Producción de pigmentos a partir de la levadura Rhodotorula Mucilaginosa usando desechos agroindustriales

El desaprovechamiento de los residuos agroindustriales y mal manejo de los mismos en el país actualmente es causa contaminación ambiental, afectando no sólo cuerpos de agua y suelos sino el desarrollo ecosistémico, ésto debido al incremento significativo de los desechos tras la producción. El objeti...

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Autores:
Herrera Jiménez, Marilyn Vanessa
Jiménez Sarmiento, Angie Camila
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2020
Institución:
Colegio Mayor de Cundinamarca
Repositorio:
Repositorio Colegio Mayor de Cundinamarca
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unicolmayor.edu.co:unicolmayor/64
Acceso en línea:
https://repositorio.unicolmayor.edu.co/handle/unicolmayor/64
Palabra clave:
Rhodotorula mucilaginosa
β-carotenos
Mazorca de cacao
Bagazo de caña de azúcar
Lactosuero
Rights
closedAccess
License
Derechos Reservados - Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca,2020
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description El desaprovechamiento de los residuos agroindustriales y mal manejo de los mismos en el país actualmente es causa contaminación ambiental, afectando no sólo cuerpos de agua y suelos sino el desarrollo ecosistémico, ésto debido al incremento significativo de los desechos tras la producción. El objetivo de este trabajo de investigación es mediante procesos biotecnológicos, producir pigmentos naturales a partir de la fermentación de la levadura Rhodotorula mucilaginosa usando como única fuente de carbono desechos agroindustriales. Los desechos agroindustriales para el desarrollo del proyecto fueron utilizados como sustrato, la mazorca del cacao, el bagazo de caña de azúcar y el lactosuero, seleccionados de acuerdo a sus propiedades y la capacidad de sustituir los requerimientos nutricionales del medio en el que la levadura se desarrolla habitualmente. El microorganismo Rhodotorula mucilaginosa se obtuvo del cepario de la Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca, para su crecimiento fueron establecidos los medios de cultivo selectivos y a partir de éstos se formuló cada medio de cultivo: con mazorca de cacao, bagazo de caña de azúcar y lactosuero por separado, según Noel. J y colaboradores³³, y Costa J y colaboradores³⁴ , seguido de la provisión de condiciones ambientales requeridas por la levadura para llevar a cabo el proceso fermentativo, se llevó a cabo el proceso de lisis celular para liberar el pigmento intracelular para la extracción y purificación del pigmento, según metodología de Landolfo y colaboradores (2018). El uso de desechos agroindustriales permite minimizar el costo de la producción de pigmentos útiles en la industria alimenticia, cosmetológica, farmacéutica, entre otras y a su vez reducir el impacto ambiental que generan.
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spelling Lancheros Díaz, Ana Gracielac3f677a2bf6df1bd35fb1f073fb3036bCabrejo Cárdenas, Liceth Alejandra5a023572e37acdf862711be9a8765c0eHerrera Jiménez, Marilyn Vanessa9fcb97fcf31ab07e690dff6194aca16dJiménez Sarmiento, Angie Camila039bdeeb5fcf10b75ffd5d32fd856c392021-05-19T18:28:58Z2021-05-19T18:28:58Z2020-06-02https://repositorio.unicolmayor.edu.co/handle/unicolmayor/64El desaprovechamiento de los residuos agroindustriales y mal manejo de los mismos en el país actualmente es causa contaminación ambiental, afectando no sólo cuerpos de agua y suelos sino el desarrollo ecosistémico, ésto debido al incremento significativo de los desechos tras la producción. El objetivo de este trabajo de investigación es mediante procesos biotecnológicos, producir pigmentos naturales a partir de la fermentación de la levadura Rhodotorula mucilaginosa usando como única fuente de carbono desechos agroindustriales. Los desechos agroindustriales para el desarrollo del proyecto fueron utilizados como sustrato, la mazorca del cacao, el bagazo de caña de azúcar y el lactosuero, seleccionados de acuerdo a sus propiedades y la capacidad de sustituir los requerimientos nutricionales del medio en el que la levadura se desarrolla habitualmente. El microorganismo Rhodotorula mucilaginosa se obtuvo del cepario de la Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca, para su crecimiento fueron establecidos los medios de cultivo selectivos y a partir de éstos se formuló cada medio de cultivo: con mazorca de cacao, bagazo de caña de azúcar y lactosuero por separado, según Noel. J y colaboradores³³, y Costa J y colaboradores³⁴ , seguido de la provisión de condiciones ambientales requeridas por la levadura para llevar a cabo el proceso fermentativo, se llevó a cabo el proceso de lisis celular para liberar el pigmento intracelular para la extracción y purificación del pigmento, según metodología de Landolfo y colaboradores (2018). El uso de desechos agroindustriales permite minimizar el costo de la producción de pigmentos útiles en la industria alimenticia, cosmetológica, farmacéutica, entre otras y a su vez reducir el impacto ambiental que generan.The waste of agro-industrial residues and their mismanagement in the country currently causes environmental pollution, affecting not only bodies of water and soils but also the development of the ecosystem, due to the significant increase of these wastes after production. The objective of this research work is, through biotechnological processes, to produce natural pigments from the fermentation of Rhodotorula mucilaginous yeast using agro-industrial waste as the only source of carbon. Agro-industrial waste was used as a substrate for the project. Cocoa pods, sugar cane bagasse and whey were selected according to the properties of each one and the capacity to substitute the nutritional requirements of the environment in which the yeast usually develops. The microorganism Rhodotorula mucilaginous was molecularly characterized, was obtained from the strain of the University Colegio Mayor de Cundinamarca and were established selective culture mediums suitable for growth and from this each culture medium was formulated: with cocoa pod, sugar cane bagasse and whey separately, according to Noel. J and collaborators³³, and Costa J and colaboradores³⁴ , followed by the provision of environmental conditions required by the yeast to carry out the fermentation process, the process of cell lysis was carried out to release the intracellular pigment for the extraction and purification of the pigment, according to methodology of Landolfo and collaborators (2018). The use of agro-industrial waste allows minimizing the cost of production of useful pigments in the food, cosmetology, and pharmaceutical industries, among others, and at the same time reducing the environmental impact they generate.RESUMEN 8 ABSTRACT 9 INTRODUCCIÓN 10 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 12 1.1 Pregunta problema 13 1.2 Justificación 13 1.3 Revisión de antecedentes 14 2. OBJETIVOS 23 2.1 Objetivo general 23 2.2 Objetivos específicos 23 3. MARCO REFERENCIAL 24 3.1 Pigmentos naturales 24 3.1.1 Definición 24 3.1.2 Tipos de pigmentos naturales 24 3.2 Carotenoides 24 3.2.1 Definición 25 3.2.2 Biosíntesis de carotenoides 26 3.2.3 Clasificación de los Carotenoides 27 3.2.4 β-carotenos 27 3.2.5 Aplicaciones industriales 27 3.3 Desechos agroindustriales 28 3.3.1 Definición 28 3.3.2 Problemática ambiental 28 3.4 Cacao 29 3.4.1 Definición 29 3.4.2 Manejo de los desechos en Colombia 29 3.5 Caña de azúcar 30 3.5.1 Definición 30 3.5.2 Manejo de los desechos en Colombia 31 3.6 Lactosuero 31 3.6.1 Definición 32 3.6.2 Manejo de los desechos en Colombia 33 3.7 Procesos biotecnológicos 33 3.7.1 Definición 33 3.7.2 Fermentación microbiana 33 3.7.3 Microorganismos productores de pigmentos 34 3.8 Rhodotorula mucilaginosa 34 3.8.1 Definición y características generales 34 3.8.2 Características bioquímicas 35 3.9 Pintura plástica 35 3.9.1 Definición 35 3.9.2 Componentes 35 4. DISEÑO METODOLÓGICO 36 4.1 Universo, población, muestra 36 4.2 Hipótesis, variables, indicadores 36 4.3 Técnicas y procedimientos 37 4.3.1 Reactivación y mantenimiento de la cepa 37 4.3.2 Obtención de sustratos 37 4.3.3 Tratamiento de sustratos 38 4.3.4 Preparación de medios de cultivo 38 4.3.5 Preparación y siembra de inóculo 41 4.3.6 Densidad óptica 41 4.3.7 Recuento en placa 41 4.3.8 Ruptura celular 42 4.3.9 Extracción de pigmentos 42 4.3.10 Purificación de las muestras 43 4.3.11 Cuantificación de pigmentos 43 4.3.12 Análisis estadístico ANOVA 44 4.3.13 Aplicación de pigmento en pintura plástica 45 5. RESULTADOS 46 5.1 Identificación morfológica de la cepa 46 5.2 Condiciones de los medios de cultivo y parámetros de fermentación 46 5.3 Recuento de levaduras 47 5.4 Curso temporal de la producción de biomasa y carotenoides 47 5.5 Producción de carotenoides en diferentes sustratos 48 5.6 Control de pH y luz 49 5.7 Evaluación de medios de cultivo 50 5.8 Análisis estadístico ANOVA 51 5.9 Prueba cualitativa para aplicación en pintura plástica 52 6. DISCUSIÓN 53 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 57 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 59 8. ANEXOS 66PregradoBacteriólogo(a) y Laboratorista Clínico99p.application/pdfspaUniversidad Colegio Mayor de CundinamarcaFacultad de Ciencias de la SaludBogotá D.CBacteriología y Laboratorio ClínicoDerechos Reservados - Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca,2020https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/closedAccessAtribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_14cbProducción de pigmentos a partir de la levadura Rhodotorula Mucilaginosa usando desechos agroindustrialesTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Textinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionBuzzini P, Martini A. Production of carotenoids by strains of Rhodotorula glutinis cultured in raw materials of agro-industrial origin. Tecnología Bioambiental. [Internet] 2000;71(1):41-44. 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