AISLAMIENTO Y SELECCIÓN PRIMARIA DE BACTERIAS PRODUCTORAS DE DEXTRANOS

I. INTRODUCCION

La caña de azúcar (Saccharum officinarum L) es exprimida para obtener su jugo que después de ser purificado y neutralizado, deja cristalizar el azúcar. Considerando la importancia que representa la caña de azúcar para la industria azucarera, se hace necesario incrementar el contenido de sacarosa libre de dextrana (destrucción de sacarosa causada por la acción de microorganismos acompañantes de la caña, siendo uno de los más importantes Leuconostoc mesenteroides). En este trabajo de investigación se determinó la inhibición de la bacteria ácido-láctica L mesenteroides aislada en un ingenio azucarero del Valle del Cauca mediante la utilización de microorganismos antagonistas. La pérdida de sacarosa y la formación de dextrana están asociadas con el deterioro de la caña de azúcar. El azúcar producido con caña deteriorada contiene un alto contenido de dextranas y no reúne las condiciones de aceptabilidad para su empleo como materia prima en la elaboración de algunos alimentos. Durante años este ha sido un problema que la industria azucarera ha enfrentado, convirtiéndose en un reto para el mejoramiento de la calidad y producción del azúcar. Las características físicas y químicas del jugo de caña de azúcar hacen de éste un excelente sustrato para el desarrollo de microorganismos. Uno de estos microorganismos es Leuconostoc mesenteroides el cual degrada la sacarosa presente en el jugo y forma de incorporar al mismo tiempo, metabolitos como el ácido láctico, acético, etanol, manitol y polisacáridos como dextranas y lévanos. Ciertas especies del género Leuconostoc pueden ser particularmente perjudiciales en un Ingenio azucarero, desarrollándose en ciertas etapas del proceso tecnológico propio de este tipo de empresa, provocando grandes pérdidas de sacarosa y por lo tanto reduciendo la productividad con el perjuicio económico que esto conlleva. En la caña de azúcar es posible encontrar una amplia diversidad microbiana, siendo comunes las bacterias productoras de acido láctico a partir de la fermentación de la sacarosa, también llamadas bacterias acido-lácticas. Dentro de este grupo, los géneros mas comúnmente encontrados son: Leuconostoc, Lactobacillus y Peiococcus, los cuales pueden encontrarse en la superficie de las tinas (clarificador) donde cae la melaza o costra de sacarosa o por el contrario venir inmersas en el jugo de caña después de la molienda, suministrando un medio de crecimiento ideal para algunas de estas bacterias presentes en el material. Leuconostoc sp, es responsable de una disminución significativa en la producción de azúcar y etanol debido a los procesos de fermentación de la sacarosa, presentándose perdidas cercanas al 20% del total producido (Incauca S.A., com.pers.).

El método de control empleado habitualmente en la industria contra los microorganismos, y en especial de bacterias ácido-lácticas como Leuconostoc sp es el uso de químicos, sin embargo, la

industria alimenticia o aquella industria que elabora productos de consumo humano se ve en dificultad para el control de microorganismos por químicos, dado que estos generalmente pueden ser tóxicos al humano o acarrear graves consecuencias al medio ambiente, trayendo consigo sanciones punitivas a la empresa por parte de la entidad ambiental encargada [2]. Por lo anterior, los ingenios azucareros abocados a la pérdida constante de divisas debido al crecimiento indeseable de Leuconostoc sp en el proceso de producción, y teniendo en cuenta que los químicos no representan una estrategia eficiente y rentable para el control de este microorganismo, hacen con mayor frecuencia uso del control biológico utilizando microorganismos antagonistas, inocuos para la salud humana que no tengan repercusión en el proceso de producción y que a la vez sea de fácil recuperación si ese fuera el caso.

Leuconostoc mesenteroides es un estreptococo láctico heterofermentativo osmofílico, esto significa que es capaz de crecer en concentraciones de sacarosa iguales o mayores al 10%. Tiene gran tolerancia para desarrollarse en concentraciones azucaradas de hasta 55 a 60%, lo que permite su desarrollo en jarabes, caramelo líquido, crema de helado, etc. Produce gran cantidad de mucílago en medios que contienen sacarosa, esto es deseable cuando es necesaria la producción de dextrano (polisacárido gomoso), sin embargo, en otros casos representa un contratiempo, sobre todo en la elaboración u obtención de alimentos ricos en este disacárido, como por ejemplo en la extracción de azúcar a partir de caña o remolacha azucarera. Para efectuar la detección de este microorganismo se efectúa un enriquecimiento utilizando un medio de crecimiento que contenga altas concentraciones de sacarosa (10%). Posteriormente se aísla en un medio sólido selectivo con concentraciones similares del carbohidrato. L. mesenteroides forma colonias características convexas, translúcidas, mucosas por la producción de dextranas que se asemejan a gotas de agua y se le identifica posteriormente con una observación microscópica, ya sea por tinción de Gram (diplococo capsulado Gram +) o bien de cápsula. El hábitat de esta especie bacteriana lo constituyen las superficies de vegetales, frutas, soluciones azucaradas, la leche y productos lácteos. El Leuconostoc mesenteroides participa en la primer etapa de las fermentaciones lácticas, contribuyendo en la producción de ácido láctico hasta una concentración que va de 0.7 al 1%, además de otras sustancias tales como, ácido acético, etanol, manitol y dióxido de carbono, que en conjunto le proporcionan un sabor y aroma característico al producto fermentado. Además existen ciertos biotipos que presentan metabolismo aerobio oxidativo y que producen dióxido de carbono y ésteres del ácido láctico y acético.

Los objetivos de está práctica son: identificar las fuentes naturales a partir de las cuales es factible aislar con éxito bacterias productoras de dextrano, ejecutar estrategias que garanticen el aislamiento de bacterias productoras de dextrano y aislar bacterias productoras de dextrano a partir de fuentes naturales.

II. MATERIALES- Jugo de caña de azúcar

- Agar hipesacarosadp- Frascos vacios de penicilina- Matraces de 250ml- 2 mecheros- Pipetas de 5 y 10ml- Vaso de precipitación de 200ml - Autoclave- Microscopio

III. PROCEDIMIENTO

1. Extraer el jugo d azúcar

2. Esterilizar el medio de trabajo

3. Abrir los dos matraces con caldo hipersacarosado, poner 2 mecheros a los costados para empezar con la práctica.

4. Colocar 7.5ml del jugo a cada matraz.

5. Rotular los matraces (fecha, grupo y curso).

6. Incubar a 30°C por 24 horas.7. Sembrar por estrías en 2 placas y hacer diluciones

8. Observar si se forman colonias (observar detalles morfológicos: bordes, color)

9. Aislar las colonias en frascos pequeños con agar.

10. Guardar en frascos de penicilina y de esa misma placa se hace coloración maneval.

11. Por último sembrar en frascos pequeños de agar hipersacarosado.

IV. RESULTADOS

PLACA DE COLONIAS DE LEUCONOSTOC EXTRAIDAS DE JUGO MIXTO

Numero total de colonias desarrolladas: 45 colonias de Leuconostoc

Numero total de colonias productoras de dextrano: 15 colonias productoras

Porcentaje de colonias productoras de dextrano: 33 % del total

PLACA DE COLONIAS DE LEUCONOSTOC AISLADAS DE LA CAÑA DE AZUCAR

Numero total de colonias desarrolladas: 42 colonias de Leuconostoc.

Numero total de colonias productoras de dextrano: 8 colonias productoras

Porcentaje de colonias productoras de dextrano: 19 % del total

CUADRO DE OBSERVACION MORFOLOGICA:

COLONIAS DE LEUCONOSTOC

COLOR TAMAÑO BORDE

EXTRAIDAS DEL JUGO MIXTO

BEIGE 0,5 mm aprox. Bajo relieve

EXTRAIDAS DE CAÑA DE AZUCAR

BEIGE 0,8 mm aprox. Bajo relieve

COLORACION MANEVAL – LEUCONOSTOC AISLADO – 40X

V. DISCUSION:

Miller, G. menciona que el dextrano es un polisacárido de alto peso molecular, compuesto de unidades de D-glucosa unidos mediante enlaces glucosídicos α -(1-6); son estructuralmente diversos y se caracterizan de acuerdo con el porcentaje, naturaleza y distribución de sus enlaces. El dextrano se produce generalmente en cultivos de bacterias lácticas como Streptococcus, Acetobacter o Leuconostoc, en medios que contienen sacarosa; las células en crecimiento secretan una enzima inducible llamada dextransucrasa que convierte el exceso de sacarosa hidrolizándola en dextrano y liberando fructosa al medio.

VI. CONCLUSION:

Se indentifico las fuentes naturales, tales como jugo mixto y caña de azucar donde es factible aislar con éxito bacterias productoras de dextrano.

Se logro aislar bacterias productoras de dextrano a partir de fuentes naturales.

VII. BIBLIOGRAFIA:

- Miller, G. L. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal. Chem. 31: 426-428, 1959.

- Rodríguez Charry, Jacqueline. Estudio del comportamiento de la enzima glucosa isomerasa inmovilizada en un reactor enzimático. Universidad de América, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química, Bogotá, 2004. 20. Roe, J. H.; Epstein, J. H.