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1 PROYECTO DE INVESTIGACION por Universidad Nacional del Callao se encuentra bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Perú. Permisos que vayan más allá de lo cubierto por esta licencia pueden encontrarse en DIRECCION CDCITRA Universidad Nacional del Callao Teléfono:

2 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA PESQUERA Y DE ALIMENTOS Instituto de Investigación INFORME FINAL DE INVESTIGACIÓN TEXTO: FERMENTACIONES INDUSTRIALES PRESENTADO POR: Ing. Rodolfo César Bailón Neira (PERIODO DE EJECUCIÓN: DEL 01 DE MAYO DE 2010 AL 30 DE ABRIL DE 2012) (Resolución Rectoral Nº R) CALLAO - PERÚ 2012 PROYECTO DE INVESTIGACION por Universidad Nacional del Callao se encuentra bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Perú. Permisos que vayan más allá de lo cubierto por esta licencia pueden encontrarse en DIRECCION CDCITRA Universidad Nacional del Callao Teléfono:

3 INDICE II. RESUMEN 7 III. INTRODUCCIÓN - Planteamiento del problema de investigación 8 - Descripción y análisis del tema 8 - Planteamiento del problema 9 - Objetivos y alcances de la investigación 9 - Importancia y justificación de la investigación 10 - Antecedentes técnicos y datos vinculados a la investigación con la Precisión de la fuente bibliográfica 11 - Metodología 14 IV. MARCO TEORICO 16 CAPITULO I: La fermentación Definición de fermentación Tipos de fermentación Orden de la fermentación Usos de la fermentación Beneficios de la fermentación 23 CAPITULO II: Microorganismos en la fermentación Características relevantes Tipos de microorganismos Características de los microorganismos para llevar una fermentación Cultivo de microorganismos 29 CAPITULO III: Controles de la fermentación El valor del ph del alimento Fuente de energía Disponibilidad del oxígeno Requerimiento de temperatura Acción de la sal en el control de la fermentación 36 3

4 CAPITULO IV: Conservación de cepas en laboratorio e industria Métodos de elección o de conservación a largo plazo Métodos alternativos Métodos restringuidos 46 CAPITULO V: Cultivos industriales Composición de los medios de cultivos Clasificación de los medios de cultivo Importancia de los cultivos de microorganismo Factores con influencia sobre crecimiento de los microorganismos Influencia de conservación de iones de hidrógeno sobre procesos de fermentación Preparación de medios de cultivos Medios industriales Los medios de referencia 57 CAPITULO VI: Esterilización de los medios de cultivo en las fermentaciones industriales Formas de esterilización 58 CAPITULO VII: Métodos de fermentación Métodos de fermentación industrial Método de fermentación natural Usos de la fermentación 67 CAPITULO VIII: Hidrólisis de materiales amiláceos y celulósicos La celulosa Estructura de la celulosa Función de la celulosa 74 CAPITULO IX: Equipos empleados. Esquema de un fermentador Cultivos y fermentaciones Clasificación de los biorreactores Modo de operación y sistemas de cultivo Características esenciales de una unidad fermentadora Sistemas de medidas Diseño de un fermentador 90 CAPITULO X: Operaciones para la producción de levadura de pan Esterilización de los sustratos para fermentación 97 4

5 10.2 Instalaciones para la fermentación Desarrollo y control de las fermentaciones Obtención del producto de la fermentación 103 CAPITULO XI: Fermentación alcohólica Bebidas alcohólicas Destilación Fermentación alcohólica Etapas y reacciones químicas de la fermentación. Glicólisis Formación del piruvato y producción de un segundo ATP Productos de la fermentación alcohólica Alcohol (etanol) Glicerina Alcoholes superiores Sustancias aromáticas Anhídrido carbónico 120 CAPITULO XII: Vinificación Historia Características generales Levaduras utilizadas Proceso de vinificación Proceso de industrialización Clasificación del vino 147 CAPITULO XIII: Fermentación Acética Historia Microorganismos participantes Materias primas Proceso fermentativo Importancia industrial del ácido acético Métodos de fabricación de vinagre 164 CAPITULO XIV: Fermentación Butírica Microorganismos participantes 167 CAPITULO XV: Fermentación Cítrica Producción fúngica de ácido cítrico Técnicas de fermentación 173 5

6 15.3 Producción de ácido cítrico por levaduras Producción de ácido cítrico por bacterias Recuperación de ácido cítrico por bacterias 179 CAPITULO XVI: Fermentación Láctica Historia Microorganismos ácidos lácticos Rutas metabólicas Rendimiento energético de la fermentación Leche y hortalizas fermentadas 188 CAPITULO XVII: Fermentación del cacao Cosecha o recolección Quiebra Fermentación del cacao Secado Limpieza y selección del grano Calidad del grano de cacao Almacenamiento Compuestos aromáticos desarrollados en la fermentación 212 CAPITULO XVIII: Producción de biomasa Biomasa (Masa celular) Materias primas y métodos de producción 220 CAPITULO XIX: Enzimas microbianas y producción de aminoácidos Aplicaciones industriales Aplicaciones en los alimentos Los microorganismos como factorías: prod. de aminoácidos 230 CAPITULO XX: Nomenclatura 233 V. MATERIALES Y METODOS 236 VI. RESULTADOS 237 VII. DISCUSION 238 Referenciales 239 6

7 II. RESUMEN El texto Fermentaciones Industriales, se desarrolló en base a libros, manuales, folletos y trabajos de investigación, como complemento en el curso de Fermentaciones Industriales dictado en la Escuela Profesional de Ingeniería de Alimentos de la Facultad de Ingeniería Pesquera y de Alimentos de la Universidad Nacional del Callao. El texto comprende de veinte capítulos: El capitulo I y II, comprende conceptos de fermentación, tipos de fermentación, los usos y beneficios de la fermentación y los microorganismos que actúan en las diversas fermentaciones. El capítulo III y IV, se refiere a los diversos controles que se requieren en la fermentación y en la conservación de cepas en el laboratorio y en la industria. El capítulo V, VI y VII, comprende todo lo relacionado cultivos industriales, esterilización de los medios de cultivo en las fermentaciones industriales y los métodos de fermentación Del capítulo VIII al X, se muestran la hidrólisis de materiales amiláceos y celulósicos, los equipos empleados y las operaciones para la producción de levadura de pan. Del capítulo XI al XVI, comprenden las diversas clases de fermentación como la fermentación alcohólica, vinificación, acética, butírica, cítrica y láctica. Del capítulo XVII al XIX, relacionado a la fermentación del cacao, producción de biomasa y enzimas microbianas y producción de aminoácidos. El capítulo XX, muestra una nomenclatura de casi todos símbolos existentes en el trabajo de investigación. 7