PROYECTO FONDECYT REGULAR

Transcripción

1 CONK... U fecí3ido OFICINA DE PARTES 4 1MAR7DflR INFORME FINAL GOBIERNO DE CHILE CONICYT FONDECVT HORA: NOMBRE PROYECTO FONDECYT REGULAR años 30 año NÚMERO PROVECTO DURAcIÓN AÑO DE EJECUCIÓN Carolina María Shene De Vidts INVESTIGADOR(A) RESPONSABLE RUT Av. Francisco Salazar Temuco DIRECCION FONO cshene(ufro.cl PERÍODO QUE INFORMA 15/03/ /03/2008 DESDE HASTA CONTENIDO (MARQUE CON UNA X EL CASILLERO QUE CORRESPONDA) INCLUYE Formulario de Informe Final x Publicaciones X Resumen de Tesis Título/Grado X NO INCLUYE Información acerca de inventos y patentes Otros (especificar) Informe Incentivo Coop. Internacional (Si corresponde) Firma Coinvestigadores(as) Firma Investigador(a) Responsable Fecha: J_MarzoJ_2008

2 CONTENIDO DEL INFORME FINAL I. CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS PLANTEADOS EN EL PROYECTO. Marque con una X el casillero correspondiente. Objetivos 1 Determinar el efecto de las X condiciones de fermentación de distintas cepas de bacterias lácticas en la producción de EPS. 2 Producción de EPS con diferentes X estructuras y propiedades físicas Cumplimiento Fundamentar el cumplimiento Total Parcial No parcial o incumplimiento 3 Determinar el efecto del ph, fuerza X iónica y concentración de biopolímeros (EPS y proteínas) en la viscosidad de las soluciones que las contienen 4 Determinar el comportamiento de la X viscosidad de soluciones que contienen mezclas de EPS y proteínas 5 Determinar el efecto del tratamiento X térmico (frío y calor) en la estabilidad de soluciones que contienen EPS y proteínas 6 Derivar correlaciones matemáticas X para la predicción de parámetros reológicos en función de la estructura y concentración de los biopolímeros y de las condiciones de ph, temperatura y fuerza iónica de las soluciones que los contienen 7 Formulación y caracterización X Este objetivo no fue cumplido debido sensorial de productos que contienen EPS y mezclas de éstos al bajo rendimiento y los bajo volúmenes que es posible producir a nivel de laboratorio.

3 Otro(s) aspecto(s) que Ud. considere importante(s) en la evaluación del cumplimiento de los objetivos planteados en la propuesta original o en las modificaciones autorizadas por los Consejos. La propuesta original consideraba el estudio de las condiciones de producción de exopolisacáridos a través de 3 cepas de bacterias ácido lácticas. Las cepas seleccionadas fueron Lactobacillus delbrueckii subps bulgari cus, Bifidobacterium infantis y Streptococcus thermophilus. En todos los casos se obtuvieron muy bajos rendimientos (inferiores a 0,8 g/l) lo que impidió producir la masa requerida para el desarrollo de productos. Por otra parte, dado que los fondos asignados para la adquisición de equipamiento para la determinación de las propiedades viscoelásticas fueron significativamente inferiores a los solicitados se compró un reómetro el cual permitió la determinación de viscosidad para distintas velocidades de deformación en un rango reducido. Es por esta razón que el estudio se limitó a la determinación del efecto de los factores ph, fuerza iónica y concentración de biopolímeros sobre la viscosidad. 3

4 II. RESULTADOS OBTENIDOS Describa brevemente los resultados obtenidos en el proyecto en un máximo de cinco páginas, tamaño carta, espacio seguido. Para cada uno de los objetivos específicos, describa o resuma los resultados. Relacione las publicaciones y/o manuscritos enviados a publicación con los objetivos específicos. Incluya en anexos, la información de apoyo que estime pertinente y necesaria para la evaluación. Se describen los resultados obtenidos por el proyecto para cada uno de los objetivos propuestos: 1) Determinar el efecto de las condiciones de fermentación de distintas cepas de bacterias lácticas en la producción de EPS Para el estudio de la producción de EPS por la cepa de Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus (en adelante referida como L. bulgaricus) aislada desde un yogurt comercial se utilizó información obtenida desde experimentos de fermentación de cultivo continuo; rango de velocidades de dilución (D) 0,06 a 0,8 h 1. La fuente de C utilizada fue lactosa obtenida desde suero desproteinizado (SD) ya que estudios previos mostraron mayores rendimientos en comparación a la lactosa. Se pudo establecer que las condiciones de crecimiento no fueron energéticamente favorables [rendimiento de ATP en biomasa 233,55 mmol (g de biomasa) - '] para velocidades de dilución inferiores a 0,36 h'. Trabajos en literatura informan que el consumo de galactosa podría estar asociado a la producción de EPS en cepas de L. bulgaricus y S. thermophi/us. Para la cepa bajo estudio una fracción importante de galactosa de la lactosa fue metabolizada; el rendimiento molar de lactosa en galactosa fluctuó entre 0,173 y 0,791 al incrementarse D. El proceso fue heterofermentativo con las mayores producciones de ácido láctico (30,7 g L 1 ), ácido acético (11,7 g L') y etanol (0,96 g L') obtenidos a velocidades de dilución de 0,12, 0,36 y 0,12 h', respectivamente. La máxima concentración de EPS (830 mg 1») se obtuvo a una velocidad de dilución de 0.36 h 1. El análisis de la información experimental mostró que la velocidad específica de síntesis de EPS estuvo directamente relacionada a la velocidad específica de producción de ATP y de consumo de galactosa. La más alta velocidad específica de producción de EPS [188 mg (g biomasa h)'] se obtuvo a una velocidad de dilución de 0.67 h 1. Estos resultados se encuentran en la publicación de Shene & Bravo (2007). La producción de EPS por la cepa comercial S. thermophilus Th4 en modalidad de cultivo batch fue estudiada por Stange (2007). En este trabajo se determinaron las condiciones óptimas de producción de EPS a través de la metodología de superficie de respuesta evaluándose los efectos de la concentración de lactosa (fuente de carbono y energía) y temperatura. La mayor productividad de EPS fue de 82 a 88 mg/(l h). Las concentraciones de EPS fluctuaron en el rango de 410 a 440 mg/l. El efecto de la temperatura en la producción de EPS fue significativo (p<0,05) en tanto el de la concentración de lactosa fue no significativo (p>0,05) en el rango de concentraciones estudiadas. El efecto de la fuente de C fue estudiado por Bodaleo (2008) encontrándose que en cultivo batch tanto la glucosa como la sacarosa son mejores fuentes de carbono que la lactosa y que permiten obtener concentraciones de 105 y 110 mg de EPS/L. Los diferentes rendimientos obtenidos por Stange (2007) y Bodaleo (2008) se explican por diferencias en la concentración de la fuente de nitrógeno. En el trabajo de Shene et al., (2008 en etapa de correcciones) se describen los resultados obtenidos en la evaluación del efecto de las condiciones de crecimiento [temperatura (32-450C), fuente de carbono y contenido inicial de nitrógeno (N)] sobre la producción de EPS por S. thermophilus Th4 y la viscosidad intrínseca del EPS producido. Bajo estas condiciones de producción, la lactosa desde SD y la sacarosa permitieron obtener rendimientos de EPS mayores a 1200 mg por mm de fuente de C consumida. La fuerza iónica demostró tener un efecto significativo (p<0,05) en la viscosidad intrínseca de los EPS lo que indica un comportamiento de poli -electrolito. Las condiciones de crecimiento usadas para la producción de EPS tuvieron un efecto significativo (p cz0.05) en la viscosidad intrínseca. Este efecto fue atribuido a alteraciones en las propiedades moleculares (rigidez y peso molecular) de los EPS producidos bajo distintas condiciones. EPS de alto peso molecular son producido cuando la bacteria crece a una alta velocidad específica de crecimiento; sin embargo, el peso molecular de los EPS y la velocidad específica de crecimiento no presentaron una asociación lineal significativa (p>0,05). En las fermentaciones de lactosa la velocidad específica de síntesis de EPS se encuentra linealmente 4

5 asociada a la velocidad específica de producción de galactosa (R 2 =0.951). El parámetro crítico de sobreposición []C*, para los EPS producidos en las fermentaciones de lactosa realizadas a 43 y 450 C fue de aproximadamente 7.6, y sus concentraciones críticas de sobreposición (C*) fueron de 0.45 y 0.87 g/dl, respectivamente. Estas diferencias fueron explicadas por las diferencias en los pesos moleculares de ambos EPS. La síntesis de EPS y productos metabólicos por Bifidobacterium infantis ATCC en operaciones de cultivo continuo a diferentes velocidades de dilución [0.04 hasta 0.42 h 1 ] se describen en el trabajo en preparación (Shene et al., en preparación). En este trabajo se examinaron dos medios de cultivos: medio para Lactobacillus (MRS) y medio basado en SD. En las fermentaciones de SD se obtuvieron mayores concentraciones de biomasa ( g L 1 ) en comparación al medio MRS ( g L 1 ). La razón molar entre el ácido acético y ácido láctico, parámetro característico de las fermentaciones de Bifidobacterium, fue dependiente de la velocidad de dilución y de la composición del medio. En ambos medios de cultivo se obtuvieron los menores valores de esta razón a la más alta velocidad de dilución examinada. La concentración de EPS a las diferentes velocidades de dilución fueron mayores en las fermentaciones de SD; en estas fermentaciones las concentraciones de EPS se encontraron en el rango entre 438 y 657 mg de glucosa equivalente L'. En ambos medios de fermentación la concentración de EPS presentó un mínimo en función de la velocidad de dilución D. Sin embargo, la velocidad específica de síntesis de EPS presentó una asociación lineal positiva y significativa (p<0,05) con la velocidad específica de consumo de la fuente de carbono. El mayor rendimiento de biomasa en ATP [ mmol de ATP (g de biomasa seca)'] en las fermentaciones del medio MRS en relación al valor estimado desde las fermentaciones de SD [67.86 mmol de ATP (g de biomasa seca) - '] indican que el crecimiento de esta bacteria es menos favorable en el medio MRS. 2) Producción de EPS con diferentes estructuras y propiedades físicas. En el trabajo de Canquil et la., 2007 fue demostrado que las tres cepas de bacterias ácido lácticas estudiadas por su capacidad de producción de EPS (objetivo 1) presentan diferentes propiedades reológicas (índice de consistencia y índice de flujo) en solución (Canquil et al., 2007), lo que permitiría inferir que poseen diferentes propiedades moleculares. Entre éstos, los EPS producidos por S. thermophilus Th4 presentaron la mayor viscosidad, por lo que se estudió el efecto de las condiciones de crecimiento sobre la viscosidad intrínseca. La viscosidad intrínseca es un parámetro que permite establecer, en forma indirecta, en volumen hidrodinámico de la molécula en solución. Se encontró que la temperatura de crecimiento, la fuente de C y la concentración inicial de N (extracto de levadura y peptona) tienen un efecto significativo sobre la viscosidad intrínseca (Shene et al., en preparación; Bodaleo, 2007) y sobre el peso molecular estimado a través de cromatografía de permeación por geles. El rango de pesos moleculares de estos EPS para las condiciones de producción estudiadas se encontró entre 1, a Las condiciones de fermentación tendrían un efecto sobre la rigidez de la molécula de EPS producido por S. thermophilus Th4 ya que a partir de estimaciones indirectas (relación entre la viscosidad intrínseca medida a una fuerza jónica de 0,01 M y el parámetro de tolerancia salino) se obtienen dos grupos de EPS con diferentes valores del parámetro de rigidez relativo (Shene et al., en preparación). Estos resultados sugerirían que las condiciones de crecimiento tienen un efecto en la estructura de la unidad que se repite en el polímero. 3 y 4) Determinar el efecto del ph, fuerza iónica y concentración de biopolímeros (EPS y proteínas) en la viscosidad de las soluciones que las contienen y determinar el comportamiento de la viscosidad de soluciones que contienen mezclas de EPS y proteínas El trabajo de título "Estudio de propiedades reológicas de mezclas de proteínas y exopolisacáridos de bacterias ácido lácticas" (Fuentes, 2007) responde a este objetivo. Se utilizaron los EPS producidos por S. thermophilus Th4 y L. bulgaricus. Fue posible establecer que el ph tiene un efecto significativo en la viscosidad intrínseca de los EPS de ambas bacterias. El estudio de compatibilidad (separación de fases) fue realizado a través de la desviación de la regla de Philippoff usando la viscosidad intrínseca como parámetro. Los resultados mostraron que las mezclas EPS-a-lactoalbúmina y EPS--lactoglobulina son incompatibles para razones

6 concentración en masa de EPS: proteína mayores a 99:1. Además, las mezclas de exopolisacáridos provenientes de las cepas de bacterias ácido lácticas son también incompatibles. Actualmente, se están realizando nuevos ensayos con el objeto de generar la información suficiente para elaborar un trabajo en esta área. 5) Determinar el efecto del tratamiento térmico (frío y calor) en la estabilidad de soluciones que contienen EPS y proteínas Para cumplir con este objetivo y dada la dificultad para separar las proteínas desde el suero de leche se trabajó con leche cruda (no sometida a tratamientos térmicos). Se estableció el efecto del tratamiento térmico en la viscosidad de leche cruda suplementada con EPS producidos por S. thermophi/us Th4 (Vera, 2007). Leche cruda parcialmente desgrasada por centrifugación (4000 g por 20 mm) fue suplementada con EPS y sometida a tratamiento térmico (temperatura y tiempo). Las curva de flujo para mezcla tratada térmicamente fueron determinadas experimentalmente a 250 C. A partir de estas se estimaron los parámetros índice de consistencia e índice de flujo. A fin de poder establecer comparaciones se evaluó el efecto del tratamiento térmico sobre la viscosidad de EPS en solución acuosa y se trabajó además con carragenina. Los resultados proporcionados por Vera (2007) mostraron que la viscosidad de la leche cruda aumenta levemente aunque en forma significativa (p<0,05) producto de la intensidad (tiempo / temperatura) del tratamiento térmico. Después de un calentamiento por 80 mm, el índice de consistencia de leche con EPS (1 g/l) fue de 2,7 y 5,0 (Cp) para temperaturas de 40 y 80 0 C. Valores de los índices de consistencia de 31 y 50 se obtuvieron para las mismas condiciones y concentración de EPS en la leche fue de 5 g/l. Al usar carragenina en concentración de 0,5 g/l la viscosidad de la leche se incrementa desde 3.1 hasta 53 Cp para el mismo tratamiento. Estos resultados están siendo procesados y se espera poder complementarlos con nuevos resultados a fin de generar una publicación. 6) Derivar correlaciones matemáticas para la predicción de parámetros reológicos en función de la estructura y concentración de los biopolímeros y de las condiciones de ph, temperatura y fuerza iónica de las soluciones que los contienen. A través del trabajo "Desarrollo de correlaciones para la estimación de parámetros reológicos de soluciones acuosas de exopolisacáridos producidos por Streptococcus thermophilus" (Silva, 2006) se estableció la significancia del efecto de la concentración, temperatura, ph y fuerza iónica en la viscosidad de soluciones acuosas. Para probar estos efectos y sus interacciones se utilizó un diseño experimental polinómico de 4 variables a 3 niveles de trabajo. Los datos obtenidos para el diseño experimental se sometieron a un análisis de regresión múltiple. Con ello se obtuvieron los coeficientes de las variables, la ecuación de predicción o función de respuesta ajustada, el análisis de varianza al modelo utilizado y el Anova para las variables involucradas. Parte de estos resultados fueron usados en el trabajo aceptado para la publicación de Canquil et al., Otros: Estudio de la producción de exopolisacáridos a través de biomasa inmovilizada Se ha reportado que la producción de EPS por algunas bacterias ácido lácticas es mayor cuando el crecimiento se desarrolla sobre una superficie. Para establecer si las bacterias L. bulgaricus y S. thermophilus, objeto de los estudios anteriores, mostraban una propiedad similar se propuso el desarrollo del tema "Producción de exopolisacáridos utilizando biomasa inmovilizada" (Manquilef, 2007). Los resultados de este trabajo mostraron que la inmovilización en alginato de ambas bacterias, tanto en cultivos batch como en columna, no permite incrementar la producción de EPS en comparación a los niveles obtenidos en cultivos de células libres. Por otra parte, se probó la factibilidad de desarrollar el crecimiento sobre la superficie de piedra pómez en columna. Ambas bacterias no lograron colonizar la superficie. Se estima que debido a la alta producción de ácido se obtienen condiciones de ph a través de la columna que impiden la colonización de zonas más distante a la entrada del sustrato. Al no existir crecimiento no se logra la producción del polímero *

7 III. P RODUCTOS GENERADOS POR EL PROYECTO En esta sección debe incluir todo documento o material cuyo contenido corresponda substancialmente a los objetivos del proyecto que se informa y en los que se indique el N del proyecto FONDECYT. Aténgase a los formatos que se incluyen para cada tipo de producto generado. Adjunte copia de los documentos no enviados previamente a FONDECYT. Utilice las hojas adicionales que sean necesarias. 1. Artículos en revistas científicas nacionales o extranjeras con Comité Editorial. Marque con una ' X" lo que corresponda. Para trabajos En Prensa/ Aceptados/ Enviados adjunte copia de carta de aceptación o de envío. Título del Artículo Effect of the dilution rate on the exopolysaccharide production by Bifidobacterium Iongum ATCC (En informe año 1) Autor(es) Shene C., Rubilar M., Bravo S. Nombre Completo de la Revista. Ref. bibliográfica Estado de la publicación a la fecha.* Otras fuentes de financiamiento, si las hay Título del Artículo Autor(es) Nombre Completo de la Revista. Journal of Biotechnology Año:-2005 Vol. _118 N Pág. - S150-S150 X Publicada En E Aceptada E Enviada En preparación Prensa Whey fermentation by Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus for the exopolysaccharide production in coritinuous culture (En informe año 2) C. Shene, S. Bravo Enzyme Microbiology Biotechnology Ref. bibliográfica Año: 2007 Vol. 40 N 6 Pág Estado de la publicación a la fecha.* Otras fuentes de financiamiento, si las hay Título del Artículo Autor(es) Nombre Completo de la Revista. X Publicada Aceptada Enviada En preparación En Prensa Behavior of the rheological parameters of exopolysaccharides synthesized by three lactic acid bacteria (En informe año 2) Nelly Canquil, Mario Villarroel, Sergio Bravo, Mónica Rubilar, Carolina Shene Carbohydrate Polymers Ref. bibliográfica Año: 2007 Vol. 68 N 2 Pág Estado de la publicación a la fecha.* Otras fuentes de financiamiento, si las hay X Publicada Aceptada Enviada En preparación En Prensa

8 A4-4"^ Autor(a)(es/as) Shene C., Canquil N., Bravo S., Rubilar M. Título (Idioma Original) Nombre Completo de la Revista. Production of the exopolysaccharides by Streptococcus thermophilus: effect of growth conditions on fermentation kinetics and intrinsic viscosity International Journal of Food Microbiology Ref. bibliográfica Año: Vol. N Pág. Estado de la publicación a la fecha.* Otras fuentes de financiamiento, sitas hay En preparación: E Publicada Aceptada E Enviada El En preparación En Prensa Correcciones enviadas Autor(a)(es/as) Título (Idioma Original) Nombre Completo de la Revista. C. Shene, M. Rubilar, S. Bravo Synthesís of exopolysaccharides by Bifidobacterium infantis in continuous culture fermentations Ref. bibliográfica Año: Vol. N Pág. Estado de la publicación a E Publicada El Aceptada E Enviada X En la fecha.* En Prensa preparación Otras fuentes de financiamiento, si las hay 2. Otras publicaciones/ productos. Autor(a) (es/as) Título (Idioma Original) Tipo de publicación o LI Monografía LI Seminario /Taller Curso producto E Libro LI Informe Técnico E Capítulo de Libro LI Software Marque con una "X- lo que E Mapa LI Patente corresponda Editor(es) (Libros o Capítulos de Libros) Nombre de la Editorial! Organización E Exposición de Arte Otro. Especificar: Lugar y Fecha de Publicación País: Ciudad; Fecha;

9 3. Presentaciones a Congresos Nacionales e Internacionales. Adjunte copia del resumen o texto de la ponencia y de la tapa de/libro de Resúmenes, si no la ha enviado previamente. Título de la Ponencia Efecto de las condiciones de fermentación de Bifidobacterium infantis ATCC Autor(es) en la cinética de producción de exopolisacáridos (En informe año 1) Carolina Shene, Jazmín Puentes, Sergio Bravo XVI Congreso Chileno de Ingeniería Química Lugar y Fecha País: Chile Ciudad: Pucón Fecha: Noviembre 2005 Título de la Ponencia Autor(es) Cinética de fermentación de permeado de suero por dos cepas de bifidobacterias (En informe año 1) Carolina Shene, Jean Nicolás Hiriarte, Sergio Bravo XVI Congreso Chileno de Ingeniería Química Lugar y Fecha País: Chile Ciudad: Pucón Fecha: Noviembre 2005 Título de la Ponencia Autor(es) Estudio de las propiedades reologicas de exopolisacaridos de delbrueckii subsp bulgaricus (En informe año 2) Nelly Canquil Elus IX Congreso Nacional de Estudiantes de Ciencia y Tecnología de losmentos 2006 Lugar y Fecha País: Chile Ciudad: Santiago Fecha: Octubre 2006 Autor(a)(es/as) Título (Idioma Original) Claudia Bodaleo Vásquez, Carolina Shene De Vidts Estudio del efecto de la fuente de carbono en la producción y las propiedades reológicas de los exopolisacáridos de Streptococcus thermophilus TH4 XVI Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos Lugar y Fecha País: Chile Ciudad: La Serena Fecha: Septiembre 2007 Autor(a)(es/as) Título (Idioma Original) Bárbara Vera Miranda, Carolina Shene De Vidts Efecto del tratamiento térmico y contenido de exopolisacáridos producidos por Streptococcus thermophilus TH4 en las propiedades reológicas de la leche XVI Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos Lugar y Fecha País: Chile Ciudad: La Serena Fecha: Septiembre 2007

10 Autor(a)(es/as) Claudio Stange G., Nelly Canquil D., Carolina Shene D. Título (Idioma Original) Estudio de la cinética de producción de exopolisacáridos por Streptococcus thermophilus XVI Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos Lugar y Fecha País: Chile Ciudad: La Serena Fecha: Septiembre 2007 Autor(a)(es/as) Elizabeth Fuentes G., Nelly Canquil D., Carolina Shene D. Título (Idioma Original) Viscosidad intrínseca de mezclas proteínas - exopolisacáridos producidos por bacterias ácido lácticas XVI Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos Lugar y Fecha País: Chile Ciudad: La Serena Fecha: Septiembre 2007 Autor(a)(es/as) Marvín Silva Castro, Nelly Canquil Diujenio, Mario Villarroel Tudesca, Carolina Shene De Vidts Título (Idioma Parámetros reológicos de exopolisacáridos producidos por Streptococcus Original) thermophilus TH4: uso de la metodología de superficie de respuesta para formulación de correlaciones XVI Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos Lugar y Fecha País: Chile Ciudad: La Serena Fecha: Septiembre 2007 Autor(a)(es/as) Título (Idioma Original) Nelly Canquil Diujenio, Carolina Shene De Vidts Producción de exopolisacáridos por Streptococcus thermophilus: efecto de la temperatura de fermentación en la viscosidad intrínseca XVI Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos Lugar y Fecha País: Chile Ciudad: La Serena Fecha: Septiembre 2007 EI

11 4. Tesis y /o Memorias en ejecución y o terminadas en el marco del proyecto. Adjunte Copia del resumen no informado anteriormente y certificación de a probación, si corresponde. Título de la Tesis Estudio de la cinética de fermentación de Lactobacillus delbrueckii Subs. bu/garicus (En informe año 1) del /de los Alumno(s) Y Tutor María Paz Labarca Aguilar/Profesor guía: Carolina Shene De Vidts alcanzado Lugar Fecha Ingeniero en alimentos de Ingeniería Química País:_Chile Ciudad: _Temuco Fecha de Inicio: _Octubre 2005 Fecha de Término: _Marzo 2006 Título de la Tesis del/ de los Alumno(s) Y Tutor alcanzado Lugar y Fecha Estudio de las propiedades reológicas de Lactobacillus delbrueckii subs. bulgaricus (En informe año 1) Nelly del Carmen Canquil Diujenio/Profesor guía Carolina Shene De Vidts Ingeniero en alimentos de Ingeniería Química País:_Chile_ Ciudad: Temuco Fecha de Inicio: _Octubre 2005_ Fecha de Término: _Marzo 2006 Título de la Tesis del/ de los Alumno(s) Y Tutor alcanzado Lugar y Fecha Desarrollo de correlaciones para la estimación de parámetros reológicos de soluciones acuosas de exopolisacáridos producidos por Streptococcus thermophilus (En informe año 2) Marvin Silva Castro/Profesor guía Carolina Shene De Vidts Ingeniero en alimentos de Ingeniería Química País:_Chile Ciudad: Temuco Fecha de Inicio: Abril 2006 Fecha de Término: _Noviembre

12 Titulo de la Tesis del/ de los Alumno(s) Y Tutor alcanzado Lugar y Fecha Producción de exopolisacáridos utilizando biomasa inmovilizada (En informe año 2) Karen Manquilef Méndez/Profesor guía Carolina Shene De Vidts Ingeniero en alimentos de Ingeniería Química País:_Chile_ Ciudad: _Temuco Fecha de Inicio: _Agosto 2006_ Fecha de Término: Marzo 2007 Título de la Tesis del/ de los Alumno(s) Y Tutor alcanzado Lugar y Fecha Estudio de la cinética de producción de exopolisacáridos por Streptococcus thermophilus (En informe año 2) Claudio Stange Garrido/Profesor guía Carolina Shene De Vidts Ingeniero en alimentos de Ingeniería Química País:_Chile Ciudad: _Temuco Fecha de Inicio: _Agosto 2006_ Fecha de Término: _Marzo Título de la Tesis del/ de los Alumno(s) Y Tutor alcanzado Lugar y Fecha Estudio de propiedades reológicas de mezclas de proteínas y exopolisacáridos de bacterias ácido lácticas (En informe año 2) Elizabeth Fuentes González/Profesor guía Carolina Shene De Vidts Ingeniero en alimentos de Ingeniería Química País:_ChiIe Ciudad: _Temuco Fecha de Inicio: _Agosto 2006_ Fecha de Término: _Abril Título de la Tesis del(de la)/de los(las) Alumno(a)(osj'as) y Tutor(a) Lugar Propiedades reológicas de exopolisacáridos de Streptococcus thermophi/us TH4 en leche cruda: Evaluación del tratamiento térmico Bárbara Rocío Vera Miranda/Profesor guía Carolina Shene De Vidts Ingeniero en Alimentos de Ingeniería Química País: Chile Ciudad: Temuco 12

13 Estado de Tesis En Ejecución: _ Terminada: _X Fecha de Inicio: _Abril 2007 Fecha de Término: _Enero 2008 Título de la Tesis del(de la)/de los(las) Alumno(a)(os/as) y Tutor(a) Determinación del efecto de la fuente de carbono en el rendimiento y viscosidad intrínseca de los exopolisacáridos producidos por Streptococcus thermophilus TH4 Claudia Andrea Bodaleo Vásquez/Profesor guía Carolina Shene De Vidts Ingeniero en Alimentos. _de_ingeniería _Química Lugar País: Chile Ciudad: Temuco Estado de Tesis En Ejecución: _ Terminada: X Fecha de Inicio: Abril 2007_ Fecha de Término: _Enero 2008_ Título de la Tesis Estudio de la cinética de fermentación de Bifidobacterium infantis ATCC en operaciones de cultivo continuo del(de la)/de los(las) Alum no(a)(os/as) y Tutor(a) Alex Alberto Flores Merino/Profesor guía Carolina Shene De Vidts Ingeniero en Alimentos _de_ Ingeniería _Química Lugar País: Chile Ciudad; Temuco Estado de Tesis En Ejecución: _ Terminada: _Entregada Fecha de Inicio: _Octubre 2005_ Fecha de Término: _Marzo 2008 IV. DESTAQUE OTROS LOGROS DEL PROYECTO TALES COMO: Estadías de investigación. Formación de recursos humanos exceptuando tesistas ya informados. Actividades de difusión y/o extensión en la temática del proyecto. Cualquier otro logro no contemplado en los ítem anteriores y que Ud. quiera destacar. 13

14 V. RESUMEN Describa en forma precisa y breve el tópico general del proyecto, sus metas y objetivos y los resultados alcanzados. Utilice un lenguaje apropiado para la comprensión del público no especialista en el tema. Esta información podrá ser difundida. (No debe exceder este espacio en fuente Verdana 9) El efecto de las condiciones de fermentación en la producción exopolisacáridos (EPS) por cepas comerciales de Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii Su bs. bulgaricus y Bifidobacterium infantis ATCC fue estudiada. Bajo las mejores condiciones de fermentación las concentraciones de EPS fueron de 117, 830 y 657 mg/l, respectivamente. La síntesis de EPS por estas 3 cepas se encuentra asociada al crecimiento y para S. thermophilus la cantidad de EPS producido depende de la fuente de carbono, la temperatura y la concentración inicial de las fuentes de nitrógeno (extracto de levadura y peptona). Aun cuando ciertos niveles de las variables de cultivo permiten mejorar la producción de EPS, no fue posible obtener concentraciones que permitan competir económicamente con aquellas reportadas para goma Xanthana (superiores a los 10 g/l). El principal producto de la fermentación de las distintas fuentes de carbono fue el ácido láctico y una fracción muy pequeña se destinó (inferior al 1%) a la síntesis de EPS. Las BAL son microorganismos que requieren de medios complejos para su crecimiento; de esta forma se hace obligado el uso de extracto de levadura y peptona para obtener altas velocidades de crecimiento. Los estudios realizados mostraron que en medios de cultivo en los que el suero de leche desproteinizado es usado como fuente de carbono se obtienen mayores concentraciones de EPS en comparación con el uso de lactosa. Sin embargo, para estudios de producción es necesaria su ultrafiltración para eliminar la presencia de polisacáridos que se generan en la elaboración de queso. Por la misma razón, los medios de cultivo que contienen extracto de levadura deben ser ultrafiltrados para eliminar los glucanos (peso molecular aproximado 75KDa) Se pudo establecer que las condiciones de crecimiento tienen un efecto importante sobre la producción de EPS y el peso molecular de los [PS producidos por S. thermophilus. Aun cuando, en términos generales se obtienen EPS de mayor tamaño molecular cuando la bacteria crece a una mayor velocidad específica de crecimiento, la relación entre estas variables no es lineal. Las diferencias de pesos moleculares explicarían parcialmente las diferencias en la viscosidad específica y la viscosidad intrínseca de estas moléculas. En solución acuosa los EPS producidos por estas bacterias ácido lácticas (BAL) mostraron un comportamiento pseudosplástico, según el cual la viscosidad aparente disminuye al aumentar la velocidad de deformación. Además, la viscosidad aparente de estos EPS es afectada en forma negativa por disminuciones del ph e incrementos en la concentración de sal, lo que sugiere que estas moléculas poseen carga. De entre los EPS evaluados, el producido por S. thermophi/us es el que presenta una mayor viscosidad. Sin embargo, para alcanzar una viscosidad aparente similar a la que se obtiene al usar carragenina es necesario usar concentraciones 10 veces superiores. No obstante estas diferencias, los [PS producidos por BAL tendrían propiedades funcionales adicionales, las que deberían ser comprobadas para los EPS producidos por las cepas bajo estudio. Se evaluó el efecto del tratamiento térmico de leche cruda suplementada con EPS sobre la viscosidad de la mezcla observándose que dependiendo de la intensidad del tratamiento térmico (tiempo-temperatura) la viscosidad de la leche aumenta. Este comportamiento podría ser explicado por la interacción entre los distintos componentes de la leche con los [PS, la que se ve favorecida por el tratamiento térmico dando origen a una estructura menos susceptible de deformación. Finalmente, se pudo establecer que no es posible cultivar las BAL usando tecnología de biomasa inmovilizada, con fines de producción de EPS, dada la elevada tasa de acidificación del medio de cultivo. Las BAL son extremadamente sensibles al ph y al detener su crecimiento se detiene la producción de EPS. 14