Optimización de un Método para la Producción de Biomasa de Saccharomyces cerevisiae empleada en la etapade Fermentación del Mosto de Cerveza, desde un nivel deLaboratorio a un nivel Piloto

Abstract

La Esterilización es un proceso físico por el cual se consigue eliminar la carga microbiana acompañante y sus esporas que contaminan un medio de cultivo e instrumentos de laboratorio así también en la planta de procesos. Las características del material problema a esterilizar son de relevante importancia al momento de elegir entre los distintos métodos de esterilización, que se pueden emplear como son: Esterilización por calor seco, Esterilización por calor húmedo, Esterilización por Radiación Gama y UV, Esterilización por Filtración.

El aislamiento primario de células de Saccharomyces cerevisiae a partir de un cultivo contaminado es una práctica de gran relevancia para obtener un cultivo axénico. Las metodologías que se emplean son los sub cultivos directos, medios selectivos, sustancias químicas inhibitorias o el uso de discos de antibiótico, luego se identificar las unidades formadoras de colonia de Saccharomyces cerevisiae por su morfología característica debido a su comportamiento cultural de manera que todos los individuos del mismo cultivo tengan la misma composición genética, es decir un clon de células. Para posteriormente aislarlo y elegir la mejor metodología de conservación de cepas a largo plazo, conservación por congelación, conservación por liofilización o métodos de conservación a corto plazo, para conservar convenientemente el cepario de células de Saccharomyces cerevisiae.

Para llevar a cabo de manera óptima la producción del mosto de malta de cebada se utiliza la relación más conveniente de Agua/Malta de cebada Los distintos perfiles de temperatura y la que actúan sobre la papilla de Agua/Malta de cebada para activar el complejo enzimático (Amilasa-Proteasa) que hidrolice las cadenas lineales y ramificadas de polisacáridos del almidón y de las proteínas. El pH Óptimo que active el complejo enzimático para que las enzimas adquieran la conformación tridimensional que reconozca a su sustrato uniéndose e hidrolizando los enlaces glucosídicos y peptídicos de la malta. El grado de hidrólisis enzimático es función del Tiempo de actividad enzimática. Todas estas variables de operación actúan de manera sinérgica para obtener de manera óptima un caldo enriquecido y llamado mosto de malta de cebada.

La propagación de células de levadura a nivel de laboratorio se realiza en caldo estéril de extracto de levadura, glucosa y peptona (YPG) bajo condiciones aeróbicas empleando aire estéril, control estricto de la temperatura para que la levadura Saccharomyces cerevisiae lo metabolice y sintetice su material celular propagándose en el medio de cultivo. El criterio aplicando de escalamiento por lo general es empleando un factor de alrededor de 1:10 para cada trasegado, y una concentración celular de 10-15x106 células/mL.

La dilución sucesiva de una suspensión células de Saccharomyces cerevisiae es un procedimiento que permite bajar la carga de células en un rango que se pueda contar en cámara de Neubauer de manera cómoda y poder reportar de manera confiable el número de células que se encuentran en dicha suspensión celular.

La Tinción vital de Células de Saccharomyces cerevisiae se fundamenta en la Bioquímica y es una técnica rápida que permite discriminar en un cultivo celular entre células que se encuentran en condicione de vitalidad o activas metabólicamente frente a las células muertas que coexisten en el mismo cultivo celular.

El Recuento de levaduras totales y viables en cámara de Neubauer Improved es una técnica de conteo celular directo en una celdilla cuadriculada subdividida en la cual se deposita un cultivo celular diluido para ser enfocado al microscopio óptico, y proceder al recuento de células y reportar el número de células por campo y así obtener un promedio de células que se encuentran en la suspensión celular, por este técnica no discriminamos entre células vivas de las muertas, pero si combinamos esta técnica con la de Tinción vital podríamos observar al microscopio las células decoloradas (células vivas) de las células no decoloradas (células muertas) y poder hacer un recuento en cámara de Neubauer y saber cuál es la concentración viable con que se está contando y si esta es óptima para ser utilizado como inoculo en la fermentación del Mosto de malta de cebada a nivel piloto.

La Propagación de levaduras en la planta piloto de Cervecería es una actividad donde confluyen la formación de Ingeniero Químico en sinergia con la Microbiología Industrial para poder diseñar y controlar de manera óptima minimizando los riesgos de contaminación del cultivo celular propagando la Biomasa de levadura hasta alcanzar un volumen del 10% del volumen del mosto de malta de cebada a inocular con una concentración celular de 10-15x106 células vitales/mL para un óptimo proceso fermentativo del mosto de malta de cebada.