Uso de levaduras como productos de interés farmacéutico

INTRODUCCION Es un microorganismo de uso industrial debe producir la sustancia de interés; debe estar disponible en cultivo puro; debe ser genéticamente estable y debe crecer en cultivos a gran escala. Otra característica importante es que el microorganismo industrial crezca rápidamente y produzca el producto deseado en un corto período de tiempo . La levadura que sin duda fue la primera y aún hoy en día sigue siendo la más utilizada por el hombre es Saccharomyces cerevisiae de la que se emplean diferentes cepas para la fabricación de cerveza, vino, pan y alcoholes industriales

ORIGEN El descubrimiento de la levadura de pasta natural se atribuye a los egipcios. Sin duda, se debió al azar. Un trozo de masa agria que provenía de otra anterior se añadiría a una masa nueva y el resultado fue notable y apreciado. En efecto, la masa así obtenida era mucho más ligera, y el pan, menos pesado después de cocción.

DEFINICIÓN Se denomina levadura a cualquiera de los diversos hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la descomposición mediante fermentación de diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares o hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias.

La fabricación de la levadura Se hace a partir de una célula única que se alimenta para que se multiplique. El proceso parte del laboratorio para llegar a las salas de cultivo y de ellas, finalmente, a las cubas de fermentación comercial, que se llenan regular y constantemente con elementos nutritivos y que se airean a fin de llevar el oxígeno necesario para la reproducción de las células

QUÉ SON LAS LEVADURAS * Hongos microscópicos unicelulares * Importantes por su capacidad de fermentación * Produciendo distintas sustancias. * Las levaduras son abundantes en la naturaleza * Se encuentran en el suelo y sobre las plantas * Hongo perteneciente al phylum Ascomycota. * Su reproducción se da por gemación.

PARA QUE SIRVEN * Producción de vino * Alimentos fermentados (pan, cerveza derivados lácteos) * La biotecnología, es decir, la utilización de organismos vivos o de sus partes en procesos industriales, es casi tan antigua como el hombre.

CARACTERÍSTICAS GENERALES La mayoría de las levaduras son hongos unicelulares sencillos microscópicos, la mayoría se reproducen asexualmente por gemación, y otras especies lo hacen por fisión múltiple. Las levaduras que pueden reproducirse sexualmente se conocen como “verdaderas”,

CARACTERÍSTICAS DE CULTIVO La mayoría de las colonias jóvenes de levaduras son húmedas y algo mucosas, y es posible que tengan aspecto harinoso. La mayoría de las colonias son blanquecinas, algunas tienen un color crema o rosado

CLASIFICACIÓN E IDENTIFICACIÓN Los principales criterios utilizados para la clasificación e identificación de las levaduras son los siguientes: 1.- Producción de ascosporas. 2.- Aspecto de las células vegetativas: forma, tamaño, color, inclusiones. 3.- Forma de reproducción asexual. 4.- Producción de micelio. 5.- Forma de película en medio liquido. 6.- Color de la colonia. 8.- Propiedades fisiológicas: producción de ácido, actividad ureásica. 9.- Caracterización bioquímica (Frazier y Weathoff, 1998; Hayes, 1993):Fermentación de glucosa, galactosa, sacarosa, maltosa, lactosa y rafinosa.

SELECCIÓN DE LEVADURAS Las levaduras seleccionadas se han utilizado con excelentes resultados en muchos países, obteniéndose productos finales de calidad más uniforme que los que se producían con las fermentaciones espontáneas. Este último punto es el que genera el debate acerca de la utilización o no de inóculos, ya que garantizan repetitividad a expensas de perder algo de complejidad en el producto.

NOMBREMOS ALGUNAS LEVADURAS * Derbayomyces spp * Pichia spp * Hanseniasporas spp * Candida spp * Brettanomyces spp * Schizosaccharomyces spp * Schwanniomyces spp * Saccharomycodes spp * Zygosaccharomyces spp * Saccharomyces spp

Saccharomyces spp. POSICION TAXONOMICA * Phylum: Ascomycota * Clase: Hemiascomycetes * Orden: Saccharomycetales * Familia: Saccharomycetaceae DESCRIPCION MORFOLOGICA * Hongo levaduriforme * Presenta células alargadas, globosas a elipsoidales con gemaciones o blastoconidios multilaterales * Mide (de 3-10 x 4,5-1 μm) * Presenta una pared lisa * Las colonias en agar Sabouraud son cremosas, blandas y blancas.

PRODUCCION DE LEVADURAS Y SUB-PRODUCTOS Saccharomyces cerevisiae Panificacion, cerveza, vinos, bebidas destiladas, etanol, sidra, levadura para alimentacion humana y animal, sub-productos de levadura (autolisados, hidrolizados, proteinas, componentes: aa, vitaminas, invertasa, etc) Saccharomyces uvarum: cerveza Saccharomyces lactis lactasa   Saccharomyces sake sake (Vino oriental) Saccharomyces bayanus Vinos burbujeantes

Saccharomyces cerevisiae Una de las levaduras más conocidas es la especie (Saccharomyces cerevisiae). Esta levadura tiene la facultad de crecer en forma anaerobia realizando fermentación alcohólica. La levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae Meyen ex E.C.Hansen) es un hongo unicelular, un tipo de levadura utilizado industrialmente en la fabricación de pan, cerveza y vino. El ciclo de vida de las levaduras alterna dos formas, una haploide y otra diploide. Ambas formas se reproducen de forma asexual por gemación. En condiciones muy determinadas la forma diploide es capaz de reproducirse sexualmente. En estos casos se produce la meiosis en la célula formándose un asca que contiene cuatro ascosporas haploides.

Ventaja Una ventaja adicional de este microorganismo consiste en que se conoce la secuencia completa de su genoma y se mantiene en constante revisión Las utilidades industriales más importantes de esta levadura son la producción de cerveza, pan y vino, gracias a su capacidad de generar dióxido de carbono y etanol durante el proceso de fermentación

Proteínas Obtenidas Proteína quinasa codificada por el gen CDC28 del Saccharomyces cerevisiae y necesaria para la progresión desde la FASE G1 a la FASE S del CICLO CELULAR. Miembro de la familia Rho de PROTEINAS DE UNIÓN AL GTP MONOMÉRICAS, de SACCHAROMYCES CEREVISIAE. Interviene en acontecimientos morfológicos relacionados con el ciclo celular.

Proteína de secuencia específica de unión al ADN que tienen un importante papel como regulador general del control del ciclo celular de las levaduras. Contiene un dominio MADS-box en los 56 aminoácidos N-terminal. Se trata de una de las cuatro principales proteínas que definen estructuralmente la superfamilia de PROTEÍNAS DE DOMINIO MADS. Conjunto de proteínas nucleares de SACCHAROMYCIES CEREVISIAE requeridas para la represión transcripcional de los locus silentes de tipo apareamiento. Median en la formación de CROMATINA silenciada y además reprimen la transcripción y la recombinación en otros locus. Están compuestas de 4 proteínas interactuantes no homólogas, Sir1p, Sir2p, Sir3p y Sir4p. La Sir2, HISTONA DESACETILASA NAD-dependiente, es el miembro fundador de la familia de SIRTUINAS

SACCHAROMYCES LACTIS Origen: Levaduras (Saccharomyces lactis, S. fragilis, Torula cremoris) y Fúngico (Aspergillus niger, Streptomyces coelicor, más termorresistente). Acción: Cataliza la hidrólisis de la lactosa en glucosa y galactosa, desde los extremos de los restos de galactosa; siendo los dos monosacáridos resultantes más dulces y más fácilmente asimilables. Aplicaciones: Como la lactosa es de menor solubilidad que los otros azúcares, tiene tendencia a cristalizar en concentrados de leche y de suero lácteo

Esta cristalización va acompañada de una desestabilización del complejo de caseinato de calcio, lo que conduce fácilmente en el almacenamiento frío de leches condensadas, helados de leche y de crema y concentrados de suero lácteo a floculaciones, con formación de sedimentos granulosos o arenosos Otra aplicación tecnológica de la lactasa es en la elaboración de leches delactosadas, destinadas a la alimentación infantil y de adultos que presentan una intolerancia a la lactosa por déficit de su lactasa intestinal.

METODO DE PRODUCCIÓN DE LEVADURAS * Fed-batch (batch alimentado) * cultivo aerobico * generalmente a 30º C * Medio de cultivo: * Melazas de caña y/o remolacha diluidas (adicionadas durante el cultivo para minimizar la produccion de Alcohol) (1% de azucares fermentables) * corn steep liquor (optativo) * Generalmente se agrega un suplemento de amonio y fosfatos * El pH se mantiene entre 4 y 6

IDENTIFICACION BIOQUIMICA DE LEVADURAS Ureasas (rojo purpura) * Nitrato-reductasa (rojo) Nota. Fenol oxidasa especifica

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