pROYECTO BANANO correg

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL Fermentación sólida del banano de rechazo para alimento animal Integrantes:  Calispa

Jorge

 Chicaiza  López

Wilson

Yolanda

 Robles

Santiago

 Vásquez

Pablo

Marzo – Agosto 2010

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I. PROBLEMA: La alimentación animal está basado en primer lugar por pasto que tiene deficiente valor nutricional; y en segundo lugar por alimento balanceado elaborado en base a harina de pescado que a pesar de tener un alto valor proteico produce características organoléptica desagradables en el producto final sea este carne o huevos. Debido al gran crecimiento urbano poco a poco las zonas de pastoreo se han ido reduciendo lo que ha ocasionado que los ganaderos busquen nuevas alternativas para la alimentación del ganado que contenga alto valor proteico y bajo precio.

II. ANTECEDENTES: La necesidad de manejar los desechos agroindustriales ha cobrado importancia durante los últimos años debido a la alta producción agrícola agrícola en América Latina. Muchos factores han influido influido para que este fenómeno suceda; entre otros, la necesidad de producir grandes cantidades de proteína para para el consum consumo o animal animal,, la apert apertura ura de mercad mercados os y mejora mejoras s en las técnicas técnicas de produc producció ción n existentes. En este sentido, la actividad actividad bananera ha sido una de las más más productivas e intensivas. intensivas. Sin Sin embarg embargo, o, las actual actuales es políti políticas cas ambien ambiental tales es y económ económica icas s con respec respecto to a la producc producció ión n bananera a nivel mundial han impuesto nuevas exigencias para los productores y exportadores. Esto se debe principalmente al alto uso de plaguicidas y la generación de desechos como los plásticos, pinzote y el banano de rechazo que puede alcanzar cifras entre el 25 y el 30% del total de la producción. El uso de los subproductos agroindustriales en la alimentación o suplementación de animales de granja como aves y ganado ha originado un proceso que permite dar una opción de manejo a los desechos productivos. Este uso de los los desechos o remanentes degradables agroindustriales agroindustriales ha resultado ser una excelente opción, y se han generado muchos estudios para la búsqueda de fuentes fuentes de alimentación alimentación alternati alternativa. va. Una de las más conocidas es la alimentació alimentación n a base de subproductos de la caña de azúcar (melaza, (melaza, melote y bagazo). Se hace necesario, sin embargo, buscar fuentes posibles de alimentación animal que se ajusten al medio de producción en cada región.

III. JUSTIFICACION Debido a la gran necesidad de elevar la proteina del alimento de animales de granja para obtener





IV. HIPÓTESIS 4.1. HIPÓTESIS NULA Las bacterias fermentadoras de banano se podrán aislar de manera efectiva en el medio nutritivo diseñado a base de medio minimal, fuente de carbono y de nitrógeno específicos para la bacteria.

4.2. HIPÓTESIS ALTERNA Las bacterias fermentadoras de banano no se podrán aislar de manera efectiva en el medio nutritivo diseñado a base de medio minimal, fuente de carbono y de nitrógeno específicos para la bacteria.

V. OBJETIVOS 5.1. OBJETIVO GENERAL  Aislar, identificar, seleccionar y conservar cepas fermentadoras de banano de rechazo.

5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Seleccionar las cepas que sobrevivan a las condiciones que se imponga para su desarrollo en el sustrato a fermentar. Mantener, a condiciones adecuadas, las cepas seleccionadas e identificadas para futuras investigaciones.

VI. MARCO TEÓRICO La producción bananera del país, se realiza realiza en 20 provincias del territorio territorio continental. La Costa aporta con el 89% de la producción nacional, Sierra con el 10% y el Oriente con el 1%. El Ecuador produce 3.9 millones de toneladas de banano al año. En la Costa, las de mayor producción son: la provincia de Los Ríos con el 35 % de la producción total y Guayas con el 32%. En la Sierra, en las regiones cálidas de las provincias de Cañar el 3,8 %. Bolívar con el 1.8%, Pichincha (Sto. Domingo de los Colorados) con 1.4% y Loja con apenas el 0.8% de la producción nacional; las demás provincias tienen una producción mínima. En el país existen cerca de 5000 productores de banano, de acuerdo al tamaño d e la plantación, el 80% corresponden a propiedades menores de 30 hectáreas y tan solo el 3% a mayores de 100





La superficie superficie cultivada cultivada es de 131.000 ha. De estas el 71% están tecnificadas tecnificadas.. El promedio promedio de rendimiento es de 32 TM. por ha., la productividad más alta se encuentra en la provincia de los Ríos con 39.2 TM., y la más baja en Manabí con 20. Uno de los problemas problemas graves que presenta la producción del banano es el uso inadecuado inadecuado de la tierra y los sistemas de cultivo. La cantidad de empleo con que este sector aporta es de 200.000 personas en forma directa en las plantaciones y aproximadamente 400.000 más en actividades relacionadas con la producción y exportación de banano en el país. Los lugares de destino del banano ecuatoriano son: Europa el 55%, Estados Unidos el 30%, Asia el 13% y otros 2%. Los princi principal pales es países países export exportado adores res de banano banano a nivel nivel mundia mundiall son: son: Ecuado Ecuador, r, Costa Costa Rica Rica y Colombia, juntos representan el 63 % de las exportaciones totales de la fruta.

Uso del banano en la alimentación de ganado El uso de banano verde y maduro como suplement suplemento o en la alimentació alimentación n de animales animales ha sido extenso y ha ayudado a reducir los volúmenes de contaminación. Los desechos de la producción bananera, como lo son hojas, raquis y pseudotallos, también se pueden pueden usar en la alimentación alimentación animal, principalm principalmente ente en la elaboración elaboración de harinas, harinas, para su posterior uso en concentrados. Sin embargo, este tipo de aprovechamiento es muy reducido debido a que estos desechos son utilizados en la mayoría de los casos para la elaboración de abonos orgánicos, como también en forma de cobertura en la misma plantación de banano. En dos ensayos de campo realizados en el país y en la Universidad de Michigan State por Nielson y Cook; se evaluó el uso de alimento de banano verde de rechazo como componente para concentrado de vacas lactantes. No se observaron diferencias significativas significativas con respecto a producción y composición composición de leche de vacas en pastoreo, usando el alimento de banano verde en comparación con concentrados que contenían contenían maíz y trigo. Esto implica implica que este subproducto subproducto en un sustituto sustituto aceptable del trigo trigo y maíz en los concentrados, concentrados, con la ventaja de ser ser de mucho menor costo económico. económico. Además de reducir los costos de alimentación, también contribuye a reducir la contaminación por exceso de banano de rechazo.

EL termin termino o Fermen Fermentac tación ión en Medio Medio Sólid Sólido o (FMS) (FMS) indica indica el cultiv cultivo o aerobi aerobio o o anaerobio de microorganismos que crecen en la superficie o al interior de una matriz matriz sólida sólida porosa porosa.. Esta matriz matriz puede puede estar estar consti constitui tuida da por un sustrat sustrato o húmedo húmedo o por un soport soporte e inerte inerte capaz capaz de absorb absorber er los nutrient nutrientes es que se encuentran disueltos en una solución sin escurrimiento de líquidos. Los hongos filame filamento ntosos sos son Los microo microorga rganis nismos mos más adapta adaptados dos al cultiv cultivo o en medio medio sólido. Unas Unas de las caract caracterí erísti sticas cas princi principal pales es de los hongos hongos es su inhabi inhabilid lidad ad de utilizar carbono inorgánico. El compuesto más simple de sacar energía es la glucosa, pero en presencia de otra fuente de carbono cono celulosa celibiosa requieren también de otra fuente carbono, pueden utilizar nitrato o amonio. El amino ácido y la urea, son utilizados por algunos hongos.





mecanismos para la transferencia de energía, magnesio como activador de enzi enzima mas s para para el meta metabo boli lism smo o del del ATP, ATP, azufr azufre e para para algu alguna nas s vita vitami mina nas s y aminoácidos, calcio como activador de algunas enzimas.

El metabolismo de NADPH se investigó en las culturas quimiostato limitada de glucosa o de una cepa de P. chrysogenum industriales. Los ensayos enzimáticos confirmó el NADP (+)-especificidad de las deshidrogenasas de la vía de las pentosas fosfato y la presencia de NADP (+)-dependiente de la isocit isocitrat rato o deshid deshidrog rogena enasa. sa. Decarb Decarboxi oxilas lasa a piruvat piruvato o / NADP NADP (+)-vi (+)-vincul nculada ada acetal acetaldeh dehído ído deshidroge deshidrogenasa nasa y NADP NADP (+)-vincul (+)-vinculada ada deshidroge deshidrogenasa nasa glicerald gliceraldehído ehído-3-fo -3-fosfat sfato o no se hayan detectado. Si bien el requisito de las culturas NADPH quimiostato la penicilina-G-producción se calculó en 1.4 a 1.6 veces más alta que la de las culturas no productores, las actividades de las enzi enzima mas s prin princi cipa pale les s prop propor orci ciona onarr NADP NADPH H , la pres presen enci cia a de un NADP NADPH H desh deshid idro roge gena nasa sa mito mitoco cond ndri rial al Así Así que que el NADP NADPH H cito citosó sóli lico co oxid oxidan ante tes. s. La pres presen enci cia a de esta esta enzi enzima ma en P. chrysogenum chrysogenum podría tener implicaciones implicaciones importante importantes s para la modelizaci modelización ón estequiomé estequiométric trica a del metabolismo central de carbono.

VII. MARCO METODOLÓGICO Preparación preliminar del sustrato En el banano residual verde, se realiza la la selección, cortado en cuadrados, secado (hasta obtener una humedad cercana al 10%), tamizado y el almacenado.

Composición del medio de cultivo cultivo para fermentación a nivel de laboratorio Por cada 100 gramos de banano seco, se agrega sulfato de amonio y urea (las sales deben disolverse en una cantidad apropiada de agua para que el banano alcance la humedad deseada). Los medios de cultivo se ajustan a pH 4 ,5 con ácido cítrico al 10%. Las mezclas se colocan en columnas de fermentación, hechas de vidrio de 2,2 cm de diámetro y 21 cm de largo (previamente esterilizadas en autoclave a 121º por 20 minutos). Las columnas de fermen fermentac tación ión tienen tienen entra entrada da de aire y son similar similares es al arreglo arreglo de Raimba Raimbault ult y Alazar Alazard. d. Las columnas se colocan en un baño maría a temperatura controlada.





Mantenimiento de la cepa de Aspergillus niger Para el mantenimiento de la cepa se usa agar PDA (Potato – Dextrosa - Agar). El agar PDA se prepara en erlenmeyers de 200 ml, se coloca aproximadamente aproximadamente 5ml del medio de cultivo en tubos tubos con tapa rosca y se esteriliza en autoclave a 121 °C por 15 minutos. Luego de la esterilización los tubos son colocados en forma inclinada y enfriados hasta total solidificación del medio. Al final se inocula el hongo en forma aséptica, se incuba a 35 ºC por 72 horas hasta su esporulación y luego luego los tubos son mantenidos mantenidos en refrigeración.

ELABORACIÓN DE UN BIORREACTOR A NIVEL EXPERIMENTAL (LABORATORIO) Antes del diseño de un biorreactor se debe considerar parámetros como: Requerimientos metabólicos y de mezclado, Requerimientos de transferencia de calor y masa, Nivel de productividad, Características cinéticas del bioproceso, Lugar físico disponible, Costos, Otros requisitos legales y estéticos. estéticos.

VIII. ESTUDIO DE FACTIBILIDAD Muestras

Se obte obtend ndrá rá bana banano no de dese desech cho o de los los merca ercado dos s de Macha achach chii, Mayo Mayorrista ista y Sangolquí. Columnas de fermentación Balanza Analítica







Tubos de ensayo Pipetas de 10 ml

Reactivos y medios

Sulfato de amonio Urea Agar PDA Agua destilada Banano verde de rechazo seco

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES TAREAS Revisión y búsqueda de información Aprobación y corrección Preparación de material y medios de cultivo Transporte de las muestras Aislamiento de Cepas Selección de mejores cepas Fermentadoras de banano Identificación de las cepas Elaboración de un biorreactor a nivel de laboratorio y conservación de las cepas

FECHA 1 semana 2 semana 1 a 2 días 1 día 1 semana 2 semanas 1 semana 1 semana





7. http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/215/21512804.pdf 8. http://es.wikipedia.org/wiki/Aspergillus_niger

pROYECTO BANANO correg

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