INGENIERÍA BIOLÓGICA.FERMENTACIÓN RESULTADOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FACULTAD DE CIENCIAS

INGENIERÍA BIOLÓGICA

MEDELLÍN

RESULTADOS:

1. SOBRE LA MEDICIÓN CUANTITATIVA DE CO2

• Grafique las variables VCO2 en (ml) vs Tiempo en (min), y determine su

pendiente.[pic 1]Las pendientes para cada uno de los carbohidratos incluyendo la levadura

sin carbohidrato deben graficarse en el mismo gráfico.

Tabla 1. Promedio del volumen que se obtuvo de CO2 de los distintos carbohidratos

[pic 2]

Gráfica 1. Comparación del volumen de CO2 de los carbohidratos

[pic 3]

De los datos que recolectamos de cada uno de los gabinetes, hicimos un promedio de estos y los plasmamos en la anterior tabla y gráfica. Después de esto y de haber realizado (con cada uno de los datos) una línea de tendencia, se obtuvieron diferentes funciones.

De ellas (funciones) nos centramos en su pendiente que en este caso sería la Velocidad que está dada en ml/min la que está expresada en la siguiente tabla:

Tabla 2. Velocidad de Fermentación de los Carbohidratos

[pic 4]

Aquí podemos observar que el Carbohidrato que tuvo un mayor crecimiento del volumen de CO2 en el tiempo fue la Sacarosa que creció a una razón de 1,6819 ml/min y el que tuvo menor concentración de CO2 fue la Lactosa la cual creció a una razón de 0,2412 ml/min. Todos los sustratos utilizados tuvieron un crecimiento ascendente incluso la levadura.

• Según la experiencia realizada, ¿Cuál es el orden de velocidad de fermentación de

mayor a menor de acuerdo con la calificación que usted realizó para los carbohidratos que fueron metabolizados? ¿Cómo se podría justificar?

De mayor a menor tenemos lo siguiente:

Tabla 3. Velocidades de mayor a menor

[pic 5]

Según la teoría se dice que la vía fermentativa de la producción de etanol a partir de un carbohidrato está basada en la actividad metabólica de las levaduras sobre una materia prima azucarada.(1) La fermentación alcohólica se prepara por fermentación etanólica de los glúcidos presentes por parte de enzimas glucolíticas de la levadura; para ello se necesitan glúcidos, básicamente polisacáridos que deben ser previamente degradados a mono y disacáridos por enzimas tales como la amilasa y la maltasa para que se pueda proseguir con la fermentación. algunos de estos glúcidos son la fructosa, glucosa, galactosa, almidón, etc.(2)

Por lo anterior podríamos decir que la Sacarosa, Glucosa, Fructosa y la Galactosa al ser monosacáridos y la sacarosa un disacárido es más fácil para ellos entrar en la ruta de la fermentación alcohólica lo que ocurre de manera diferente con el almidón y la lactosa, los que al tener una estructura más compleja se demoran un tiempo más en fermentar.

• ¿Qué resultado obtuvo para el experimento en el cual solo se empleó levadura, sin

presencia de carbohidratos, ¿qué explicación usted puede dar a los resultados de este experimento?

Tabla 4. Resultados obtenidos del volumen de CO2 con la levadura

[pic 6]

Gráfica 2. Comparación de la fermentación de la levadura

[pic 7]

Según los anteriores datos expuestos la levadura a medida que aumentó el tiempo aumentó su nivel de CO2, respecto a los aminoácidos esta tuvo una de las menores velocidades aun así si hubo producción de CO2. Esto se debe a que cuando los glucósidos escasean, se produce la respiración del etanol, vía ciclo de Krebs. Evolutivamente esto es un proceso que no es ventajoso por ser energéticamente desfavorable para la reproducción del organismo, dado que se obtiene mucha menos energía en el proceso con azúcares que en este. No obstante, la gran mayoría de los organismos son muy sensibles al etanol, por lo que se ha entendido como un proceso de competencia por sustrato. (3)

• Cuales carbohidratos fueron metabolizados por la levadura (Saccharomyces

cerevisiae) de acuerdo con los resultados obtenidos y de una descripción de cómo son metabolizados.

Según la gráfica uno (Comparación del volumen de CO2 de los carbohidratos) todos los carbohidratos fueron metabolizados por la levadura; lo anterior se corrobora porque en todos los casos hubo producción de CO2 (teniendo en cuenta que en unos fue menor que en otros como en la Levadura y la Lactosa que obtuvieron menor cantidad de dióxido de carbono).

La glucólisis es la primera etapa de la fermentación, lo mismo que en la respiración celular, y al igual que ésta necesita de enzimas para su completo funcionamiento. A pesar de su complejidad la fermentación alcohólica puede describirse como una glicólisis:

C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP → 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + 2 ATP + 25.5 kcal

Se puede ver que la fermentación alcohólica es desde el punto de vista energético una reacción exotérmica, se libera una cierta cantidad de energía. Si bien el proceso completo (vía Embden-Meyerhof-Parnes) explica los productos resultantes de la fermentación etílica de una hexosa, cabe destacar que el proceso se puede detallar en un glicólisis previo gobernada por un conjunto de enzimas en la que se obtiene 2 piruvato tal y como se describe a continuación:

C6H12O6 → 2 CH3COCOO− + 2 H2O + 2H+

-La reacción química se describe como la reducción de dos moléculas de Nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) de NADH (forma reducida del NAD+) con un balance final de dos moléculas de ADP que finalmente por la reacción general mostrada anteriormente se convierten en ATP (adenosín trifosfato).En primer lugar el piruvato se descarboxila mediante la acción de la piruvato descarboxilasa para dar como producto final acetaldehído liberando por ello dióxido de carbono (CO2) a partir de iones del hidrógeno (H+) y electrones del NADH.(5)

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