones puede ser un compuesto inorgánico oxidado que
los reciba al final de la cadena respiratoria produciéndose un proceso de fosforilación oxidativa
en ausencia de oxígeno. En estos procesos decimos que los microorganismos son capaces de
respirar otras moléculas diferentes al oxigeno como son los nitratos (NO3--) los sulfatos (SO4=).
[6]
La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico que además de generar etanol desprende
grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2) además de energía para el metabolismo de las
bacterias anaeróbicas y levaduras.
La fermentación alcohólica (denominada también como fermentación del etanol o incluso
fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno
- O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de
carbono (por regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la
sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol
(cuya fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas
moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular
energético anaeróbico. El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas
alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc. Aunque en la actualidad se
empieza a sintetizar también etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para
ser empleado como biocombustible.
La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los
microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno para ello disocian las

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moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y
CO2 como desechos consecuencia de la fermentación. Las levaduras y bacterias causantes de
este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en
gran medida al sabor de los productos fermentados (véase Evaluación sensorial). Una de las
principales características de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente
carentes de oxígeno (O2), máxime durante la reacción química, por esta razón se dice que la
fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico. [7]
EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS:
Equipos Materiales de
Laboratorio
Materiales
adicionales
Muestras
Incubadora Matraz erlenmeyer Azúcar Jugo de piña
Vaso de precipitación Levadura
Probeta Globos medianos
Caja petri
Pipeta
PROCEDIMIENTO:
1. Rotular las fiolas numerándolas del 1 al 3.
2. A la fiola 1 agregar 80 ml de jugo, más 20 ml del agua destilada.
3. A la fiola 2 agregar 80 ml de jugo.
4. A la fiola 3 agregar 100 ml de jugo, más 3 gramos de azúcar.
5. Agregar a cada frasco 10 ml de solución de levadura 10%.
6. Colocar en la boca de cada fiola un globo.
7. Incubar las 3 fiolas a 35°C por 24 horas.
8. Observar en cual experimento hubo mayor producción de CO2.
RESULTADOS
FIOLA CONTENIDO COLOR (GLOBO) PRODUCCION DE
CO2
1
80 ml de jugo + 20ml
de agua destilada +
10ml de solución de
levadura
amarillo bajo
2
80 ml de jugo + 10
ml de solución de
levadura
azul medio
3
100 ml de jugo + 3
gramos de azúcar +
10 ml de solución de
levadura
rojo alto

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CONCLUSIONES
➢ La fermentación es el mecanismo anaerobio para producir energía, es decir, existe
ausencia de oxígeno y como agentes oxidantes pueden actuar sulfatos o nitratos, el
aceptor final de electrones no es el oxígeno. Dependiendo de los diferentes
microorganismos es que existe la posibilidad de tener una cadena transportadora de
electrones para que continúen con la reoxidación; en la práctica se usó levadura el cual
es un hongo que realiza fermentación, lo que significa que no existe tal cadena
transportadora de electrones y es un proceso completamente anaeróbico de producción
de energía. Como ya se mencionó, el aceptor final de electrones no es el oxígeno, sino
que puede ser una molécula orgánica lo cual conlleva a tener diferentes tipos de
fermentación cuando son aceptores distintos.
➢ La Saccharomyces cerevisiae realizó fermentación alcohólica, la cual es de gran
importancia dentro de la industria alimentaria, esta levadura degrada los hidratos de
carbono (glucosa); para producir energía y al no poseer todas las etapas degradativas,
contando solamente con la glucólisis y la degradación de piruvato se obtiene la
generación neta de 2 ATP y finalmente se produce alcohol en forma de etanol y el
desprendimiento de dióxido de carbono.
Los compuestos que genera se los utiliza para la elaboración de bebidas alcohólicas
como lo son el vino, cerveza, sidra, etc.
➢ En la experimentación de la práctica con el jugo de piña, las enzimas se encontraban en
la levadura que se le adicionó y el sustrato que usaron para el metabolismo fueron los
carbohidratos (glucosa, sacarosa, fructosa) que estuvieron presentes en el jugo.
Las muestras se trabajaron con distintas disoluciones y como se refleja en la Figura 3 de
los anexos, la fiola 3 obtuvo una mayor producción de CO2 debido a que además de los
azúcares del jugo, se le agregó 3 gramos de sacarosa teniendo así la levadura una gran
cantidad disponible de sustrato para metabolizar mientras que la fiola 1 fue diluida con
agua destilada y la cantidad de azúcares fue menor incluso que en la fiola 2 en la cual
se experimentó con una muestra solamente de jugo, diferenciándose de tal manera en
el tamaño de los globos siendo el amarillo el más pequeño y el azul el de tamaño medio
de entre las tres muestras.
RECOMENDACIONES
• Rotular cada fiola al momento de preparar las soluciones, para evitar confusiones al
momento de observar resultados
• Si al momento de preparar la solución de levadura se sobrepasa el límite del matraz de
aforación, se debe repetir la solución para hacerlo correctamente.
• Colocar los globos habiendo previamente retirado cualquier cantidad de aire que pudiese
contener ya que podría alterar los resultados finales de la muestra y al ser cualitativos
cabe la posibilidad de observar de manera errónea. Además, se debe revisar de que no
posean orificios por el cual se pueda escapar el CO2 que se produce.
• Apretar la boquilla del globo con la fiola usando cintas, pero estas deben ser apretadas
lo más posible, para que al momento de la producción de CO2 no haya fuga
• Respetar las horas y temperatura establecida en la práctica, para obtener resultados
válidos.

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ANEXOS
Figura 1
Las tres muestras de
disolución de jugo de piña a
diferentes concentraciones
Figura 2
Adición de 10 ml de
solución de levadura al
10% a las tres muestras
Figura 3
Resultados de la
producción de gas dado por
la fermentación del jugo a
24 horas luego del
procedimiento

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BIBLIOGRAFÍA
[1] http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=133107
[2] http://medmol.es/glosario/121012glosariomedmol_atp/
[3] http://definicion.de/respiracion-anaerobia/
[4]http://www.iesdionisioaguado.org/joomla/index.php?option=com_content&view=article&id=12
94:preguntas-resueltas-metabolismo&Itemid=125
[5] http://www.planetasaber.com/theworld/gats/seccions/cards/default.asp?pk=958&art=59
[6] http://www.unavarra.es/genmic/metabolismo/05-respiracion%20y%20fermentacion.htm
[7] http://es.slideshare.net/JudyRosero/fermentacin-5290812