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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE CIENCIAS QUIMICASESCUELA DE BIOQUIMICA Y FARMACIAMICROBIOLOGIA INDUSTRIAL AISLAMIENTO, SELECCIÓN, IDENTIFICACIÓN Y PRESERVACIÓN DE CEPAS QUERATINOLITICAS PARA LA DEGRADACIÓN DE PLUMAS DE POLLO INTEGRANTES: - BUSTIILLOS MA. BELÉN- CARTUCHE DIANA- ESPINOSA CAROLINA- ESTRELLA MIGUEL- FEIJOÓ TATIANA- PORRAS DIEGONOVENO SEMESTRE ALIMENTOS2009 - 2010 INDICE 1. TEMA.......................................................................................................................................... 3 2. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 3 3. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 4 3.1 OBJETIVO GENERAL ......................................................................................................... 4 3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.................................................................................................. 4 4. MARCO TEORICO ..................................................................................................................... 4 4.1 Plumas de Pollo ...................................................................................................................... 4 4.1.1 Características ................................................................................................................. 4 4.1.2 Usos ................................................................................................................................ 4 4.2 Microorganismos.................................................................................................................... 5 4.2.1 Degradadores Queratinolíticos ......................................................................................... 5 4.2.2 Características Microbiológicas ....................................................................................... 5 4.2.3 Metabolismo de las Bacterias Queratinolíticas ................................................................. 5 4.2.4 Pares Oxido Reducción ................................................................................................. 5 4.2.5 Reacción de Degradación de la Queratina ........................................................................ 6 4.2.6. Diagrama de Obtención de Harina de Plumas sin Aplicaciones Biotecnológicas ............. 6 4.2.7. Diagrama de Obtención de Harina de Plumas con Aplicaciones Biotecnológicas ............ 7 5. MARCO METODOLOGICO ...................................................................................................... 8 5.1 METODOS GENERALES DE ANALISIS ............................................................................ 8 5.1.1 Muestreo ......................................................................................................................... 8 5.2 METODOS ESPECIFICOS DE ANALISIS ......................................................................... 8 5.2.1 Diseño del Medio de Cultivo para Aislamiento y Selección de Cepas Queratinolíticas ..... 8 5.2.3 Aislamiento y Enriquecimiento de Cepas Degradadoras de Plumas.................................. 8 5.2.4 Selección de Cepas Queratinoliticas................................................................................. 8 5.2.4.1 Criterios de Selección ................................................................................................... 9 5.2.5 Producción de Biomasa ................................................................................................... 9 5.2.6 Preservación de los Microorganismos .............................................................................. 9 6. RESULTADOS ......................................................................................................................... 10 6.1 Tabla de Características de las Cepas Degradadoras de Queratina......................................... 10 6.2 Tabla de Variación de pH de las Cepas Degradadoras de Queratina ...................................... 11 6.3 Tabla de Variación de Temperatura de las Cepas Degradadoras de Queratina ....................... 11 6.4 Tabla de Variación de Concentración de Sustrato de las Cepas Degradadoras de Queratina .. 12 6.5 Gráfica de la Eficiencia de Degradación Queratinolítica con respecto a los Criterios deSelección.................................................................................................................................... 12 6.6 Tabla de Resultados de las Pruebas Bioquímicas realizadas a la Cepa Seleccionada ............. 12 6.7 Curva de Crecimiento para el Bacillus spp. (Teórica) ........................................................... 13 7. DISCUSIONES ......................................................................................................................... 13 7.1 Discusión sobre los Resultados ............................................................................................. 13 7.2 Discusión sobre la Industrialización del Bioproceso ............................................................ 14 7.3 Discusión sobre las Modificaciones de Anteriores Investigaciones ....................................... 14 8. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 14 9. RECOMENDACIONES ............................................................................................................ 15 10. ANEXOS ................................................................................................................................. 16 11. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ...................................................................................... 19 1. TEMAAISLAMIENTO, SELECCIÓN, IDENTIFICACIÓN Y PRESERVACIÓN DE CEPASQUERATINOLITICAS PARA LA DEGRADACION DE PLUMAS DE POLLO2. INTRODUCCIÓN Es normal que en la mayoría de plantas avícolas, los subproductos obtenidos del procesamiento decarne no son debidamente aprovechados, constituyendo un alto porcentaje de desechos queproducen daños al medio ambiente debido al aumento de la carga microbiana presente en los suelos,constituyendo una fuente potencial de enfermedades que afectan tanto a los animales de granja comoa los humanos obreros y consumidores.Generalmente las plumas, uno de estos subproductos, son destinadas a la elaboración de harinasutilizadas como suplemento alimenticio para aves y otros animales de abasto. Este producto esobtenido mediante la combinación de tratamientos térmicos (cocción a altas presiones) contratamientos químicos (ácidos o alcalinos); procesos que no solo impiden la fragmentación de los enlaces disulfuro presentes en la queratina de la pluma, convirtiéndola en una proteína muyresistente que dificulta la degradación enzimática por parte de las aves, sino que tambiéndisminuyen el valor proteico de la harina a un 45% por la destrucción de algunos aminoácidos.La producción nacional de aves de corral es de 19,595.058, de los cuales un 44% corresponde a laproducción de pollo. El rendimiento de carne obtenido por el procesamiento de esta ave es deaproximadamente 75 %, lo que indica que el 25% restante pertenece a desperdicios o subproductos,en donde las plumas constituyen la mayor parte. (5) Dadas las tendencias actuales dirigidas hacia la búsqueda de procesos biotecnológicos aplicables al tratamiento de los residuos agroindustriales y a la existencia de un alto potencial microbiano en lanaturaleza capaz de utilizar una amplia variedad de sustratos orgánicos, se sostiene que laproducción de harina de plumas puede ser llevada a cabo por medio de métodos más meticulosos através de tratamientos fermentativos con microorganismos queratinolíticos capaces de degradar laqueratina presente en la pluma, mejorando así la digestibilidad de este producto y la calidadnutricional en un 67% debido a su enriquecimiento con proteína microbiana.Aproximadamente, el total de plumas procesadas en el mundo es de 50,000 Ton/año, en donde Perúes el principal exportador para Sudamérica, siendo uno de sus principales compradores el Ecuador.La venta de 1Ton de harina de plumas cuesta aproximadamente 320 dólares, sin embargo,comparando con las harinas que actualmente se comercializan en el mercado existe una marcadadiferencia en cuanto al costo; teniendo la harina de soya un costo de 450 dólares/Ton y la harina depescado 900 dólares/Ton. (14) Por estas razones se desea conseguir una harina de plumas de alta calidad proteica y que a la vezposea bajo costo, capaz de competir a nivel industrial con los diferentes tipos de harinas ya mencionadas. 3. OBJETIVOS3.1 OBJETIVO GENERAL · Aislar, seleccionar, identificar y preservar cepas queratinolíticas para la degradación deplumas de pollo. 3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS · Obtener muestras de plumas blancas de pollo y muestras de suelo de los galpones avícolas. · Seleccionar el medio de cultivo más adecuado para el crecimiento óptimo de losmicroorganismos degradadores de queratina a partir de plumas de pollo. · Aislar las cepas queratinoliticas utilizando el medio de cultivo adecuado. · Seleccionar la cepa con mayor capacidad de degradación queratinolítica. · Realizar pruebas bioquímicas para identificar género y especie de la cepa con mayorvelocidad de transformación. · Realizar la medición del crecimiento de biomasa, y determinar los parámetros cinéticos. · Realizar las gráficas de ln de biomasa (ln X), biomasa (X), velocidad específica (µ) yvelocidad instantánea (r x ), para la cepa seleccionada en el medio seleccionado. · Preservar las cepas puras mediante la técnica de crioconservación. 4. MARCO TEORICO4.1 Plumas de Pollo4.1.1 Características Las plumas son estructuras queratinosas de la piel de la aves. Son fundamentales en el vuelo aviar,pues forman la superficie sustentadora del ala. El conjunto de todas las plumas de un ave recibe elnombre de plumaje, y forma una capa densa, aislante, que protege al animal frente al agua y el frío. COMPONENTES % Materia Seca 88.5Proteína Cruda 54,5Grasa 26Fibra Cruda 1,0Cenizas 4,5Calcio 1,0Fósforo 0,7 4.1.2 Usos Las plumas pueden ser procesadas y utilizadas en decoración, acolchado y adornado, haciendo usode sus características de retención de calor y peso ligero. Pueden se tratadas en las manufactureras de chaquetas, bolsas de dormir, colchas, almohadas, colchones, etc. Además se las emplea comoharina de plumas (HP) que sustituye a la harina de pescado en alimentos acuícolas . (12)
