PRODUCCIÓN DE PROTEÍNA UNICELULAR A PARTIR DE DESECHOS AGROINDUSTRIALES

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2008 Mara Viviana Giraldo y Paula Lorena Lpez

PRODUCCIN DE PROTENA UNICELULAR A PARTIR DE DESECHOS AGROINDUSTRIALES

Universidad de Caldas Manizales, Colombia

Noviembre 2008: Manejo de Residuos Mara Viviana Giraldo y Paula Lorena Lpez

Produccin de protena unicelular a partir de desechos agroindustriales

(Unicellular Protein Production from Agro-Industrial Waste)

Mara Viviana Giraldo1 y Paula Lorena Lpez2

Programa Ingeniera de Alimentos, Facultad de Ingeniera, Universidad de Caldas. Calle 65 No 26-10, Manizales (Colombia)

e-mail: [email protected].

[email protected].

Resumen La produccin de protena unicelular (PUC) ha representado, desde principios del siglo XX, una opcin biotecnolgica de discutida viabilidad en el manejo y aprovechamiento de grandes cantidades de desechos orgnicos de origen agrcola, constituyendo una alternativa recurrente para convertir estas fuentes de contaminacin en materiales tiles desde el punto de vista econmico, nutricional e industrial. Esta revisin abord la importancia y aplicaciones de la PUC, las ventajas y desventajas de su uso en procesos productivos, los principales microorganismos fuentes de PUC, los substratos agroindustriales empleados para su crecimiento, y la secuencia de operaciones del proceso. Palabras claves: Biomasa, protena unicelular (PUC), pulpa de caf, Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis, fermentacin aerbica, vinaza, desechos agroindustriales, manejo de residuos. Summary Since the beginning of the 20th century, single cell protein (SPC) production has represented a biotechnological option, which viability has been much argued for the handling and profitable disposal of large amounts of agricultural and industrial waste materials. Due to the nature of this process, lots of pollution sources can be transformed into useful materials with industrial, nutritional and economical value. This paper overviews the historical evolution of single cell protein, its importance and applications, advantages and disadvantages of its use in industrial processes, the main microorganisms known to be a source of SPC, the most representative substrates used for their growth, the biochemistry and key operations of the industrial process, general economical facts, and future prospects. Keywords: Biomass, single cell protein (SCP), coffee pulp, Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis, aerobic fermentation, vinasses, agro-industrial wastes, waste management.

ISSN 1900-6241 N 82, Noviembre 2008 :: Manejo de Residuos

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1. Introduccin

El alto contenido de protena en la biomasa microbiana determina su uso potencial en la

alimentacin humana y animal, ya que actualmente las fuentes convencionales (agricultura,

ganadera y pesca) no satisfacen la demanda de alimentos, situacin que se ve agravada por

el incremento alarmante de la poblacin mundial. Por ello, se buscan otras fuentes de

protena para la alimentacin humana e incluso animal. Este problema se intenta resolver de

diversas formas mediante el mantenimiento de la produccin agrcola con la fertilizacin

biolgica, y la capacitacin del personal en centros de adiestramiento para un mejor

aprovechamiento de los recursos naturales, marinos y terrestres. Sin embargo, esto no es

suficiente (Snchez y Galn, 2006).

Durante las ltimas dos dcadas, se han desarrollado varios procesos para la

produccin de microorganismos tiles como fuentes de protena para alimentacin, debido

al valor nutritivo de la materia celular, a la rapidez del proceso y a la habilidad de algunos

microorganismos de poder metabolizar azcares en los desechos de otras industrias (Garca

et al., 2005).

En los aos setenta, se consider que la capacidad de los microorganismos para

crecer en diversos sustratos, particularmente en residuos agroindustriales, podra ser

explotado para producir biomasa microbiana conocida como protena unicelular (PUC), a

partir de bacterias, hongos y levaduras (Badui, 2006).

El trmino protena unicelular deriva de la contraccin de protena de organismos

unicelulares. Es un nombre genrico que se da a las harinas proteicas obtenidas por

fermentacin aerbica, derivadas de una serie de microorganismos unicelulares.

Entre los inconvenientes para su obtencin se encuentran los costos elevados de

produccin y recuperacin y el problema de la eliminacin de los cidos nucleicos si el

producto se usa para alimentacin humana.


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2. Importancia de la protena unicelular

El crecimiento de la poblacin, especialmente en las naciones en va de desarrollo, es

abrumador. Se espera que, para la primera dcada del siglo XXI, la poblacin mundial

alcance entre cinco y seis billones de personas.

Es muy probable que la agricultura y ganadera convencionales no sean capaces de

suplir la demanda proteica para esta poblacin emergente, proyectndose que necesitar

producir entre los aos 1980-2015 una cantidad de productos agrcolas igual a los

generados a travs de la historia antes de este periodo.

El problema no slo involucra a seres humanos, sino en especial a sus animales. El

animal puede presentar una marcada escasez futura, dado que se necesitar ms ganado

para suplir la abrumadora demanda. Adems, la adecuada alimentacin animal es un tem

de elevado costo, algo muy determinante en la produccin. Solucionar el problema de la

alimentacin humana implica, en primer lugar, solucionar el problema de las fuentes de

protena para alimentacin animal. Se est pues ante una demanda en constante incremento

de fuentes protenicas de alto valor nutritivo, la cual empieza ser insuficiente.

La biomasa puede ofrecer una gran alternativa para reemplazar algunas fuentes

tradicionales de protena (soya, harina de pescado, suero descremado de leche) en piensos

para el consumo animal, e incluso en porciones para humanos despus de ser tratada

adecuadamente. Por ello, el desarrollo e implementacin de tcnicas de produccin

industrial de PUC ayudara a solventar el problema de la cada vez ms limitada

disponibilidad e ingesta de protena (Chacn, 2004).


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Tabla 1. Parmetros nutricionales de la PUC (SPC)

Fuente: Durn (1989)

3. Usos de la biomasa y la protena unicelular

A partir de la biomasa microbiana pueden desarrollarse muchos productos derivados, dada

su riqueza composicional: carbohidratos, lpidos, protenas, cidos nucleicos, vitaminas,

entre otros (Rojas, 1995).

El uso de la protena unicelular en piensos es el ms inmediato y menos

tecnificado de todos. Generalmente implica un secado de la biomasa previamente a la

ingesta. En el caso del consumo por parte de humanos, el proceso es ms elaborado,

implicando no slo la eliminacin de riesgos nutricionales (como los cidos nucleicos),

sino tambin el garantizar la calidad e inocuidad del producto.

Productos ms elaborados que la biomasa cruda pueden obtenerse industrialmente

y ser utilizados como protena suplementaria en alimentos humano y animal, ingrediente

funcional en alimentos, o sustrato para procesos qumicos o biotecnolgicos. (Durn, 1989)

Muchos de los procesos que generan los productos antes citados no se encuentran

ampliamente difundidos, a la espera quizs de condiciones econmicas ms competitivas.

La protena unicelular encuentra adems aplicaciones an experimentales en el

campo de la salud. Recientes investigaciones evalan el papel de la PUC como un nutriente


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de control inmunitario en pacientes quirrgicos con hipoproteinemia, hiperglucemia,

anemia e hipercolesterolemia (EDV, 2003)

4. Ventajas y desventajas de producir protena unicelular:

Las ventajas que presenta la produccin de PUC son:

o Los microorganismos se multiplican con rapidez. o Requerimientos de crecimiento fciles de implementar, que originan altas

tasas de crecimiento y alta productividad (University of Indiana, 2003). El

tiempo de duplicacin puede ser de 0.3 a 2 h para bacterias, 1-3 h para

levaduras, 2-6 h para algas y 4-14 horas para hongos filamentosos

celulticos (FAO, 2003)

o Poseen un alto contenido de protena (55-60%) y hasta un 15% de cidos nucleicos en base seca.

o Pueden utilizar un gran nmero de fuentes de carbono diferentes. o Factibilidad de seleccionar o producir con facilidad cepas con alta

produccin y buena composicin.

o Las instalaciones de produccin ocupan reas limitadas y dan producciones elevadas. La produccin microbiana es independiente de variaciones

climticas o estacionales, y por consiguiente es ms fcil de planear

No obstante a las mencionadas ventajas, tambin se presentan desventajas

inherentes a la produccin de PUC:

o Por razones culturales, muchas personas en Occidente rechazan la idea de emplear microorganismos como fuente de alimento. (Goel, 1994)

o En varias ocasiones, la PUC no presenta las caractersticas de olor, textura, color y sabor necesarios para garantizar una buena aceptacin (Israelidis,

2003). Las algas suelen ser las ms problemticas respecto a color y sabor.

o Pueden presentarse en la PUC sustancias txicas o carcinognicas que fuesen adsorbidas previamente en los sustratos utilizados como fuente de


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carbono, importante para asegurar la seguridad y hasta la pureza del medio

de cultivo (University of Indiana, 2003).

o La digestin lenta o nula de la pared celular en el tracto digestivo del ser humano y otros animales, especialmente en cuanto a las algas, puede ser

causa de indigestin y reacciones alrgicas (University of Indiana, 2003).

5. Microorganismos y materias primas

Los microorganismos crecen rpidamente. Una comparacin tradicional es que un toro de

500 kg puede producir 0.5 kg de protena/da mientras que, en el mismo tiempo, 500 kg de

levadura pueden producir 50 kg de protena. Quiz, esta es una de las razones ms

importantes que determinan el inters en su produccin industrial.

Las bacterias, principalmente los gneros Methylomonas, Pseudomonas, Bacillus y

Aerobacter, recibieron en la dcada de 1960 un inters especial como fuentes potenciales

de PUC, debido a que son capaces de duplicarse en un periodo de 20 a 30 minutos y a su

alto contenido de protenas, que puede llegar hasta 85% en base seca. No obstante estas

cualidades, el incremento en el costo durante las ltimas dos dcadas de algunos sustratos

considerados para su propagacin, tales como metano, metanol, etanol o hidrocarburos, ha

limitado su aplicacin.

En contraste, ciertas especies de levaduras como Candida utilis, Saccharomyces

cerevisiae y Kluyveromyces fragilis (ahora conocida como K. marxianus) han sido

aceptadas durante largo tiempo, tanto en alimentacin animal como humana, y se han

producido continuamente a partir de la Segunda Guerra Mundial. Los hongos filamentosos

y las algas tienen la desventaja de crecer ms lentamente que las bacterias y levaduras; sin

embargo, en la actualidad se producen comercialmente los hongos Gliocladium

deliquescens, Paecilomyces varioti y Fusarium graminearum, y las algas Spirulina y

Chlorella.

En el caso de las algas, su produccin es en algunos aspectos similar a la

agricultura convencional, en donde no se aplican las caractersticas de alta productividad,


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tiene pocos requerimientos de terreno, y no hay una dependencia de condiciones climticas

que prevalecen en procesos de produccin de PUC a partir de bacterias, levaduras y

hongos.

Los diferentes microorganismos pueden ser propagados bajo condiciones aspticas

o no aspticas, dependiendo del microorganismo y la tecnologa empleados, en medios de

cultivo que contienen una fuente de carbono y energa, una fuente de nitrgeno (amoniaco

o sales de amonio), una fuente de fsforo (cido fosfrico o sales de fsforo) y minerales

(hierro, magnesio, manganeso, potasio, etc.).

En lo relacionado con el sustrato principal, aunque la atencin inicial se centr en

hidrocarburos y otros derivados del petrleo (metanol y etanol), el inters se ha derivado

ms recientemente hacia recursos renovables, tales como residuos agrcolas y subproductos

industriales. Los residuos agrcolas en particular, que constituyen el suministro mundial

ms grande de recursos renovable, as como los azcares derivados de la caa de azcar y

almidones provenientes de desperdicios de papa, granos y yuca, son aquellos con mayores

perspectivas en el futuro.

El empleo de procesos de produccin de protena unicelular para disminuir la

demanda bioqumica de oxgeno de efluentes industriales, tales como licores sulfticos,

licores de procesamiento del maz y efluentes del procesamiento de papas, ha tenido cierta

importancia industrial. En estos procesos, el objetivo principal es el tratamiento del

efluente, y la protena unicelular es un subproducto que, por su valor, hace ms atractivo el

sistema de tratamiento.

En muchos casos, los sustratos requieren de un pretratamiento fsico, qumico o

enzimtico previo a la fermentacin. Los residuos agrcolas y forestales, por ejemplo,

deben ser hidrolizados a azcares simples o sometidos a una deslignificacin parcial (3,4)

para que puedan ser fcilmente accesibles a los microorganismos. Otros sustratos, tales

como melazas y los licores sulfticos de la industria papelera, requieren de pretratamientos

ms simples para eliminar impurezas que puedan inhibir el crecimiento de los

microorganismos.


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Tabla 2. Microorganismos ms importantes en la produccin de protena celular.

Fuente: (Rojas 1995)

6. Generalidades sobre el proceso de obtencin de PUC

6.1. Bioqumica bsica y proceso de obtencin de la PUC

El proceso de obtencin de protena unicelular puede involucrar una gran variedad de

procesos bioqumicos, en concordancia con la amplia gama de microorganismos que

pueden ser utilizados.

Genricamente, la produccin de biomasa (PUC), pueden expresarse a travs de la

siguiente ecuacin (Rojas, 1995):

C (H20) (Fuente carbonada) + H20 + NH4+(amonio) + Sustrato mineral (P, K, S, Na, Ca, Fe)

CHNO (biomasa, PUC) + CO2 + H20 + (energa de activacin)


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El proceso bioqumico anterior, como es lgico, requiere de una fuente de carbono a

fermentar, la cual debe ser cualquiera de los substratos ya mencionados en la seccin de

microorganismos y materias primas. Algunas de estas fuentes suelen ser pobres en

nitrgeno y minerales, por lo que es necesario un suplemento con sales de amonio u otras

fuentes de nitrgeno. Como productos de la fermentacin, se obtiene la biomasa y se

liberan energa y gases, como CO2.

Los microorganismos deben ser inoculados en un medio particularmente favorable,

tanto en condiciones de competencia (medio previamente esterilizado) como en

condiciones nutricionales. Por ello se requiere un pretratamiento inicial que no altere

indeseablemente substrato y que garantice que favorezca el desarrollo de la PUC.

El proceso de produccin de PUC debe tener en cuenta las siguientes pautas:

o Reduccin del tamao y homogeneizado mecnico, de modo que sea ms accesible al microorganismo y ms fcil de manipular en la fermentacin.

o Eliminado de agentes inhibidores del crecimiento microbiano, tales como toxinas y trazas de residuos qumicos. Asimismo, debe garantizarse la

inexistencia de substancias que puedan causar efectos txicos en la PUC

obtenida posteriormente.

o En algunos casos, cuando el microorganismo a emplear necesita metabolizar formas orgnicas ms simples, el substrato debe hidrolizarse enzimtica o

qumicamente empleando cidos, lcalis o enzimas, tales como amilasas o

diastasas.

o Suplementacin del medio con nutrientes como fsforo y sales nitrogenadas que sirvan de fuente mineral a la PUC.

o Ajuste del pH y de la humedad del substrato, de modo que favorezcan el crecimiento de los microorganismos involucrados. Generalmente se

requiere regular constantemente las condiciones de pH empleando buffers

(amortiguadores). El ajuste del pH se mantiene a lo largo del proceso

fermentativo y no solo durante el pretratamiento del substrato. En la mayora


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de los casos, el pH suele ser cido y ronda valores de 4 5 a lo largo del

proceso.

o Tratamiento trmico del substrato para eliminar la flora bacteriana patgena y/o competitiva de la matriz. El tratamiento puede ser: i) pasteurizado en

matrices destinadas a fermentacin en substrato lquido, o ii) esterilizacin

en substratos slidos. En general, los parmetros del proceso trmico rondan

los 1222-123 C por un tiempo de 30-45 minutos.

6.2. Obtencin de PUC a partir de algunos desechos agroindustriales

Los desechos agroindustriales son las materias primas ms baratas y diversas,

especialmente si se aprovechan en el lugar donde son producidos, con lo que pueden

eliminarse los costos de transporte y minimizar la contaminacin ambiental.

A continuacin se citan algunos de los residuos ms representativos como fuente

de carbono:

o Aguas residuales de las industrias de la celulosa, del caf, de almidn, de procesamiento de alimentos y del papel (aguas sulfticas), empleando

Candida utilis, C. tropicales, Chaetomium cellulolyticum y Paecilomyces

varioti (Crueger y Crueger, 1989).

o Residuos de cscaras de ctricos con Fusarium culmorum (Duran, 1989) o Residuos de la industria vincola o vinazas con Chaetomiun cellulolycum

(Rojas, 1995).

o Hidrolizados de cuernos y pezuas sobrantes de la industria crnica con Bacillos subtillis (Kurbanoglu y Algur, 2002).

o Bagazo de banano y caa empleando Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus nigis y Aspergillus foetidus.

o Excretas de animales de granja. Cada residuo requiere de un tratamiento de pasteurizacin previo y de unas

condiciones de incubacin posteriores favorables al microorganismo especfico que en ellos

se hace prosperar.


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La variedad de procesos para obtener PUC es tan grande como la cantidad misma de

microorganismos que puede ser empleada. Por ello, lo que a continuacin se expondr no

debe considerarse como procesos generalizados, si no ms bien como casos particulares

ilustrativos.

6.3. Obtencin de bioprotena a partir de bagazo de naranja (Citrus sinensis) con

Aspergillus niger (Bustamante et al., 2003)

En las diferentes industrias frutales y como productos domsticos, se tiene una gran

cantidad de residuos de frutas que no tienen ninguna utilidad y son desechos que se

encuentran en los basurales, siguiendo un proceso normal de descomposicin.

La biotecnologa ha desarrollado una serie de procedimientos que permiten realizar

un tratamiento biolgico a los residuos con microorganismos adecuados, con el fin de

producir la denominada bioprotena o enriquecer los alimentos, incrementando el nivel de

protena con los mismos.

La materia prima utilizada es el residuo que queda despus de la expresin del

jugo, a la cual se le realizan los anlisis previos tales como: % de humedad, % ceniza total,

% fibra total, nitrgeno total, nitrgeno amoniacal, % nitrgeno orgnico, y la medicin

de pH.

El bagazo de naranja enriquecido por Aspergillus niger se convierte en un alimento

altamente nutritivo para el uso como alimento balanceado, pues contiene diversos

aminocidos esenciales, pudiendo reemplazar a la protena proveniente de la soya o el

maz.

6.4. Produccin de PUC a partir de desechos de vinaza con Cndida utilis (Daz et al.,

2007)

En el proceso de la destilera para producir alcohol etlico, se produce un residuo lquido

final llamado vinaza, el cual se ha reconocido como un compuesto rico en sales minerales y


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materia orgnica, que ha sido usado principalmente como fertilizante en los campos de los

cultivos. La vinaza constituye el residuo de mayor importancia en las destileras de alcohol,

debido al gran volumen de produccin. La vinaza representa aproximadamente el 90% del

volumen de fermentacin original; es un lquido de color de caf con bajo pH, olor dulce y

alto contenido de materia orgnica disuelta y en suspensin. En el caso de las industrias

licoreras, la vinaza ha sido normalmente vertida a las corrientes de agua sin tratamiento

alguno, causando una gran contaminacin ambiental (la demanda biolgica de oxgeno

oscila entre 7000 y 20000 mg/litro). Por poseer altos valores de DQO (Demanda Qumica

de Oxgeno) y DBO (Demanda Bioqumica de Oxgeno), un bajo valor de pH, taninos y

otras sustancias podran provocar disminucin en el oxgeno disuelto en el medio ambiente,

favoreciendo la proliferacin de organismos patgenos y la muerte de animales benignos

para el ecosistema.

El aprovechamiento de las vinazas recolectadas de la planta de tratamiento de una

industria alcohlica para la produccin de protena unicelular mediante fermentacin

aerbica con Cndida utilis determin la concentracin ms apropiada de una mezcla de

nutrientes conformada por sulfato de amonio, urea y extracto de malta, que se agreg al

desecho lquido de vinaza, para obtener el mximo crecimiento en el menor tiempo posible.

Adicionalmente, se determin la concentracin de protena que posee la biomasa de

levadura cultivada, con el fin de conocer si es posible su produccin como suplemento en

frmulas para alimentacin animal. La levadura Candida utilis puede crecer, reproducirse

y adaptarse en el desecho de vinaza, obtenindose un producto con alto contenido de

protena

6.5. Produccin de protena unicelular de levaduras crecidas en desechos de harina de maz

precocida (Zea mays) (Gualtieri et al., 2007).

El procesamiento industrial de la harina de maz precocida genera aproximadamente 6

toneladas por da de desechos slidos orgnicos, volumen que generalmente las empresas

depositan en rellenos sanitarios, con el objetivo de promover una putrefaccin rpida,

mezclando los desechos con lodos provenientes de la planta de tratamiento de aguas


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residuales. La enorme cantidad del desecho produce problemas de costosa deposicin y

difcil solucin. En un estudio preliminar que se realiz sobre la composicin bioqumica

de esos desechos, se determin que poseen un alto contenido de materia orgnica (79.45%),

formada principalmente por almidn. Esta circunstancia condujo a proponer una solucin

biotecnolgica, aprovechando la capacidad de las levaduras para metabolizar, mediante

procesos fermentativos, materia orgnica y generar protena unicelular con alto valor

proteico similar a la de origen vegetal.

Saccharomyces cerevisiae representa una de las levaduras de primera eleccin para

la produccin industrial de biomasa y etanol, y que careciendo de actividad b-galactosidasa,

amilasa y glucoamilasa, las levaduras en gemacin son incapaces de fermentar el almidn.

Schwanniomyces castelli es una levadura amiloltica, capaz de degradar el almidn por dos

amilasas secretadas, una -amilasa y una glucoamilasa; la produccin de estas enzimas es

inducida por la ausencia de glucosa, por la presencia de maltosa o almidn. Cndida utilis

es una levadura que tiene una alta tasa de crecimiento que ninguna especie ha logrado

superar, y que requiere de un sustrato rico en azcares o fuentes de carbono, para su

crecimiento o cultivo.

Mediante fermentaciones aerbicas de los desechos de harina de maz precocida

con levaduras, se pueden enriquecer en protena unicelular.

A los residuos de harina de maz precocida se les aplican tratamientos qumicos y

enzimticos con la finalidad de obtener azcares fermentables por las levaduras.

Obtener biomasa a partir de las tres levaduras mencionadas permite ofrecer una

tecnologa para disponer de un desecho agroindustrial contaminante y proporcionar una

solucin ecolgica con un beneficio econmico, til como aporte proteico para dietas de

animales.

Los desechos generados durante el empacado de harina de maz precocida pueden

enriquecerse en protenas microbianas por procesos de fermentacin liquida, los cuales

poseen 78.55% de almidn y 7.8% de protena. Los desechos son sometidos a hidrlisis por

tratamientos qumicos y enzimticos.


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En general, los desechos de harina de maz precocida constituyen un substrato

adecuado para obtener biomasa o protena unicelular, que podra ser destinada como

suplemento en formulaciones para alimentacin animal.

6.6. Determinacin de protena total de Candida utilis y Saccharomyces cerevisiae en

bagazo de caa (Gutirrez y Gmez, 2008)

Dentro de los desechos agroindustriales se encuentra el bagazo de caa, producido en

grandes cantidades en las centrales azucareras. Ante esta situacin, la biotecnologa ha

desarrollado una serie de procedimientos que permiten realizar un tratamiento biolgico a

estos residuos, con el fin de producir PUC con microorganismos adecuados que aumentan

el valor nutricional de los mismos.

En la investigacin de Gutirrez y Gmez (2008) se produjeron concentrados

proteicos de las levaduras C. utilis y S. cerevisiae, como suplementos de alimentacin

animal mediante el aprovechamiento biotecnolgico del desecho generado en el

procesamiento industrial de la caa de azcar. El bagazo de caa previamente hidrolizado

sirvi como sustrato para el crecimiento de las dos levaduras, evalundose la composicin

de las levaduras y protena total producida. Ambos microorganismos presentaron un

contenido balanceado de aminocidos, sugiriendo su empleo potencial como concentrados

proteicos.

6.7. Produccin de biomasa de Saccharomyces cerevisiae y Candida utilis usando residuos

de pulpa de Coffea arabica L.

La pulpa de caf es el residuo slido principal del beneficio hmedo del grano de caf, y

constituye aproximadamente el 41% del peso hmedo del grano de caf. Para 1996, la

produccin mundial de residuos de caf se estim en cerca de 22 millones de toneladas

mtricas (TM) de pulpa de caf, 2,4 millones TM de muclago y 8,6 de pergamino. Estas

cantidades fluctan cada ao de acuerdo a las variaciones en las tcnicas usadas en el

procesamiento y produccin del caf. El problema de disposicin de los residuos del caf,


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sin embargo, es enorme y representa una contaminacin potencial en los pases

productores.

Los esfuerzos para reciclar los residuos de caf comprenden actividades tales

como: compostaje, alimentos para animales, produccin de fertilizantes orgnicos, protena

unicelular y biogas. El mejoramiento de los valores nutricionales de la pulpa de caf por

tratamientos biolgicos incluye procesos aerbicos y anaerbicos, empleando

microorganismos tales como levaduras, bacterias y mohos. Se conocen alternativas bien

estudiadas en el tratamiento combinado con hongos filamentosos y levaduras. El proceso

involucra un consorcio de microorganismos que son tpicamente usados para la

bioconversin de residuos lignocelulsicos (Thrichoderma viride y Aspergillus niger), y

levaduras como Saccharomyces cerevisiae y Candida utilis, en diferentes combinaciones.

Inicialmente, los hongos filamentosos degradan la celulosa y hemicelulosa

presente en la fibra y, subsecuentemente, las levaduras fermentan los azcares libres

producidos. Dichos hongos pueden tambin mejorar los valores alimentarios de otros

residuos agroindustriales. Dentro de los cultivos no convencionales, el caf es uno de los

ms prometedores para la obtencin de protena unicelular o biomasa en Colombia, debido

a su alto contenido de hidratos de carbono fcilmente hidrolizables.

Puede decirse que la pulpa de caf constituye un sustrato adecuado para obtener

biomasa o protena unicelular, que podra ser destinada como suplemento en formulaciones

para alimentacin animal (Gualtieri et al., 2007).

7. Conclusiones

La biotecnologa ha desarrollado una serie de procedimientos que permiten realizar un

tratamiento biolgico a los desechos con microorganismos adecuados, con el fin de

producir la denominada bioprotena (PUC) o enriquecer los alimentos, incrementando su

nivel de protena.


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La informacin planteada ofrece una tecnologa para disponer de un desecho

agroindustrial contaminante y proporcionar una solucin ecolgica con un beneficio

econmico.

Es importante destacar que las protenas de levaduras tienen un alto valor

nutricional, caracterizadas por un perfil de aminocidos balanceado con un elevado

contenido de lisina y treonina, lo cual le confiere un extraordinario potencial para su uso

como complemento de dietas de cereales para animales, que son deficientes en estos

aminocidos.

Sin embargo, los esfuerzos que se han hecho para emplear la protena unicelular

como suplemento seco en dietas animales y humanas con el fin de combatir el hambre y

aumentar la productividad no han dado los resultados esperados.


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PRODUCCIÓN DE PROTEÍNA UNICELULAR A PARTIR DE DESECHOS AGROINDUSTRIALES

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