Revisión sistemática del estado del arte sobre el mejoramiento genético de cepas de Lactobacillus para mejorar la producción de ácido láctico

Las fermentaciones bacterianas son un enfoque prometedor para la elaboración de productos de valor agregado a partir de sustratos renovables como los residuos agroindustriales. Sin embargo, las bacterias productoras de ácido láctico presentan altos requerimientos nutricionales, inhibición por sustra...

Full description

Autores:
Fiallo Maldonado, Tatiana
Gómez Pacheco, David Fernando
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/12508
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12508
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Palabra clave:
Lactobacillus
ácido láctico
mutagénesis
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Lactobacillus
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Rights
openAccess
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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description Las fermentaciones bacterianas son un enfoque prometedor para la elaboración de productos de valor agregado a partir de sustratos renovables como los residuos agroindustriales. Sin embargo, las bacterias productoras de ácido láctico presentan altos requerimientos nutricionales, inhibición por sustrato y estrés térmico que afectan su productividad, por lo que se han desarrollado estrategias biotecnológicas para mejorar las cepas y obtener el fenotipo deseado. En el presente trabajo, se estudiaron las investigaciones relacionadas con la modificación genética de cepas de Lactobacillus para mejorar la producción de ácido láctico y las condiciones experimentales empleadas en cada una de ellas. Lo anterior, se realizó a través de una revisión sistemática de la literatura empelando una metodología de búsqueda, selección y análisis que dio como resultado un total de 64 artículos. Se estableció que las principales técnicas de modificación genética de cepas de Lactobacillus que aumentan la capacidad productiva de ácido láctico son mutagénesis aleatoria, evolución adaptativa en laboratorio e ingeniería metabólica. Finalmente se realizó una identificación de condiciones y cualidades que afectan cada técnica de modificación genética, esto permitió esclarecer y concluir que la ingeniería metabólica requiere un gran nivel de información de las rutas metabólicas lo que va asociado a tecnologías de alto costo; por otro lado, la mutagénesis aleatoria tiene un menor alcance y control de los resultados, pero es la base en varios experimentos asociados al mejoramiento genético. En cuanto a la evolución adaptativa se posiciona como la técnica más cómoda y asequible para experimentar condiciones de estrés de pH, temperatura o concentración de manera progresiva.
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Sin embargo, las bacterias productoras de ácido láctico presentan altos requerimientos nutricionales, inhibición por sustrato y estrés térmico que afectan su productividad, por lo que se han desarrollado estrategias biotecnológicas para mejorar las cepas y obtener el fenotipo deseado. En el presente trabajo, se estudiaron las investigaciones relacionadas con la modificación genética de cepas de Lactobacillus para mejorar la producción de ácido láctico y las condiciones experimentales empleadas en cada una de ellas. Lo anterior, se realizó a través de una revisión sistemática de la literatura empelando una metodología de búsqueda, selección y análisis que dio como resultado un total de 64 artículos. Se estableció que las principales técnicas de modificación genética de cepas de Lactobacillus que aumentan la capacidad productiva de ácido láctico son mutagénesis aleatoria, evolución adaptativa en laboratorio e ingeniería metabólica. Finalmente se realizó una identificación de condiciones y cualidades que afectan cada técnica de modificación genética, esto permitió esclarecer y concluir que la ingeniería metabólica requiere un gran nivel de información de las rutas metabólicas lo que va asociado a tecnologías de alto costo; por otro lado, la mutagénesis aleatoria tiene un menor alcance y control de los resultados, pero es la base en varios experimentos asociados al mejoramiento genético. En cuanto a la evolución adaptativa se posiciona como la técnica más cómoda y asequible para experimentar condiciones de estrés de pH, temperatura o concentración de manera progresiva.PregradoIngeniero QuímicoBacterial fermentations are a promising approach for the elaboration of value-added products from renewable substrates such as agro-industrial waste. However, lactic acid-producing bacteria present high nutritional requirements, inhibition by substrate and thermal stress that improves their productivity, so biotechnological strategies have been developed to improve the strains and obtain the desired phenotype. In this research, the investigations related to the genetic modification of Lactobacillus strains to improve the production of lactic acid and the experimental conditions used in each of them were studied. This was done through a systematic review of the literature using a search, selection and analysis methodology that resulted in a total of 64 articles. It will be established that the main techniques of genetic modification of Lactobacillus strains that increase the productive capacity of lactic acid are random mutagenesis, adaptive evolution in the laboratory, and metabolic engineering. Finally, an identification of conditions and qualities that disconnect each genetic modification technique was carried out, this allowed clarifying and concluding that metabolic engineering requires a high level of information on metabolic pathways, which is associated with high-cost technologies; On the other hand, random mutagenesis has less scope and control of the results, but it is the basis in several experiments associated with genetic improvement. In terms of adaptive evolution, it is positioned as the most comfortable and affordable technique to progressively experience pH, temperature or concentration stress conditions.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicoquímicasIngeniería QuímicaEscuela de Ingeniería QuímicaLactobacillusácido lácticomutagénesisingeniería metabólicaevolución adaptativaLactobacilluslactic acidmutagenesismetabolic engineeringadaptive evolutionRevisión sistemática del estado del arte sobre el mejoramiento genético de cepas de Lactobacillus para mejorar la producción de ácido lácticoSystematic review of the state of art about genetic modification of Lactobacillus strains to improve lactic acid productionTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fORIGINALDocumento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf878739https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/32b5054d-2a16-4e73-b2f9-8f1dce41a225/downloadd5418efbece2a8892808e57d68d2545aMD51Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf33321https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/d4991a35-fe6a-4da9-8be6-405440528eae/downloadd1e1ecf30e432a23763ee9f11ccf17f9MD52Carta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf587217https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/fd7b3174-a80d-4366-87c4-3b89611aaf36/downloadb7d70e15b96baf6e3633a2a3a01aa68fMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/0e08da1d-ee88-45c2-9dba-1cd4a79eb2ac/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD5420.500.14071/12508oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/125082023-03-13 09:05:08.712http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessopen.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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