Este blog está asociado a las páginas web de las asignaturas de Microbiología del Grado de Biotecnología y del Grado de Ciencias Ambientales de la UMH.

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martes, 23 de mayo de 2017

Mutantes de levadura que mejoran la elaboración del sake


Como todos sabemos cada país posee una  gastronomía característica y peculiar que es distinta a la del resto. Esto no se limita únicamente a la comida sino que las bebidas alcohólicas que se consumen en cada país también son características de estos, tal y como presenta este artículo “Los 32 países del mundial y sus licores o destilados tradicionales”.

La alimentación es un aspecto tan importante para el ser humano que en los últimos años hemos visto una gran explosión en el desarrollo de un campo conocido como biotecnología alimentaria.  La biotecnología alimentaria se puede definir como el conjunto de técnicas que emplean organismos vivos o sustancias derivadas de ellos con el fin de mejorar las características de las plantas o animales que producen los alimentos que consumimos. Quizás el ejemplo estrella de esto es el famoso maíz transgénico que permite obtener cosechas más resistentes pero, ¿y si además pudiéramos no solo mejorar las características adaptativas y resistencia de esas especies sino también sus características organolépticas? Ya no solo tendríamos alimentos “superresistentes” sino que también tendríamos alimentos “supersabrosos”. En este caso nos vamos a centrar en explicar cómo se ha logrado mejorar las propiedades organolépticas del sake.


  • ¿Qué es el sake y cómo se produce?


El sake es una bebida alcohólica tradicional japonesa preparada a partir de la destilación del arroz. Como se ha comentado al comienzo del artículo las bebidas alcohólicas de cada país presentan unas características especiales, y esto es así porque su método de elaboración es distinto. Por ejemplo, el método de elaboración del sake es más parecido al de la cerveza que al del vino. El contenido de alcohol también difiere entre vino, cerveza y sake, en el caso del sake antes de la dilución será un 18-20% y una vez diluido se embotella a un 15%.

 La elaboración del sake es compleja y tiene 3 fases de elaboración fundamentales: “koji”, “motto” y “moromi”. Para ello se parte del grano de arroz, se retiran los componentes de su capa exterior, limándolo, y nos quedamos con la parte central del mismo, donde reside el almidón.

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Figura 1. Imagen que ilustra las distintas fases en la producción del sake. Cabe destacar la importancia del pulido y la fermentación para la comprensión de este artículo.



  • El pulido del arroz


El pulido del arroz pretende eliminar las partes externas del arroz perlado, dónde están las proteínas y ácidos grasos, y que pueden producir la pérdida de sabores o un sabor menos exquisito del sake. Por lo tanto, cuanto más refinado es el pulido mejor el sabor del sake obtenido. Sin embargo, en este punto se presenta un aspecto clave para la industria de fabricación del sake, el ratio de pulimento del arroz.

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 Figura 2Imagen de arroz antes y después de haber sido pulido.



El ratio de pulimento del arroz se determina en porcentaje (%) e indica el grano que se mantiene del tamaño original. Es decir que un ratio de pulimento del 60% nos indica que se ha quitado el 40% y se mantiene un tamaño del 60%.

Este ejemplo es el caso de la variedad de Sake Ginjo-shu (ratio de pulimento del 60%) que es la variedad en la que nos vamos a centrar.


  • La fermentación del sake


La fermentación del sake es producida por unos microorganismos unicelulares llamados levaduras, mayoritariamente la especie Saccaromyces cerevisiae, produciendo etanol y liberando dióxido de carbono.  Este proceso se da en ausencia de oxígeno.

También es requerido un moho llamado koji-kin (Aspergillus oryzae) para realizar el proceso de sacarificación, romper el almidón en los azúcares fermentables para que estos puedan ser usados por las levaduras.

El hongo koji-kin se dispone sobre el arroz cocido al vapor y todo esto se mezcla con agua y levadura en un mismo tanque.


  • Dilema entre el sabor y el pulido


En el caso de la variedad de sake Ginjo-shu se caracteriza por tener un sabor afrutado denominado “ginjo-ko”, sabor que se debe a la presencia de algunos compuestos orgánicos volátiles como el acetato de isoamilo. Este compuesto es producido por las levaduras y es uno de los cuales determinará el buen sabor del sake.

Sin embargo, existe un problema con la síntesis del acetato de isoamilo. La presencia de ácidos grasos inhibe la producción del acetato de isoamilo.  Cuando se emplea un arroz con un alto grado de pulido (como es el usado para esta variedad de sake, 60%) permanece en mayor parte la capa externa del arroz, donde se encuentran los ácidos grasos. Como resultado la producción del acetato de isoamilo por las levaduras será menor.

Sin embargo, tal y como se ha comentado antes el pulido es una etapa crítica para la calidad del sake y distintos porcentajes de pulido determinan los distintos tipos de sake que se obtendrán.



  • Solución para obtener un sake de gran calidad


Gracias a la investigación y a la biotecnología alimentaria se ha conseguido aislar cepas de levadura que no presentan esta inhibición por ácidos grasos. Se han aislado estos mutantes,  aquellas levaduras que presentan estas mutaciones ventajosas que les permiten sintetizar acetato de isoamilo con normalidad aún en presencia de ácidos grasos en el medio.  Gracias a esto se podría usar el arroz con el ratio de pulido indicado y mejorando las propiedades organolépticas del sake que se obtendría al final.

Se ha estudiado en profundidad cuál es la mutación que provoca que estas levaduras mutantes tengan esta interesante capacidad para la producción del sake. Conocer dónde ocurre la mutación permite seleccionar las levaduras que interesan para utilizarlas a nivel industrial además de obtener más información sobre la biología de estos microorganismos, cosa que a nivel científico siempre interesa.

El conocimiento sobre este tipo de mutaciones que han ocurrido de forma natural permite emplear organismos con características más óptimas para la producción de alimentos. Incluso se pueden diseñar organismos mutantes en los que las mutaciones se realizan en el laboratorio. Ya sean naturales o introducidas por el investigador, las mutaciones son una fuente de posibilidades para la optimización de los procesos industriales tal y como hemos visto con este ejemplo del sake.


Bibliografía:
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Acetato_de_isoamilo
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Aspergillus_oryzae
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Fermentación_alcohólica
https://www.verema.com/blog/licores-destilados/1145270-que-sake-como-elabora
https://www.verema.com/blog/licores-destilados/1145270-que-sake-como-elabora#elaborar%20sake
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27475923

Trabajo realizado por:
Lourdes Alcañiz Pascual
Esther Barceló García
Esther Galán Solís
 Jessica Ibeth Solís Villalva
Ana Pérez Guevara
Sheila Romero Carretero.



1 comentario:

  1. Bien el tono divulgativo y los enlaces integrados. También ha sido un acierto el subdividir la entrada en apartados.

    Hay fallos de puntuación ya que faltan puntos y comas en algunas de las frases (p. eje. en el segundo párrafo). Un truco, leed en voz alta lo que habéis escrito. Notaréis que hacéis pausas en lugares en los que deben de ir las comas o los puntos.

    En la figura 1 debéis enlazar al sitio origen de la imagen y no a la búsqueda en google de esa imagen

    Es "Saccharomyces cerevisiae" (os falta una "h"). Hay algunos términos japoneses que no aparecen en cursiva.

    Tenéis un error de concordancia de número en la frase "Este compuesto es producido por las levaduras y es uno de los cuales determinará el buen sabor del sake". Debe ser "uno de los que determinará"

    Para evitar confusiones es mejor usar "alto ratio de pulido" que "alto grado de pulido".

    En la parte final deberíais haber indicado que la mutación afecta a la alcohol acetil transferasa. Y hubiera quedado bien haber puesto un resultado del artículo y explicarlo.

    El artículo debería aparecer al final con toda la información bibliográfica (autores, título y revista). Y esa información enlazada al artículo original.

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