BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA INDUSTRIA

AGROALIMENTARIA

CRISTINA RAMÍREZ T. Ph.D

PROFESORA DE LA ESCUELA DE INGENIERIA DE

ALIMENTOS

UNIVERSIDAD DEL VALLE

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA AGROINDUSTRIA

Describe procesos de naturaleza biológica

Algunos desde 3000 a 6000 a.C.

Caracterizados por ser desarrollados industrialmente

Amplio conocimiento de aspectos bioquímicos

Y microbiológicos

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA AGROINDUSTRIA

La biotecnología es la integración de las ciencias naturales e ingeniería para conseguir aplicar organismos, células o partes de los mismos y

análogos moleculares en productos y servicios (Asamblea General de la F.E.B., 1989). Esta definición

es aplicable tanto a la biotecnología “tradicional” como a la “moderna”.

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA AGROINDUSTRIA

INGENIERÍA AGRÍCOLAINGENIERÍA DE ALIMENTOS Y AGROINDUSTRIAL

INGENIERÍA QUÍMICA

BIOLOGÍA

INGENIERÍABIOQUÍMICA

BIOQUÍMICA

BIOLOGÍA MOLECULAR

QUÍMICA

BIOTECNOLOGÍAINDUSTRIAL

QUÍMICA INDUSTRIAL

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA AGROINDUSTRIA

• Actividades como:

• Acuacultura

• Veterinaria

• Procesamiento de materiales biológicos

• Alimentos mediante técnicas biológicas

• Ingeniería genética

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA AGROINDUSTRIA

• La Biotecnología “Moderna” abarca todos los métodos de modificación genética por ADN recombinante y técnicas de fusión celular, junto con desarrollos modernos de procesos biotecnológicos tradicionales.

BIOTECNOLOGIA DE ALIMENTOS DEFINICIÓN

• La biotecnologia alimentaria puede definirse como el uso de las tecnologías biológicas para la producción, transformación o preservación de alimentos o bien para la producción de materias primas, aditivos.

BIOTECNOLOGIA DE ALIMENTOS DEFINICIÓN

• Procesos de transformación: mejoramiento de las características organolépticas, químicas fisicoquímicas o nutricionales

IMPACTO DE LA BIOTECNOLOGIA ALIMENTARIA

El mayor impacto:

• Elaboración de materias primas y aditivos para elaboración de alimentos

IMPACTO DE LA BIOTECNOLOGIA ALIMENTARIA

• Aminoácidos y vitaminas

• Colorantes y biopolímeros

• Potenciadores de sabor

• Ácidos orgánicos

• Aromas

• Enzimas microbianas

• Producción de biomasa

BIOTECNOLOGIA DE ALIMENTOS ANTECEDENTES

HISTÓRICOS

El vino y el vinagre datan de

la medicina en

Babilonia,alrededor del

5000 a.C.

Vino y vinagre

Se ha conseguido identificar la presencia de vino blanco enánforas que tenían más

de 3.300 años de antigüedad.

BIOTECNOLOGIA DE ALIMENTOS ANTECEDENTES

HISTÓRICOS

LA SALSA DE

SOJA es uno de los

condimentos más

antiguos del mundo y

tiene su origen en

China, hacia

el final de la dinastia

Chouu.

Miso

Saké

SALSA DE PESCADO

Hallado el barco romano más grande encontrado hasta hoy en aguas del Mediterráneo occidental (2000)

Se ha datado en el siglo I de nuestra era.

1200 ánforas, supestamente cargadas de garum,una salsa de pescado de origen español

BIOTECNOLOGIA DE ALIMENTOS ANTECEDENTES HISTÓRICOS

BIOTECNOLOGÍA DE ALIMENTOS ANTECEDENTES HISTÓRICOS

SALSA DE PESCADO

Hallado el barco

romano más

grande encontrado

hasta hoy

en aguas del

Mediterráneo

occidental (2000)

Se ha datado en el siglo I de nuestra era.

1200 ánforas, supestamente cargadas de garum,

una salsa de pescado de origen español

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA

AGROINDUSTRIA

• Consolidación de la

microbiología,

bioquímica e

ingeniería químia

(1800-1900).

• Implementación de

técnicas de cultivo

• Aislamiento de

microoganismos

• Cultivos puros

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA

AGROINDUSTRIA

• Descubrimiento de las

enzimas y su papel

como agente catalítico

• Consolidación de la

bioquímica

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA

AGROINDUSTRIA

• MICROORGANISMOS Y

MEDIOS DE CULTIVO

PARA UTILIZACIÓN

INDUSTRIAL:

• El suceso de un proceso

fermentativo depende de la

correcta definición de

• 1. El microorganismo

• 2. El medio de cultivo

• 3. La forma de conducción

del proceso fermentativo

• 4. Etapas de recuperación

del producto.

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA

AGROINDUSTRIA

• Desarrollo de la

tecnología

enzimática

• Sustitución de

enzimas de origen

vegetal y animal por

las de origen

microbiana ,más

disponibles, baratas

y con mejores

características

BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA AGROINDUSTRIA

• Fortalecimiento de las fermentaciones sumergidas y sólidas (1960).

• La genética y la biología molecular com el mejoramiento de microorganismos (1970).

• Tecnología del ADN recombinante (1978)

IMPACTO DE LA INGENIERÍA GENÉTICA EN LA BIOTECNOLOGÍA AGROINDUSTRIAL

• Clonación molecular y recombinación de ácidos nucleicos.

• Em 1986 se establecieron los requisitos y el marco legal para la experimentación

APLICACIONES ACTUALES Y PERSPECTIVAS

• Proteína unicelular

• Modificación de proteína

• Producción de enzimas (B. licheniformis)

• Producción de alcohol

• Kluveromyces lactis; K. fragilis y S. cerevisiae

• Bebidas alcoholicas (Schwanniomyces castelli), S. uvarum

APLICACIONES ACTUALES Y PERSPECTIVAS

• Estabilización de genes codificados por plásmidos.

• Cultivos resistentes a bacteriófagos

• Mejor textura sabor y aceleración de maduración

APLICACIONES ACTUALES Y PERSPECTIVAS

• Producción de bacteriocinas y otros compuestos antibacteriales

• Producción de polímeros que mejoran el cuerpo y textura de productos lácteos fermentados

APLICACIONES ACTUALES Y PERSPECTIVAS

Consecución de cultivos lácticos que toleren liofilización

PROBIOTICOS EN LA AGROINDUSTRIA

PORCICULTURA

APLICACIÓN DE BACTERIAS LÁCTICAS

• ENSILADOS PARA ALIMENTACIÓN ANIMAL

El proceso de ensilaje ha

permitido procesar

exitosamente la mayoría de

los desechos de origen

animal y de usarlos sin

problemas como alimento

para animales. Pérez (1995)

APLICACIÓN DE BACTERIAS LÁCTICAS

• ENSILADOS PARA APROVECHAMIENTO DE RESÍDUOS:

• RESÍDUOS DE PESCA

• GALLINAZA

• ESTIERCOL EN GENERAL

• RESÍDUOS DE FRUTAS Y HORTALIZAS

.Conteo de microorganismos patógenos

al comienzo y al final del proceso

fermentativo en el biorreactor tubular

(en 10-6 UFC/mL)1

Microorganismo Comienzo Final

Enterobacterias 8.4 Ausencia

Escherichia coli

spp

10.5 Ausencia

Shigella y

Salmonella spp.

2.5 Ausencia

1 Media de todos los tratamientos

TENDENCIA EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

1. Preocupación del consumidor respecto a la salubridad

de los alimentos.

2. Hay una tendencia creciente hacia alimentos frescos y pocos

procesados,

lo cual aumenta la importancia de la calidad global del alimento,

(sabor, textura, valor nutricional, sanidad, etc.)

3.Existe una aceptación menor de normas cada vez

más estrictivas de los aditivos químicos tradicionales,

lo que implica necesidad de uso de extensores de vida

útil o bioprotectores.

PRESERVACIÓN DE ALIMENTOS

. CÁRNICOS:

Nuevos sistemas de conservación, de tipo biológico, asociado al concepto de natural, es una demanda de los consumidores a nivel mundial. El mayor conocimiento de las bacterias ácido lácticas, permite diseñar nuevas alternativas.Preservación de alimentos

PRESERVACIÓN DE ALIMENTOS

• Aprovechamiento de pesca no comercial

Pasta y salsa de pescado

APLICACIÓN DE BACTERIAS LÁCTICASEN NUEVOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS

• Adición a cereales y leguminosas para disminución de fitatos

• Elaboración de productos fortificados con adición de lácticas

• Mejoramiento de texturas de masas para panificación, fritura y extrusión

PROPIEDADES DE LAS BACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS (BAL) EN MASAS PARA PRODUCTOS DE FRITURA

PRESERVACIÓN DE HORTALIZAS Y FRUTAS

• Alternativas de Fortificación:

• Adición de bacterias lácticas al proceso de deshidratación, impide oxidación y mejora las calidades organolépticas.

LAS MASAS MADRE NATURALES

• E VOLUCIONES TECNOLÓGICAS

• Cultivos iniciadores (starters): obtención de fermentación mixta en la masa.

• Objetivo: obtención de una flora concentrada y activa que permita mediante siembra directa o indirecta , con o sin adición de levadura, obtener una fermentación mixta de la masa

HARINAS FERMENTADAS DE YUCA PARA PANIFICACIÓN

Estudio de bioconversión por fermentación en

estado sólido de harinas de mandioca a partir de

cepas de Rhizopus con capacidad de atacar almidón

crudo para obtención de una harina panificable de

cualidad alimenticia

HARINAS FERMENTADAS DE YUCA PARA PANIFICACIÓN

Fermentación en columna

HARINAS FERMENTADAS DE YUCA PARA PANIFICACIÓN

Fermentación en bandeja

HARINAS FERMENTADAS DE YUCA PARA PANIFICACIÓN

Aspecto exterior e

interno de los panes

elaborados con 0 a

40% de harina de

mandioca sin

fermentar

Aspecto interior y

externo de los panes

Elaborados con 0 a

25% de harina de

Mandioca fermentada

CONCLUSIONES

•La biotecnología en la agroindustria alimentaria puede abriren nuestra región sinnúmero de posibilidades para eldesarrollo de nuevos productos.

•Es importante contar dentro de nuestras universidadeslaboratorios o plantas que permitan el desarrollo de lainvestigación.

•La aplicación de estas tecnologías apuntan a las exigenciasmundiales de elaboración de productos sanos, mínimamenteprocesados, sin aditivos químicos, con propiedades benéficaspara la salud.