Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología
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Item Microencapsulación de microorganismos mediante secado por aspersión con aplicación industrial(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología. Carrera de Biotecnología, 2022-03) Altamirano Sánchez, María Fernanda; López Hernández, Orestes DaríoFunctional products containing beneficial microorganisms are gaining popularity on the world market. The viability of microorganisms present in products can be affected during processing, storage and ingestion by the consumer. Microencapsulation by spray drying makes it possible to prolong the consumption time of said products and preserve cell viability. In spray drying, a fluid is atomized in a stream of hot air to obtain dry particles with low water content. Therefore, in the present job it is presented a review of the most recent research on the spray drying of efficient microorganisms with application in the human food, animal food, agricultural and environmental and healthcare industries, with specific reference to the best conditions that allow obtaining powders with high cell viability. The main topics covered are the types of microencapsulated microorganisms, the objective of the study, viable cell count, growth medium, encapsulating agents, operating parameters, equipment and storage conditions. Within the analysis carried out, it can be determined that bacteria, yeasts, cyanobacteria and fungi have been microencapsulated for different purposes. Especially a large number of studies on bacteria with application in the human food industry have been reported, while in the healthcare industry a minimal amount of research has been published. On the other hand, it has been determined that the genus and species, the wall materials, as well as the operating parameters significantly influence cell viability and microencapsulation efficiency.Item Diversidad biológica y metabólica de actinomicetes aislados de suelo y arena de ecosistemas glaciares de la Antártida y del norte del Chimborazo(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Carrera de Ingeniería Bioquímica, 2015) Villacís Barrazueta, Juan José; Rodríguez Meza, Carlos AlbertoItem Determinación preliminar de producción de compuestos bioactivos de actinomicetes y bacterias aislados de ecosistemas glaciares andinos y antárticos(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Carrera de Ingeniería Bioquímica, 2018-03) Estrada Espín, María Cristina; Rodríguez Meza, Carlos AlbertoSeventy-nine actinomycete and thirty-three bacterial strains were isolated from soil and sand samples collected from glacial ecosystems from Chimborazo, Cotopaxi and Antarctica. Microorganisms were phenotypically characterized and their capacity to produce bioactive compounds against several microorganisms was determined. The results were analyzed by numerical taxonomy at 90 percent similarity. Actinomycetes were divided in forty phenetic groups, while bacteria were divided in twenty-nine. Fifty-five actinomycetes were isolated from Chimborazo, sixteen from Cotopaxi and four from Antarctica. In relation to bacteria seventeen strains came from Chimborazo, fourteen from Cotopaxi and one from Antarctica. The phenotypic data related to the growth depending on the temperatura, showed that all isolated microorganisms presented mesophilic characteristics. Respect to tolerance to NaCl, 61 percent bacteria presented growth characteristics over of salt levels up 15 percent w/v in medium , while actinomycetes only supported concentrations about 1 percent NaCl. Regarding production capacity of bioactive compounds, 84 percent of actinomycetes and 70 percent of bacteria isolated, showed antagonistic activity against the model microorganisms used. The actinomycetes DE002 and DE053 strains produced metabolites with bactericidal characteristics and DE006, DE031, DE081, DE083 and DE084 strains fungicidal metabolites. Bacteria were not able to produce compounds with bactericidal or fungicidal capacity and were only effective for certain species of microorganisms. Data obtained in the current investigation, demonstrated wide metabolic and phenotypic diversity of actinomycetes and bacteria present in glacial ecosystems. Further studies are necessary to explore its potential for the industrial production of bioactive compounds.Item Determinación preliminar de producción de compuestos bioactivos de actinomicetes y bacterias aislados de ecosistemas glaciares andinos y antárticos(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Carrera de Ingeniería Bioquímica, 2018-03) Díaz Ortíz, Adriana Patricia; Rodríguez Meza, Carlos AlbertoSeventy-nine actinomycete and thirty-three bacterial strains were isolated from soil and sand samples collected from glacial ecosystems from Chimborazo, Cotopaxi and Antarctica. Microorganisms were phenotypically characterized and their capacity to produce bioactive compounds against several microorganisms was determined. The results were analyzed by numerical taxonomy at 90 percent similarity. Actinomycetes were divided in forty phenetic groups, while bacteria were divided in twenty-nine. Fifty-five actinomycetes were isolated from Chimborazo, sixteen from Cotopaxi and four from Antarctica. In relation to bacteria seventeen strains came from Chimborazo, fourteen from Cotopaxi and one from Antarctica. The phenotypic data related to the growth depending on the temperatura, showed that all isolated microorganisms presented mesophilic characteristics. Respect to tolerance to NaCl, 61 percent bacteria presented growth characteristics over of salt levels up 15 percent w/v in medium , while actinomycetes only supported concentrations about 1 percent NaCl. Regarding production capacity of bioactive compounds, 84 percent of actinomycetes and 70 percent of bacteria isolated, showed antagonistic activity against the model microorganisms used. The actinomycetes DE002 and DE053 strains produced metabolites with bactericidal characteristics and DE006, DE031, DE081, DE083 and DE084 strains fungicidal metabolites. Bacteria were not able to produce compounds with bactericidal or fungicidal capacity and were only effective for certain species of microorganisms. Data obtained in the current investigation, demonstrated wide metabolic and phenotypic diversity of actinomycetes and bacteria present in glacial ecosystems. Further studies are necessary to explore its potential for the industrial production of bioactive compounds.Item Determinación de la correlación entre métodos visuales ópticos y difusión en placa en el crecimiento de Escherischia coli(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Carrera de Ingeniería Bioquímica, 2017-09) Fiallos Núñez, Johanna Elizabeth; Dugarte Jiménez, Nahir YerelyThe correlation between optical methods: Spectrophotometer and turbidimeter, visual method: McFarland scale and the reference method of plate diffusion were evaluated in order to determinate the concentration of Escherichia coli at 9 hours. The visual method doesn´t have a correlation with the reference method because is a qualitative method and the measurements are subjective. In the case of the optical methods, the spectrophotometer had an error of 91,4 percent in comparison of the turbidimeter with an error of 2,2 percent. The turbidimeter was the only method which has a correlation with the reference method and can be used as an alternative for the traditional plate diffusion method.Item Desarrollo de un método para recuento de Listeria monocytogenes utilizando turbidimetría(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Carrera de Ingeniería Bioquímica, 2017-09) Bustos Cosios, Cristina Verónica; Arancibia Soria, Mirari YosuneThe present study was performed to develop a method for recounting Listeria monocytogenes using turbidimetry, the proposed method consists in a scale of four equidistant points, prepared with sulfate of sodium and chloride of barium that produce a precipitate of sulfate of barium, which resembles cellular concentration of 10 x 108 UFC/ml to 40 x108 UFC/ml, innovating the scale of turbidity proposed by McFarland in 1907. Using the proposed scale of precipitate of sulfate of barium, an interpolation equation was developed in which readings of the nephelometric turbidity units of microorganisms in culture medium are applied, predicting in a mathematical way the cell concentration in a liquid culture medium. The error rate of this method compared to the plate count method is 0,28 to 3,41 percent. Of the above is possible to use the turbidimeter to predict cell concentration effectively, simplifying microbiological management in investigative procedures, without the need for long preparation time to know the cellular concentration.Item Caracterización molecular de Actinomicetes provientes de Ecosistemas antárticos.(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Carrera de Ingeniería Bioquímica, 2016-04) Navas León, Daniela Giovanna; Rodríguez Meza, Carlos AlbertoThe molecular characterization of sixteen actinomycete strains isolated from glacier ecosystems of soil and sand from the South Antarctic Shetland Islands and soil from Mount Chimborazo, capable of producing bioactive compounds, formed five species-groups by comparing the percentage of similarity and the number of different nucleotides with several type species of the genus Streptomyces. Phylogenetic analyses showed that ten strains belong to Streptomyces fildesensis GW25-5T (DQ408297), three to Streptomyces griseus ISP 5236T (AY094371)/Streptomyces flavogriseus DSM 40323T (AJ494864), one to Streptomyces olivochromogenes DSM 40451T (AY094370) and the last two strains were closed to Streptomyces sannanensis NBRC 14239T (AB184579). It is remarkable that the three-multimembered groups showed individuals that were recovered from both Antarctic and Equatorial glacier ecosystems. This could represent evidence of adaptative evolution of individuals that belong to the same species, the same environmental conditions, thousands of kilometers apart from each other. In any case, it remains to be solved how these microorganisms reached to opposite geographical locations and thrived under the similar environmental conditions.Item Determinación de la relación entre la caracterización fenotípica y genotípica de actinomicetes como mecanismo de replicación de microorganismos útiles en biotecnología(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Carrera de Ingeniería Bioquímica, 2010) Vinueza Villarés, Adriana Gabriela; Rodríguez Meza, Carlos AlbertoCiento treinta y tres cultivos puros de actinomicetes fueron utilizados para determinar la relación entre la caracterización fenotípica y genotípica, como mecanismos de replicación de aislamientos idénticos de actinomicetes. A partir de la taxonomía numérica de datos genotípicos fueron ubicados treinta y dos grupos especie, con un porcentaje de similaridad del 65%. En cambio, sesenta y siete grupos especie se formaron a partir de la taxonomía numérica de datos fenotípicos, con un punto de corte de similaridad del 95%. Los resultados demostraron que no existe una relación directa entre los dos tipos de datos. De los grupos especie definidos a partir del análisis de datos fenotípicos, fueron escogidos noventa y seis representantes para la determinación de producción de compuestos bioactivos. Sesenta y ocho presentaron algún tipo de actividad antimicrobiana en contra de bacterias gram positivas, bacterias gram negativas, Fusarium y Botrytis. Además, se encontró actividad antimicrobiana específica, así, once cepas mostraron capacidad solamente bactericida, siete antifúngica y quince mostraron un amplio espectro de acción al inhibir el crecimiento tanto de bacterias como de los hongos estudiados. Algunos actinomicetes presentaron actividades muy definidas, ya que cuatro actuaron solamente en contra de bacterias gram positivas, ocho frente a gram negativas, dos contra Botritys y seis frente Fusarium. Muchos de los antibióticos producidos por los actinomicetes en estudio fueron igual o más eficientes que los antibióticos usados como control experimental. Los resultados demuestran que el uso de taxonomía numérica de datos fenotípicos permite escoger cultivos representativos de actinomicetes para determinar su capacidad de producir antibióticos. Además, se han obtenido resultados promisorios que probablemente permitirán el desarrollo de bioproductos útiles para el control de bacterias y hongos que causan enfermedades de importancia agrícola y humana.Item Caracterización e identificación preliminar de bacterias responsables de la descomposición de materia orgánica durante la fabricación de compost(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Carrera de Ingeniería Bioquímica, 2011) Curipallo Nuñez, Luis Gabriel; Rodríguez Meza, Carlos AlbertoEl presente trabajo consistió en investigar la biodiversidad, el #ufc/g y el porcentaje de bacterias y actinomicetes de las diferentes etapas de compostaje de la materia orgánica. Para lograrlo se estudiaron los cambios de temperatura, pH, humedad y aireación, de 300Kg de residuos orgánicos compostados a nivel industrial. Para ello se aislaron y caracterizaron 244 actinomicetes de los cuales cincuenta y tres pertenecen a la etapa inicial, cincuenta y cuatro a la etapa termofílica, setenta a la etapa estacionaria y sesenta y siete a la etapa final. También se aislaron 41 bacterias, de las cuales ocho eran de la etapa inicial, nueve de la etapa termofílica, quince de la etapa estacionaria y nueve de la etapa final. Los actinomicetes fueron agrupados por similitud del color del micelio aéreo, sustrato y por presentar o no pigmento difusible, las bacterias no fueron agrupadas ya que las características morfológicas individuales eran únicas. Se formaron en total 26 grupos de color, de los cuales siete pertenecen a la etapa inicial y al etapa final, seis a la etapa termofílica y etapa estacionaria, de estos grupos se tomaron un total de setenta representantes, quince de la etapa inicial y termofílica, y veinte de la etapa estacionaria y final. Esto no sucedió con las colonias bacterianas ya que no se tomaron representantes, todas las 41 bacterias fueron sometidas a pruebas de evaluación. Se analizaron los datos fenotípicos mediante taxonomía numérica para poder evidenciar los grados de proximidad entre las distintas unidades taxonómicas, estableciendo coeficientes de similaridad o distancia. Con la realización del dendrograma global de todos los aislamientos de actinomicetes se pudo formar grupos-especies al 90% de similaridad muy definidos, comprobando que existe grupos-especie, específicos en cada etapa de compostaje, además con la formación de estos grupos-especie se pudo identificar los microorganismos similares que se encontraban al transcurrir el periodo degradativo. Por otra parte la realización del dendrograma global en base a los aislamientos de bacterias, permitió formar grupos- especies con individuos específicos para cada etapa. Los grupos-especie de bacterias y actinomicetes mostraron características morfológicas idénticas, lo que significa que a pesar que poseen características morfológicas similares, estos se encuentran taxonómicamente muy distanciados entre si. El método cualitativo de la prueba de lugol que consistía en la formación de un halo alrededor de la colonia que haya metabolizado el carbohidrato, en este caso celulosa, almidón y quitina. Mostro claramente que el mayor porcentaje de bacterias y actinomicetes , produjeron enzimas extracelulares tales como; celulasas, quitinasas y amilasas, poniendo manifiesto que la biodiversidad y el metabolismo de los microorganismos presentes en una pila de compost es muy amplia, pudiendo realizar aislamientos que favorezcan las investigaciones de microorganismos útiles en biotecnología.Item Evaluación del efecto de cuatro métodos de inoculación de dos cepas de Azospirillum spp., en el cultivo de maíz (Zea mays L.), variedades INIAP 122 y 102, en las provincias de Imbabura y Pichincha(Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Carrera de Ingeniería Bioquímica, 2010) Ortíz Bustos, Gabriela Monserrath; Velasteguí Sánchez, José RamiroLa productividad del maíz se puede mejorar con la utilización de fertilizantes para sustituir a los fertilizantes químicos, que tienen consecuencias para el medio ambiente. Actualmente, en la mayoría de cultivos se usan bacterias con la capacidad de promover el crecimiento vegetal y de fijar el nitrógeno atmosférico como Azospirillum. Sin embargo, el mecanismo para que la bacteria ejerza suactividad metabólica efi cientemente sobre las plantas es una buena interacción planta – microorganismo que se podría lograr con la aplicación de un método de inoculación apropiado. Con este argumento, se desarrolló la investigación “Evaluación del efecto de cuatro métodos de inoculación de dos cepas de Azospirillum spp., en el cultivo de maíz (Zea mays L.), variedades INIAP 122 y 102 en las provincias de Imbabura y Pichincha”. En este estudio, se evaluaron métodos de inoculación líquido y sólido al suelo y a la semilla; de las cepas c2 (Azospirillum spp. de Bolívar) y c3 (Azospirillum spp. de Chimborazo), con el fin de seleccionar el método de inoculación y la cepa de Azospirillum spp. más eficiente en la producción de maíz (Zea mays L.). Las variedades de maíz empleadas fueron INIAP 102 en Pichincha e INIAP 122 en Imbabura. En cada provincia, se analizaron 12 tratamientos en total, formados por la combinación del factor A (métodos de inoculación de Azospirillum spp.) y el factor B (cepas de Azospirillum spp.) Se utilizó un Diseño de Parcela Dividida (DPD) con tres repeticiones. Las variables microbiológicas analizadas fueron población de microorganismos en suelo (actinomicetes, hongos, bacterias solubilizadoras de fósforo y bacterias degradadoras de celulosa y Azospirillum spp.). Las variables agronómicas analizadas fueron emergencia de plantas, altura de planta, altura de inserción de mazorca en planta, daño a la mazorca por Heliothis zea, daño a la mazorca por Fusarium moniliforme, longitud de mazorca, diámetro de mazorca, nitrógeno en suelo, nitrógeno total en planta, rendimiento en choclo, Presupuesto Parcial y Tasa de Retorno Marginal. En Amaguaña, el tratamiento c2m3 (cepa de Azospirillum spp. de Bolívar + método de inoculación líquido a la semilla) incrementó altura de planta, altura de inserción de mazorca en planta y nitrógeno total en suelo, a los siguientes valores 244, 67 cm, 139,67 cm y 0,28%, respectivamente, en relación al testigo, que presentó valores de 204,33 cm en altura de planta, 108 cm en altura de inserción de mazorca en planta y 0,99% de nitrógeno total en suelo. La mayor población de hongos fue 1,77x104 UFC/gss con c2m1 (cepa de Azospirillum spp. de Bolívar + método de inoculación líquido al suelo), mientras que con el testigo fue 1,62x104 UFC/gss. En Quinchuquí, la altura de inserción de mazorca en planta se incrementó a 137,33 cm con c2m3 (cepa de Azospirillum spp. de Bolívar + método de inoculación líquido a la semilla), en relación al testigo, que incrementó la altura se inserción de mazorca en planta a 101,33 cm. Las mayores poblaciones expresadas en UFC/gss fueron: 4,36 x107 actinomicetes con c4m2 (cepa de Azospirillum spp. de Chimborazo + método de inoculación sólido al suelo), 4x104 hongos con c2m1 (cepa de Azospirillum spp. de Bolívar + método de inoculación líquido al suelo),9,48x105 bacterias degradadoras de celulosa con c2m3 (cepa de Azospirillum spp.de Bolívar + método de inoculación líquido a la semilla) y 4,36x107 Azospirillum spp. con c2m3 (cepa de Azospirillum spp. de Bolívar + método de inoculación líquido a la semilla), mientras que con el testigo se obtuvieron en UFC/gss 9,16x106 actinomicetes, 2,43x103 hongos, 1,59x105 bacterias degradadoras de celulosa y 2,25x106 Azospirillum spp.La población de Azospirillum spp. incrementó en los suelos, esto demuestra la efectividad de la cepa de Bolívar, que pudo infectar y proliferar en el interior del tejido de la raíz para competir por los nutrientes con otros microorganismos de la rizósfera. El método de inoculación a la semilla introdujo una población eficiente de la cepa de Bolívar y permitió que la bacteria este en contacto con la rizósfera donde sucede la mayor interacción planta – microorganismos, existiendo una mejor contribución de sustancias promotoras de crecimiento en la planta de maíz.