Biotecnología Alimentaria

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Fase 3 -  Planeación del proyecto

Karoll Dayanna Villa Cujar

Código: 1003481735

Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería ECTBI

Universidad Nacional Abierta y a Distancia_UNAD

Ingeniería de Alimentos

CEAD Ibagué-Tolima

Grupo:

211619_25 Biotecnología Alimentaria

Tutor:

Yanine Mercedes Arrieta Garay

7 octubre del 2023

Actividad individual

• Identificar al menos 1 ingrediente, aditivo alimentario o compuesto bioactivo que pueda obtenerse por medio de un bioproceso y se pueda incluir en el producto alimentario elegido en la fase 2, justificando la pertinencia de su utilización en el foro (resumen de máximo 150 palabras).

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la xantana, también conocida como goma xántica, es un polisacárido de alto peso molecular que se obtiene a través de la fermentación utilizando el microorganismo Xanthomonas campestris. En la industria alimentaria, se utiliza ampliamente debido a su versatilidad, ya que actúa como estabilizante, emulsificante y espesante para mejorar la consistencia de los alimentos. En el caso de bebidas como el yogur, la xantana a menudo se utiliza para dar cuerpo cuando se encuentran partículas sólidas, como trozos de pulpa, ayudando así a mantenerlas suspendidas y lograr una apariencia uniforme.

Entre sus propiedades destacadas se incluye la capacidad de reducir la sinéresis, retener el agua en el alimento, homogeneizar la textura, controlar la cristalización, encapsular sabores y formar biopelículas. En aplicaciones relacionadas con productos lácteos, la concentración típica de xantana varía de 0,05% a 0,02% en p/p.

• Consultar al menos 1 texto científico donde se describa el proceso de obtención del ingrediente seleccionado y definir en un mapa mental:

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Procesos anteriores a la fermentación (preparación del cultivo, introducción de microorganismos)

Para llevar a cabo estas etapas, es esencial contar con cepas de microorganismos conservadas en forma de liofilizados o en un medio de cultivo de mantenimiento adecuado, que garantice su viabilidad y mantenga sus propiedades fisiológicas. Este medio debe incluir glucosa como fuente de carbono. Posteriormente, se procede a la inoculación de estas cepas en un medio de cultivo de crecimiento con una relación equilibrada entre carbono y nitrógeno.

Durante el proceso de inoculación, se preserva la cepa seleccionada a largo plazo mediante técnicas como la liofilización y el congelamiento para mantener sus características intactas. Después de mantener esta cepa en cultivo conservado, se toma una pequeña cantidad de ella para cultivarla en medios sólidos o líquidos, y este cultivo se escala gradualmente hasta obtener la cantidad necesaria para la inoculación. Finalmente, este inoculo se introduce en el biorreactor junto con el medio de cultivo, que previamente ha sido esterilizado (Carmona, 2015).

Procesos de fermentación (elección del microorganismo y control de variables como pH, temperatura, aireación, etc.)

En esta fase, se utiliza el microorganismo Xanthomonas campestris, cuyo rango óptimo de temperatura de crecimiento se encuentra entre 22 y 39 °C, alcanzando su temperatura ideal a 30 °C, con un nivel de pH en el rango de 6,0 a 8,0. Para llevar a cabo esta fermentación, se recurre a un biorreactor de tipo tanque agitado (BTA). En este contexto, se otorga especial importancia a dos variables de control que influyen significativamente en la calidad de la goma Xantana: la agitación y la aireación. Estas variables se ajustan para lograr un coeficiente de transferencia de masa de oxígeno (kLa) óptimo, que se alcanza a una velocidad de agitación de 300 rpm y una velocidad de aireación de 3 vvm a una temperatura de 28 °C. Esto permite obtener una producción máxima de 8,15 g/L con un kLa de 21,4/h de fermentación, sin que esto tenga un impacto negativo en la biomasa. Este proceso se basa en un enfoque de producción discontinua o por lotes.(Borges; Moreira; Vendruscolo & Ayub, 2008).

Operaciones posfermentativas (tipo de proceso para separación del compuesto de interés).

En las operaciones posfermentativas, se procede a la recuperación del xantano, un compuesto insoluble en agua, mediante destilación utilizando alcohol isopropanol, un agente precipitante exclusivo para usos alimenticios. Cuando el xantano se pone en contacto con este alcohol, se desencadena una reacción de precipitación, seguida de un proceso de secado y molienda para obtener un polvo fino que se empaqueta. Además, se introduce la adición de sales mono y divalentes, cuyos cationes se unen a los grupos ionizados de la molécula polianiónica del xantano, reduciendo así la cantidad de alcohol necesaria en este proceso. Para optimizar aún más el uso del alcohol, se implementa una combinación de ultrafiltración y precipitación, ya que la recuperación del alcohol impacta significativamente en los costos globales del proceso (Criollo, 2019).

Referencias bibliográficas

Borges, C. D., Moreira, A. Da S., Vendruscolo, C. T., & Ayub, M. A. Z.. (2008). Influence of agitation and aeration in xanthan production by Xanthomonas campestris pv pruni strain 101. Revista argentina de microbiología, 40(2), 81-85. Recuperado en 04 de abril de 2023, de  

Seviour, R.J., Harvey, L.M., Fazeda, M., & McNeil, B. (2013). Production of foods and food components by microbial fermentation: an introduction (pp. 97-118). En Giavasis, I., Harvey, L. M., McNeil, B., & Archer, D. B. (Ed.), Microbial Production of Food Ingredients, Enzymes and Nutraceuticals. Woodhead Publishing.  

Carmona, J. (2015). REOLOGÍA DE DISPERSIONES ACUOSAS DE GOMA XANTANA DE PRESTACIONES AVANZADAS. Recuperado de   

Criollo, A. (2019). Evaluación de la producción del xantano en cultivos por lote por Xanthomonas campestris 1459 empleando subproductos agroindustriales como fuente de carbono. Recuperado de   

Fase 3 -  Planeación del proyecto

Karoll Dayanna Villa Cujar

Código: 1003481735

Jhon Deynner Quiñones Marroquin

Código:93239414

Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería ECTBI

Universidad Nacional Abierta y a Distancia_UNAD

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