ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA INFORME DE LABORATORIO DE BIOTECNOLOGÍA PRACTICA Nº01 DATOS GENERALES: Alumnos:
Cristina Salguero
Nataly Salguero
Gabriela Albán
Edwin Bayas
Mauricio Orna
Fecha: 2014/04/09 Nivel: Octavo “A”
1. TEMA: LA LEVADURA COMO ESPONJANTE 2. INTRODUCCIÓN: La esponjosidad de la masa panaria panaria se debe a la presencia de levaduras ya que estas se encargan de dar el sabor, olor y textura del pan a través de un proceso conocido como fermentación. En el que la harina contenida en dicha composición se hidroliza antes de una etapa de fermentación para liberar los azúcares fermentables del almidón, eliminándose estos azúcares azúc ares liberados mediante una etapa de fermentación microbiana. La levadura que se utiliza es la Saccharomyces cerevisiae. Su temperatura óptima de crecimiento varía entre los 22 y los 29° C, y no sobreviven a mas de 53°C. Se puede almacenar a temperaturas de 7°C o menores. Fermenta una concentración de azúcar con una concentración inferior al 12%; se inactiva cuando la concentración de azúcar supera el 15% por la presión osmótica del medio. (Hernández, A 2003) La función de la levadura durante la fabricación del pan, es generar dióxido de carbono y alcohol, a partir de los azúcares provenientes de la harina de trigo o los que se le adicionan. El primero queda atrapado entre la red creada de gluten y hace que la masa se hinche. El alcohol proporciona una serie de reacciones que permiten la obtención del sabor y aroma característicos. Existe levadura en estado seco deshidratado o en fresco. La relación general indica que 10 gramos de levadura fresca equivalen a 3 gramos de levadura seca.
3. OBJETIVOS: Objetivo general: Determinar cuantitativamente la esponjosidad de levadura por el aumento del volumen durante 60 minutos.
Objetivos específicos: 1. Analizar el comportamiento de la levadura en una masa de harina con azúcar. 2. Establecer como ocurre el proceso de esponjamiento de la masa panaria. 3. Establecer en que formulación se produce un mayor hinchamiento de la masa después de 60 minutos.
4. MARCO TEÓRICO Fermentación La fermentación se refiere a la ruptura de los compuestos como los azucares para producir en sustancias orgánicas de bajo peso molecular como el alcohol y otros productos derivados de la reacción fermentativa como CO2 Y H2O bajo el efecto de levaduras o bacterias (fermentos). Diferentes tipos de fermentación son responsables de una serie de productos que se consumen en la vida cotidiana. Por ejemplo, la fermentación láctica es utilizada para hacer el queso, la mantequilla y algunos yogures; fermentación con acético se utiliza para producir vinagre del vino, y la fermentación alcohólica se utiliza para producir alcohol, sidra, cerveza y otros numerosos productos. (Rosada, 2011) La Levadura La levadura es un organismo vivo capaz de crecer y reproducirse cuando encuentra el ambiente propicio, la levadura presenta la particularidad de actuar principalmente sobre dos azucares, en los procesos fermentativos donde se utiliza la harina de trigo principalmente en la panadería azúcar común o sacarosa y azúcar natural de harina o maltosa, transformándolas en alcohol y anhídrido carbónico, gas que hace que las masas tomen volumen, este tipo de levadura es la Saccharomyces cerevisae . Este proceso es conocido como fermentación. También la importancia de la levadura se debe al poder alimenticio que provee al organismo, ya que posee un alto contenido de proteínas y complejo vitamínico del grupo B. (Panis Nostrum, 2009)
Factores que intervienen en la fermentación Humedad : Sin agua no puede asimilar ningún alimento Azúcar: Es el alimento de la levadura Materias hidrogenadas: La levadura las toma de las proteínas de la harina Minerales: Los obtiene de la harina, del agua y azúcar Temperatura: La recomendada para una buena acción de la levadura es 26ºC. Temperaturas más bajas retendrán la acción, temperaturas altas debilitan su acción (sobre 35ºC) Y sobre los 60ºC se muere totalmente. Para una buena conservación se puede refrigerar a 5ºC. (Panis Nostrum, 2009) Transformaciones enzimáticas y químicas
Por la acción enzimática de la levadura, la glucosa, u otro azúcar fermentable por ella, es transformada en anhídrido carbónico y alcohol, pasando por varios productos intermedios. El
alcohol, siendo líquido a la temperatura de la masa, pasa a formar parte de la fase líquida de ésta. El anhídrido carbónico, que es gaseoso, es disuelto parcialmente, dando ácido carbónico, quedando otra parte retenido en la fase gaseosa de la masa, y escapando el resto.
Fig. N° 1. Esquema de los procesos fermentativos Las fermentaciones llevadas a cabo por los sistemas enzimáticos de las bacterias lácticas y acéticas tienen un carácter secundario. Las lácticas utilizan como sustrato la glucosa para producir ácido láctico y las acéticas transforman en ácido acético el alcohol producido por la levadura. El ácido láctico es un ácido relativamente fuerte y se produce en cantidades apreciables, por lo que su efecto inmediato al pasar a la fase líquida de la masa es aumentar la acidez de ésta. El ácido acético, al ser más débil, tiene un efecto considerablemente menor sobre aquélla. El nitrógeno soluble que la levadura incorpora a su metabolismo le suele ser suministrado en forma de sales amónicas de ácido fuerte (sulfato y cloruro). La asimilación del amonio por la levadura deja en libertad los ácidos que, por ser fuertes, afectan grandemente al pH, aun cuando se encuentren en pequeñas proporciones. Como resultado de todas estas reacciones, cuyos productos finales son ácidos de distinta clase y fuerza, se produce una disminución del pH, de 6 unidades a 5 unidades, que repercute en las propiedades de hidratación del gluten, en la velocidad de las reacciones enzimáticas, y, en general, sobre todos los procesos que tienen lugar en el seno de la masa. (García, 1964)
Fig. N° 2. Transformaciones que aumentan la acidez
Azúcares fermentecibles y reacciones que intervienen ridos (gl ucosa/fructosa) ---> enzima Kinasa(levadura) ---> CO2+alcohol+Ác. M onosacá Orgánicos
Disacá r idos (sacarosa)- --> enzima invertasa (levadura)---> glucosa+fructosa---> bacterias
lácticas ---> ácidos láctico/acético/butírico
Disacá ridos (maltosa )---> enzima maltasa (levadura)---> glucosa---> enzima zimasa
(levadura)---> CO2+alcohol
Polisacáridos (ami losa )---> enzima amilasa (harina)---> maltosa---> enzima maltasa
(levadura)---> glucosa >> enzima zimasa (levadura) >> CO2+alcohol Estas reacciones se producen prácticamente en medio anaeróbico (en ausencia de oxígeno). (Panis Nostrum, 2009)
5. MATERIAL:
Vasos de precipitación de 250mL Probetas de 250mL Erlenmeyer de 250mL Varilla de agitación Probeta de 100mL Espátula Reverbero Termómetro Pipeta de 10mL
Reactivos: Levadura Glucosa
Equipo: Estufa
6. Procedimiento: LEVADURA COMO ESPONJA
Numerar los vasos de precipitación del
Añadir 3 g de glucosa a cada vaso del 1 al 3
Vaso 1: Añadir 22.5mL de agua
Vaso 2: Añadir 15mL de agua
Preparar la suspensión de levadura
En un Erlenmeyer, suspender por agitación 10g de levadura
Adicionar 120mL de agua
Suspensión de levadura
Vaso 1: 7.5mL
Vaso 2: 15mL
Vaso 3: 30mL
Vaso 4: 30mL
Mezclar cada masa con una Añadir las masas a las probetas de 250mL
Colocar a
Leer y anotar la altura de la masa en cada probeta al inicio y a intervalos de 10min por un período de 60min
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En las mediciones 2,3,4 la mayor esponjosidad corresponde a la muestra cuatro, esto se debe a que esta no contiene sacarosa, la misma que se encarga de demorar el proceso de fermentación, por lo tanto hasta los 40 minutos la fermentación de almidón que se encuentra en la harina es más rápida, pero después la fermentación es más rápida en la muestra tres, que no está diluida y contiene gran cantidad de suspensión de levadura. Considerando que en las tres primeras muestras contienen sacarosa es importante mencionar que una vez reaccione toda la sacarosa, el almidón procedente de la harina seguirá reaccionando por lo tanto además de alcanzar niveles de esponjosidad más rápidos también alcanzaran niveles más altos que la muestra 4.
9. CONCLUSIONES Se determinó que la levadura se comporta como un leudante esponjando la masa. El aire, el agua y los azúcares que contiene la masa permiten a la célula multiplicarse rápidamente, las levaduras comienzan a nutrirse de azúcar y a producir CO2 lo cual va a hacer que la masa se hinche. Se produce un mayor hinchamiento de la masa en la formulación 3 debido a que esta tiene una cantidad mayor de la disolución de levadura, además esta muestra contenía 3 gramos de azúcar lo cual le ayudaba a que la fermentación sea más rápida.
10.
BIBLIOGRÁFIA:
Panis Nostrum. (septiembre
de 2009). Recuperado el 08 de abril de 2014, de Procesos
fermentativos: http://panisnostrum.blogspot.com/2009/10/procesos-fermentacionprimaria.html Fermentación-Ciencia.
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http://www.buenastareas.com/ensayos/Fermentaci%C3%B3n-De-La-LevaduraSaccharomyces-Cerevisiae/1386051.html García, F. (1964). Papel de la fe rmentacion en la elaboración del pan. Citricultor , 13-14. LEVADURAS.
(s.f.).
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http://laslevaduras.mex.tl/788176_CLASIFICACI-N.html Rosada, D. (29 de Abril de 2011). Re cuperado el 08 de abril de 2014, de Fermentacion: http://www.elclubdelpan.com/es/libro_maestro/fermentaci%C3%B3n-parte-i
de
11. CUESTIONARIO 1. ¿Qué microorganismo es la levadura? Ponga su taxonomía. Levadura
Saccharomyces cerevisiae , levadura modelo
Clasificación científica Dominio Eucariota Reino Fungi Divisiones típicas Ascomycota Saccharomycotina Taphrinomycotina Schizo saccharomycetes Basidiomycota Pucciniomycetes Sporidiales
o
o
Las levaduras pertenecen al Reino Fungi y dentro de él a la división Eumicota que agrupa a los hongos verdaderos. En esta división, las levaduras se incluyen en 2 de las 5 subdivisiones de los Eumicetos. La Ascomycotina representada por las levaduras capaces de producir ascosporas, llamadas por ello esporógenas, y la Deuteromycotina representadas por las levaduras incapaces de formar esporas llamadas no esporógenas. Los géneros de las levaduras esporógenas englobados todos ellos en la familia Saccharomycetaceae, se distribuyen en 3 subfamilias. Los géneros de las levaduras no esporógenas constituyen la familia Cryptococcaceae. Además las levaduras pueden ser clasificadas por debajo de los taxones género y especie, en subespecies y variedades, que a menudo adquieren rango de especie tras nuevas revisiones taxonómicas, o varias especies son unificadas en una sola como subespecies de la misma, con lo que la clasificación se complica aún más y se incrementa el número de sinonimias. (LEVADURAS)
2. Explique el proceso biotecnológico que ocurre en este proceso La fermentación es un proceso biológico que se da en ausencia de oxígeno (O2), originado por la actividad de algunos microorganismos como la levadura y bacterias, que procesan los azúcares (carbohidratos) como: glucosa, sacarosa, fructosa, entre otros. Los productos finales que se obtienen de este proceso son: etanol, dióxido de carbono, NAD+ y 2 ATP. (Fermentación-Ciencia)
3. ¿Qué tipo de fermentación es? Esta levadura tiene la facultad de crecer en forma anaerobia realizando fermentación alcohólica . Por esta razón se emplea en muchos procesos de fermentación industrial, de forma similar a la levadura química, por ejemplo en la producción de cerveza, vino, hidromiel, aguol, pan,
antibióticos, etc
4. Detalle la vía metabólica de este proceso La levadura Saccharomyces cerevisiae es un organismo modelo muy utilizado para estudios de glicosilación por diversos motivos. S. cerevisiae posee dos tipos de glicosilación: N- glicosilación de residuos de asparragina O- manosilación de residuos de serina y treonina. Para la formación de esas cadenas de oligosacáridos, es necesario el producto de más de 100 genes. La N-glicosilación y la O-manosilación se encuentran muy conservadas desde las levaduras hasta los eucariotas superiores (incluyendo los seres humanos), lo que hace fácilmente extrapolable a esos sistemas los resultados obtenidos en la levadura (Lehleetal.,2006). Esta glicosilación se produce por la reacción de un grupo hidroxilo (-OH) del sacárido con otro grupo hidroxilo del aminoácido (y entonces se denomina O- glicosilación) o con un grupo amino del aminoácido ( N-glicosilación)
