biotecnologia y aplicaciones en la agroindustria
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BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA INDUSTRIA
AGROALIMENTARIA
CRISTINA RAMÍREZ T. Ph.D
PROFESORA DE LA ESCUELA DE INGENIERIA DE
ALIMENTOS
UNIVERSIDAD DEL VALLE
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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
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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”.
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BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA AGROINDUSTRIA
INGENIERÍA AGRÍCOLAINGENIERÍA DE ALIMENTOS Y AGROINDUSTRIAL
INGENIERÍA QUÍMICA
BIOLOGÍA
INGENIERÍABIOQUÍMICA
BIOQUÍMICA
BIOLOGÍA MOLECULAR
QUÍMICA
BIOTECNOLOGÍAINDUSTRIAL
QUÍMICA INDUSTRIAL
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BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA AGROINDUSTRIA
• Actividades como:
• Acuacultura
• Veterinaria
• Procesamiento de materiales biológicos
• Alimentos mediante técnicas biológicas
• Ingeniería genética
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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.
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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.
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BIOTECNOLOGIA DE ALIMENTOS DEFINICIÓN
• Procesos de transformación: mejoramiento de las características organolépticas, químicas fisicoquímicas o nutricionales
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IMPACTO DE LA BIOTECNOLOGIA ALIMENTARIA
El mayor impacto:
• Elaboración de materias primas y aditivos para elaboración de alimentos
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IMPACTO DE LA BIOTECNOLOGIA ALIMENTARIA
• Aminoácidos y vitaminas
• Colorantes y biopolímeros
• Potenciadores de sabor
• Ácidos orgánicos
• Aromas
• Enzimas microbianas
• Producción de biomasa
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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.
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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
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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
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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
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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
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BIOTECNOLOGIA Y APLICACIONES EN LA
AGROINDUSTRIA
• Descubrimiento de las
enzimas y su papel
como agente catalítico
• Consolidación de la
bioquímica
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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.
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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
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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)
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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
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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
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APLICACIONES ACTUALES Y PERSPECTIVAS
• Estabilización de genes codificados por plásmidos.
• Cultivos resistentes a bacteriófagos
• Mejor textura sabor y aceleración de maduración
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APLICACIONES ACTUALES Y PERSPECTIVAS
• Producción de bacteriocinas y otros compuestos antibacteriales
• Producción de polímeros que mejoran el cuerpo y textura de productos lácteos fermentados
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APLICACIONES ACTUALES Y PERSPECTIVAS
Consecución de cultivos lácticos que toleren liofilización
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PROBIOTICOS EN LA AGROINDUSTRIA
PORCICULTURA
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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)
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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
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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.
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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
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PRESERVACIÓN DE ALIMENTOS
• Aprovechamiento de pesca no comercial
Pasta y salsa de pescado
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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
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PROPIEDADES DE LAS BACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS (BAL) EN MASAS PARA PRODUCTOS DE FRITURA
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PRESERVACIÓN DE HORTALIZAS Y FRUTAS
• Alternativas de Fortificación:
• Adición de bacterias lácticas al proceso de deshidratación, impide oxidación y mejora las calidades organolépticas.
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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
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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
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HARINAS FERMENTADAS DE YUCA PARA PANIFICACIÓN
Fermentación en columna
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HARINAS FERMENTADAS DE YUCA PARA PANIFICACIÓN
Fermentación en bandeja
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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
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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.