Fermentación alcohólica por Saccharomyces cerevisiae y cuantificación de flavonoides del zumo de Citrus x clementina (naranja)

Objetivo: elaborar una bebida por fermentación alcohólica y la cuantificación de flavonoides del zumo de Citrus x clementina (naranja). Metodología: se utilizó el método de fermentación alcohólica por levadura de la variedad Saccharomyces cerevisiae, se fermento el jugo de naranja con una densidad de 1,050 glcm3 por 5 semanas y se cuantificó los flavonoides de la bebida alcohólica por el método de cromatografía HPLC. Resultados: después de las 5 semanas se analizó que la bebida por fermentación alcohólica tuvo un 11 % de alcohol y flavonoides de hesperidina 13,9 mgl100 ml y naringenina 6,3 mg/100 ml en su concentración.

SUMMARY Aim: to elaborate a drink by alcoholic fermentation and the quantification of flavonoids in Citrus x clementine (orange) juice. Methodology: the method of alcoholic fermentation by yeast of the Saccharomyces cerevisiae variety was used, the orange juice was fermented with a density of 1.050 glcm3 for 5 weeks and the flavonoids of the alcoholic beverage were quantified by the HPLC chromatography method. Results: after 5 weeks it was analyzed that the drink by alcoholic fermentation had 11 % alcohol and hesperidin flavonoids 13.9 mgl100 ml and 6.3 mg/100 ml naringenin in its concentration.

Objetivo: elaborar uma bebida por fermentação alcoólica e quantificação de flavonóides no suco Citrus x clementina (laranja). Metodologia: foi utilizado o método de fermentação alcoólica por levedura da variedade Saccharomyces cerevisiae, o suco de laranja foi fermentado com densidade de 1,050 glcm3 por 5 semanas e os flavonóides da bebida alcoólica foram quantificados pelo método de cromatografía HPLC. Resultados: após 5 semanas foi analisado que a bebida por fermentação alcoólica continha álcool a 11 % e flavonóides de hesperidina 13,9 mgl100 ml e 6,3 mg/100 ml naringenina em sua concentração.

Efecto del anegamiento en la actividad de la enzima alcohol deshidrogenasa en raíces de maracuyá amarillo Passiflora Edulis var. Flavicarpa / Effect of waterlogging on the alcohol dehydrogenase activity in yellow passion fruit roots Passiflora Edulis var. Flavicarpa

Bajo entornos naturales, las plantas de maracuyá amarillo frecuentemente se enfrentan a condiciones de anegamiento, un factor limitante para la producción generalizada de su cultivo, especialmente en tierras bajas inundables. El presente estudio se encargó de identificar la activación de la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH) durante la inundación, como un posible mecanismo de sobrevivencia de plántulas de maracuyá amarillo. Se evaluó la actividad de la enzima ADH durante 0, 1, 3, 7, 9 y 14 días de tratamiento con inundación y sin inundación, en raíces de plántulas de maracuyá amarillo de tres meses y medio de germinadas. En las raíces de plántulas de maracuyá amarillo en condiciones de inundación, la actividad de la enzima ADH presentó un aumento significativo respecto a las plántulas en condiciones normales de riego (sin inundación). Esto sugiere que la actividad de la enzima alcohol deshidrogenasa, implicada en el metabolismo anaeróbico, es un posible mecanismo de supervivencia al anegamiento de plántulas de maracuyá amarillo en periodos cortos de inundación.

Under natural environments, yellow passion fruit plants often face flooded conditions as a limiting factor for the widespread production of the crop, especially in flood-prone lowlands. This study was carried out to identify the activation of the enzyme alcohol dehydrogenase (ADH) during the flood, as a possible mechanism for the survival of yellow passion fruit seedlings. The activity of the ADH enzyme was assessed on days 0, 1, 3, 7, 9 and 14, with and without flooding, on rooted yellow passion fruit seedlings germinated during three and a half months. In the roots of the yellow passion fruit seedlings in flood conditions, the activity of the ADH enzyme showed a significant increase compared to seedlings under normal irrigation (no flooding). These results suggest that the activity of the alcohol dehydrogenase enzyme involved in anaerobic metabolism, is a possible mechanism for survival of yellow passion fruit seedlings waterlogged in short periods of flooding.

INFLUENCIA DE LA AIREACIÓN EN LA ACTIVIDAD FERMENTATIVA DE Kloeckera apiculata DURANTE LA FERMENTACIÓN DE JUGO DE MANZANA / Influence of Aeration in the Fermentative Activity of Kloeckera apiculata during Fermentation of Apple Juice

Se ha estudiado la influencia de la aireación en la actividad fermentativa de Kloeckera apiculata RIVE 9-2-1 con el objetivo de evaluar la producción de metabolitos de la fermentación. Para ello, la cepa se cultivó en frascos Erlenmeyer conteniendo jugo de manzana esterilizado y sin aroma, y los compuestos químicos producidos durante la fermentación en cultivo agitado (200 min-1) y estático (sin agitación) se determinaron. Los resultados mostraron que la agitación del medio de cultivo incrementa la producción de alcoholes superiores (hasta 591,0 mg/L) comparado al cultivo estático, mientras que por el contrario, la producción de ácido acético, etil acetato y glicerol (260,0 ± 11,0 mg/L, 196,0 ± 10,0 mg/L y 2,6 ± 0,2 g/L) resultaron ser mayores que en cultivo agitado (222,0 ± 8,0 mg/L, 96,0 ± 4,5 mg/L y 1,8 ± 0,2 g/L) respectivamente. Cultivos bacth realizados en biorreactor con un flujo de aire de 25 L/h reportaron una tasa de crecimiento (µ) de 0,17 h-1, producción de etanol (12,5 ± 2,0 g/L) y otros compuestos típicamente producidos durante la fermentación alcohólica. La concentración de oxígeno disuelto en el medio de fermentación afecta su metabolismo así, cantidades insuficientes de oxígeno provocaría un metabolismo respirofermentativo. Los mejores resultados en términos de calidad organoléptica de la bebida fermentada en lo referente al aroma, sabor y olor se obtuvieron en la fermentación en cultivo estático. El control de la aireación del medio de fermentación puede ser usado para controlar la síntesis de compuestos químicos de impacto sensorial en la producción de bebidas fermentadas.

The influence of aireation on the fermentative activity of Kloeckera apiculata RIVE 9-2-1 was studied in order to evaluate the production of metabolites of the fermentation. To achieve this, the strain was cultured in Erlenmeyer flasks containing sterilized and aroma removed apple juice, and the chemical compounds produced during fermentation in shaken (200 min-1) and static (without agitation) cultivation were determined. The results showed that the agitation of the culture medium increases production of higher alcohols (till 591.0 mg/L) compared to static cultivation, whereas on the contrary, the production of acetic acid, ethyl acetate and glycerol (260.0 ± 11.0 mg/L, 196.0 ± 10.0 mg/L y 2.6±0.2 g/L) were higher compared to shaken cultivation (222.0 ± 8.0 mg/L, 96.0 ± 4.5 mg/L and 1.8 ± 0.2 g/L) respectively. Batch cultivations carried out in bioreactor with air flux of 25 l/h reported a growth rate (µ) of 0.17 h-1, production of ethanol (12.5 ± 2.0 g/L) and other compounds typically produced during alcoholic fermentation. The concentration of dissolved oxygen in the fermentation medium affects its metabolism thus; insufficient amounts of oxygen would provoke a respirofermentative metabolism. The best results in terms of organoleptic quality of the fermented beverage regarding to aroma, taste and flavour was obtained when fermented in static cultivation. The control of aeration during fermentation can be used to control the synthesis of chemical compounds of sensory impact in the production of fermented beverages.

Actividad fermentativa de Hanseniaspora uvarum y su importancia en la producción de bebidas fermentadas / Fermentative activity of Hanseniaspora uvarum and its importance in production of fermented beverages

Se estudió la actividad fermentativa de Hanseniaspora uvarum RIVE 6-2-2 con el objetivo de evaluar su importancia en los procesos de producción de bebidas fermentadas. La cepa se cultivó en frascos Erlenmeyer conteniendo jugo de manzana esterilizado y sin aroma, y se determinaron los compuestos químicos de importancia sensorial producidos durante la fermentación en cultivo agitado (200 min-1) y estático (sin agitación). Los resultados mostraron que la cepa fue capaz de producir etanol hasta 4,02±0,1v/v% en cultivo estático a 28 °C. La agitación del medio de cultivo incrementó la producción de alcoholes superiores (hasta 488,2 mg/L) y ácido acético (468,0±10,2 mg/L) comparado al cultivo estático, mientras que por el contrario, la producción de etil acetato y glicerol (189,0±12,0 mg/L y 3,2±0,3 g/L) resultó ser mayor que en cultivo agitado (142,0±8,0 mg/L y 2,3±0,25 g/L) respectivamente. Cultivos bacth realizados adicionalmente reportaron una tasa de crecimiento (μ) de 0,05 h-1 y producción de pequeñas cantidades de compuestos típicamente encontrados en la fermentación alcohólica. Los mejores resultados, en términos de calidad organoléptica (aroma, sabor y olor), se obtuvieron en la fermentación en cultivo estático. El control de la aireación del medio de fermentación es una herramienta importante para controlar la síntesis de compuestos de importancia sensorial en la producción de bebidas fermentadas.

The fermentation activity of Hanseniaspora uvarum RIVE 6-2-2 was studied with the purpose of evaluating its importance in the production process of fermented beverages. The strain was cultured in Erlenmeyer flasks, which contained sterilized and odorless apple juice, and the chemical compounds of sensorial importance produced during fermentation in shaken (200 min-1), and static (without shaking) cultures at 28 ºC were determined. The results showed that the strains were capable of producing ethanol up to 4.20±0.1v/v% in static cultures at 28 ºC. Shaking of the culture medium increased the superior alcohol production (up to 488.2 mg/L) and acetic acid (468.0± 10.2 mg/L), when compared with the static culture; on the other hand, the production of ethyl acetate and glycerol (189.0±12.0 mg/L and 3.2±0.3 g/L) was higher in static than in shaken cultures (142.0±8.0 mg/L and 2.3±0.25 g/L), respectively. Additional batch cultures reported a growth rate (µ) of 0.05 h-1 and production of small amounts of compounds typically found in alcoholic fermentation. The best results, in terms of organoleptic qualities (aroma, taste and smell), were found in the static culture fermentation. The aeration control of the fermentation medium is an important tool for controlling the synthesis of sensorial importance compounds in the production of fermented beverages.

Fermentación alcohólica del lactosuero por Kluyveromyces marxianus y solventes orgánicos como extractantes / Lactoserum alcoholic fermentation by Kluyveromyces marxianus and organic solvents as extractants

Las fermentaciones alcohólicas son realizadas a bajas concentraciones de azúcares, para evitar la inhibición por productos o substratos. La fermentación alcohólica extractiva es utilizada en procesos limitados por la concentración de etanol final. Se estudió la fermentación alcohólica del lactosuero evitando la inhibición del Kluyveromyces marxianus, con la adición de solventes de extracción (ácido oleico, hexadecano, butil laurato y aceite de soja) como extractantes del etanol. Se evaluó la biocompatibilidad, cinética de extracción de los solventes, consumo de sustrato, producción de etanol, crecimiento celular (sin solventes y con solventes seleccionados como mejores extractantes y biocompatibles) y rendimientos globales. El ácido oleico y el aceite de soja fueron los mejores solventes de extracción. La velocidad específica de crecimiento se incrementó con el uso de solventes, siendo mayor con el uso de aceite de soja. La lactosa consumida fue de 97 g/L para la fermentación extractiva con ácido oleico, 81,2 g/L con aceite de soja, y 64 g/L para la fermentación convencional. Se obtuvieron 53 y 44 g/L de etanol con ácido oleico y aceite de soja respectivamente, y 35 g/L de etanol con la fermentación convencional. Queda demostrado que la fermentación alcohólica usando acido oleico puede ser usada para reducir la concentración de etanol en el medio y evitar la inhibición de la levadura en el proceso, lo que conlleva a la posibilidad de usar un substrato con altas concentraciones de azúcares, produciendo un incremento en la productividad del sistema.

Alcoholic fermentations are done under low sugar concentrations to avoid product or substrate inhibition. Extractive alcoholic fermentation is used in processes limited by the final ethanol concentration. Lactoserum alcoholic fermentation avoiding the inhibition of Kluyveromyces marxianus by the addition of extraction solvents (oleic acid, hexadecane, butyl laureate and soy oil) as ethanol extractants was studied. Biocompatibility, extraction kinetic of the solvents, substrate use, ethanol production, cell growth (without solvents and with solvents selected as the best extractants and biocompatible), and global yield were evaluated. Oleic acid and soy oil were the best extraction solvents. Specific growth speed was increased by the use of solvents; the greatest increase was obtained with soy oil. Lactose consumption was 97 g/L for oleic acid extractive fermentation, 81.2 g/L for soy oil, and 64 g/L for conventional fermentation. The ethanol yield was 53 and 44 g/L with oleic acid and soy oil fermentation respectively, and 35 g/L with conventional fermentation. This study demonstrates that oleic acid alcoholic fermentation can be used to reduce the ethanol concentration in the medium and to avoid the inhibition of the yeasts during the process, which entails the possibility of using substrates with high sugar concentrations, obtaining an increase in the productivity of the system.