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Artículo de Revisión
Las opiniones expresadas en este documento no son necesariamente opiniones de la Revista ReCiTeIA, de sus órganos o de sus
funcionarios. ReCiTeIA no se hace responsable de materiales con derecho de autor tomados sin autorización por los propios autores
PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE
PROTEÍNA UNICELULAR A PARTIR DE
MICROORGANISMOS: UNA
PERSPECTIVA ACTUAL
VALENTINA FORERO-ARARAT
Microbióloga (e), Facultad de Ciencias Básicas
Universidad Santiago de Cali, Colombia
e-mail: valentina.forero00@usc.edu.co
SANTIAGO GÓMEZ-VIERA
Microbiólogo (e), Facultad de Ciencias Básicas
Universidad Santiago de Cali, Colombia
e-mail: santiago.gomez00@usc.edu.co
NATALY PENAGOS-MONTAÑA
Microbióloga (e), Facultad de Ciencias Básicas
Universidad Santiago de Cali, Colombia
e-mail: valentina.forero00@usc.edu.co
LUISA F. PORRAS-OSORIO
Microbióloga (e), Facultad de Ciencias Básicas
Universidad Santiago de Cali, Colombia
e-mail: valentina.forero00@usc.edu.co
Recibido: 29/05/2021
Revisado: 15/06/2021
Aceptado: 15/07/2021
CONTENIDO
Resumen ............................................................................................................................................ 54
Abstract ............................................................................................................................................. 54
1 Introducción .............................................................................................................................. 55
2 Metodología .............................................................................................................................. 55
3 Producción de proteína unicelular ............................................................................................ 56
4 Aplicaciones en la industria ...................................................................................................... 58
5 Ejemplos de algunos procesos de obtención de SCP................................................................ 60
6 Perspectivas futuras .................................................................................................................. 62
7 Conclusiones............................................................................................................................. 62
8 Bibliografía ............................................................................................................................... 62
Edición:
© 2021 - ReCiTeIA.
ISSN 2027-6850
Cali – Valle – Colombia
e-mail: reciteia@gmail.com
url: http://revistareciteia.es.tl/
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Producción industrial de proteína unicelular a partir de microorganismos:
una perspectiva actual
RESUMEN
La producción de proteína unicelular surge debido a la escasez de alimentos que se presentó en la
década los 50’ y 60’, se obtiene a partir de la producción de biomasa por microorganismos como:
levaduras, hongos, bacterias y algas. La SCP son una alternativa para la solución de esta
problemática. Como objetivo de este trabajo se pretende proporcionar un conocimiento acerca de la
proteína unicelular (SCP), su producción, las ventajas y desventajas, los procesos de fermentación,
los microorganismos que hasta el día de hoy han sido estudiados para la producción SCP y los
sustratos empleados para su crecimiento. Además, se da a conocer las diferentes aplicaciones
biotecnológicas que se pueden realizar a partir de su producción, mejorando cada día para cumplir
con todas las necesidades nutricionales que se requiere en la industria de alimentos, la seguridad
alimentaria. Se detalla los principales aspectos que están relacionados con la nutrición y la
composición de SCP, se muestran algunos ejemplos para la obtención de las SCP a partir de: suero
de derivados lácteos y bagazo de naranja. Por último, se menciona las perspectivas futuras que se
espera implementar.
Palabras clave: Proteína unicelular, biomasa, fermentación, microorganismos.
Industrial production of unicellular protein from microorganisms: a current
perspective
ABSTRACT
The production of unicellular protein arises due to the shortage of food that occurred in the 50s and
60s. It is obtained from biomass production by microorganisms such as: yeasts, fungi, bacteria, and
algae. The SCP is an alternative to solve this problem. This work aims to provide knowledge about
the unicellular protein (SCP), its production, the advantages and disadvantages, the fermentation
processes, the microorganisms that until today have been studied for SCP production, and the
substrates. Employees for their growth. In addition, the different biotechnological applications that
can be made from its production are disclosed, improving every day to meet all the nutritional needs
that are required in the food industry, food safety. The main aspects that are related to the nutrition
and composition of SCP are detailed. Some examples are shown for obtaining SCPs from: whey
derived from dairy products and orange bagasse. Finally, the future perspectives that are expected to
be implemented are mentioned.
Keywords: Unicellular protein, biomass, fermentation, microorganisms
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Producción industrial de proteína unicelular a partir de
microorganismos: una perspectiva actual
1 INTRODUCCIÓN
El término Proteína Unicelular, proteína de célula única o en inglés Single cell protein (SCP), es un
eufemismo para la proteína derivada de microorganismos, propuesto por el profesor Wilson del
instituto de tecnología de Massachusetts, para reemplazar la proteína o petroproteína microbiana o
bacteriana que resulta ser menos deseable [1, 2].
La proteína unicelular es una biomasa, es decir, células secas producidas por levaduras, bacterias,
algas y hongos [3]. Esta puede ser utilizada como suplemento o componente rico en proteína para
ser utilizada en la dieta tanto de humanos como animales [4]. Esta surge debido a la preocupación
por la escasez de alimentos y el rápido y continuo crecimiento de la población durante las décadas
de 1950 y 1960 [5]. Como una posible solución a esta problemática de seguridad alimentaria, se
empezó la búsqueda de fuentes alternas de alimentación, entre la que se postuló la producción de
componentes proteicos (bioproteína-biomasa) a partir de microorganismos, dadas las ventajas de su
producción [2, 4-6]. Dentro de estas ventajas o características atractivas se encuentran: 1) Los
principales productores de esta proteína (microorganismos) se caracterizan por tener una tasa rápida
de crecimiento, 2) A comparación de las fuentes vegetales, la producción de proteína unicelular a
partir de microorganismos es autónomo a las variaciones climáticas y estacionales, por tal razón
pueden producirse en cualquier momento del año, 3) Los desechos orgánicos de las agroindustrias
son utilizados como sustratos en las fermentaciones como fuente de nutrientes para los
microorganismos, 4) No se necesitan extensiones de tierra para su producción a diferencia de las
fuentes vegetales [2, 7, 8]
Aparte del alto contenido de proteínas que aborda entre el 60 al 80% sobre la base de materia seca,
la proteína unicelular también está compuesta de ácidos nucleicos, grasas, minerales, vitaminas y
carbohidratos [9]. De igual manera presenta un variado contenido de aminoácidos esenciales como
metionina, lisina y treonina [10].
El alto contenido de ácidos nucleicos en la proteína unicelular juega un papel negativo para el
consumo de los seres vivos, dado que la ingesta de ARN aumenta las concentraciones de ácido
úrico en el plasma, provocando la acumulación de este y dando a la formación cálculos renales y
gota [2-11]. Como posible solución a esta desventaja, se han desarrollado diversos métodos para
disminuir el contenido de ARN en la proteína unicelular. El uso de enzimas degradadoras de ARN
endógeno (ribonucleasas) [12]. Se ha propuesto también el uso de estaciones con químicos como
bases diluidas (NaOH, KOH) para la hidrólisis del ARN [13].
2 METODOLOGÍA
En este manuscrito de revisión, se utilizaron cuatro bases de datos especializadas para la búsqueda
de información donde se analizaron aproximadamente 60 documentos. Para la búsqueda, se
utilizaron cuatro bases de datos con información científica confiable: Science Direct, Google
Scholar, PubMed, Frontiers. Las palabras claves utilizadas para la búsqueda fueron: Proteína
unicelular, biomasa, fermentación y microorganismos, además, no se estableció un límite de fecha
en las publicaciones utilizadas. Finalmente se analizaron los documentos seleccionados y se
organizó la información en una matriz de datos en una hoja de cálculo de Excel® y se redactó el
informe empleando Word®.
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Inicio Buscador:
Google, Google Scholar
Bases de datos:
Science Direct,
PubMed, Frontiers.
Búsqueda de
resultados Publicaciones sin límite
de fecha Selección de
documentos Recolección de
información
Matriz de datos
(Excel®) Fin
Palabras claves:
Proteína unicelular,
biomasa, fermentación,
microorganismos
Redacción del informe
Figura 1. Diagrama de flujo de la metodología empleada
3 PRODUCCIÓN DE PROTEÍNA UNICELULAR
3.1 ACONDICIONAMIENTO DEL SUSTRATO
Principalmente, el sustrato debe pasar por ciertos procesos de lavado y desinfección para evitar la
contaminación del medio. El lavado es usualmente realizado con agua y la desinfección con
hipoclorito de sodio [6]. La implementación de los diferentes sustratos en el proceso de producción
depende del tipo de proteína unicelular que se quiera obtener, como se puede observar en la Tabla
1.
3.2 CONTROL MICROBIOLÓGICO DEL SUSTRATO
Para determinar si el sustrato se encuentra con las condiciones adecuadas para implementarse en el
proceso de fermentación, se debe realizar un control microbiológico, evaluando la presencia o
ausencia de mesófilos aerobios y coliformes fecales y totales según la norma establecida por cada
país [14].
3.3 PROCESO DE FERMENTACIÓN
Este proceso se puede realizar utilizando tres métodos diferentes:
3.4 FERMENTACIÓN LÍQUIDA
Este proceso se realiza en un biorreactor, y tanto el proceso como la recuperación de la biomasa
resultante se realizan de forma continua. La aireación es importante durante toda la operación de
cultivo, ya que en este proceso se genera calor que debe eliminarse con el tiempo mediante un
enfriamiento adecuado [15].
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Tabla 1. Fuentes de proteína unicelular y alcances actuales
Fuentes
Contenido
Características
especificas
Microorganismos
específicos
Sustratos
Ref.
Levaduras
30-50%
Variedad de materias
primas
Producción de
vitaminas y
macronutrientes
-Saccharomyces
cerevisiae
-Kluyveromyces
marxianus
-Candida utilis
-Candida tropicalis
- Pulpa de naranja,
melaza, grano gastado de
cervecería
- Pulpa de naranja,
melaza, grano de cerveza,
suero, pulpa de papa
- Arena para aves de
corral, polvo de pimiento
inútil
-Melaza
[16]
Hongos
30-50%
Alto perfil de
aminoácidos (lisina y
treonina)
Proporciona vitaminas
como Riboflavina,
niacina, tiamina,
biotina, ácido
pantoténico, colina,
piridoxina, glutatión,
ácido p-amino
benzoico,
estreptogenina y ácido
fólico
-Aspergillus flavus
-Aspergillus ochraceus
-Aspergillus niger
-Trichoderma virideae
-Trichoderma harzianum
-Penicillium citrinum
-Aspergillus oryzae
- Salvado de arroz
- Salvado de arroz
- Orujo de manzana,
Residuos de plátano,
Salvado de arroz,
Almidón de patata
- Pulpa de cítricos
-Salvado de arroz
- Salvado de arroz
- Salvado de arroz
[17, 18]
Bacterias
50-80%
Alto contenido
proteico
Crecimiento en
sustratos C1
-Familia
Methylococcaceae
-Bacillus cereus
-Rhodopseudomonas
gelatinosus
-Brevibacterium spp.
-Bacillus licheniformis
-Streptomyces spp.
-Corynobacterium
Ammoniagenes
-Escherichia coli
-Corynebacterium
glutamicum
-Bacillus pumilis
-Bacillus subtilis
-Compuestos C-1
-Cuerno de carnero
-Salvado de trigo
-Compuestos C-1 a C-4
-Residuos de patatas
-Metanol
-Fructosa y Glucosa
-Cuerno de carnero
-Glucosa
-Residuos del
procesamiento de patatas
-Cuerno de carnero
[14, 19-
23]
Algas
60-70%
Metabolismo
fototrófico
Producción de ácidos
grasos omega-3
-Aurantiochytrium sp.
-Chlorella salina
-Spirulina máxima
-Laminaria
-Efluente residual
alcalino
-Luz solar y dióxido de
carbono
-Dióxido de carbono y
luz solar
[24, 25]
3.5 FERMENTACIÓN SEMISÓLIDA
En el proceso de fermentación semisólida, la preparación del sustrato es un factor importante ya que
se utiliza en estado sólido. Este tipo de fermentación requiere una alta inversión de capital y costos
de operación. El cultivo se realiza a través de muchas operaciones como el sistema multifásico de
mezcla, agitación, transporte de moléculas de oxígeno desde burbujas de gas a microorganismos a
través de la fase líquida y finalmente transfiere calor de la fase líquida al entorno [15].
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3.6 FERMENTACIÓN SÓLIDA
La fermentación en estado sólido se lleva a cabo utilizando diferentes tipos de diseños de
biorreactores. Los productos resultantes pueden ser SCP, enzimas, piensos, ácidos orgánicos,
etanol, pigmentos o vitaminas del complejo B. El proceso requiere sustrato en forma sólida, este
sustrato se esparce sobre los lechos planos después de la inoculación con microorganismos y se
mantiene un nivel de humedad adecuado (60-65%) para obtener un rendimiento óptimo [15].
3.7 RECUPERACIÓN DE LA PROTEÍNA UNICELULAR
Los diferentes microorganismos requieren diferentes métodos para su recuperación, ya que las
bacterias pueden recuperarse por centrifugación, mientras que los hongos filamentosos requieren
filtración para su recuperación después del proceso de fermentación. Antes de esto, es importante
eliminar los factores antinutricionales, es decir, los ácidos nucleicos, que pueden eliminarse
aplicando diferentes tratamientos físicos y químicos durante el procesamiento, realizando así su
purificación. Posteriormente, la biomasa obtenida es secada en hornos industriales para finalmente
ser comercializada [16].
4 APLICACIONES EN LA INDUSTRIA
La principal aplicación de la proteína unicelular es en la industria de alimentos en la elaboración de
concentrado balanceado para el ganado vacuno, porcino y para aves El empleo de microorganismos
(Lactobacillus acidophilus, Streptococcus faecium y Sacharomyces cerevisiae) como probióticos en
producción pecuaria, contribuye al equilibrio microbiano intestinal. Además, se emplea como
sustituto de la leche para cerdos y becerros, promoviendo su crecimiento y aminorar durante las
etapas de crecimiento las enfermedades diarreicas. En el caso de alimentos para mascotas como
gatos, perros y aves (domésticas) presenta un porcentaje de levadura o extractos de levadura, la
adición de éstos aumenta el sabor y el gusto del alimento [26].
En el área de la acuacultura la producción de proteína unicelular es un ingrediente nutritivo para los
alimentos acuícolas. La empresa biotecnología KnipBio desarrollo un ingrediente KnipBio Meal
(KBM) para alimentos acuícolas con alto contenido de proteínas a través de la fermentación, a partir
de Methylobacterium extorquens, se alimenta a partir de metanol, derivado del gas natural, que
luego es sometido a un proceso de fermentación industrial. El KBM está aprobado por la FDA
(Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos), para alimentar a especies como el
salmón, trucha, camarones y otros peces [27]. Otro ingrediente es el ProTyton reduce la mortalidad
en los camarones blancos del pacifico (Litopenaeus vannamei) cuando son sometidos a la bacteria
patógena Vibrio parahaemolyticus principal agente causante de la enfermedad síndrome de
mortalidad temprana (EMS). Este ingrediente ayuda a enfrentar uno de los principales problemas
que presenta la industria del cultivo del camarón, combatiendo enfermedades virales, bacterianas y
fúngicas [28].
Un estudio del potencial realizado por Steen [29] para la producción de proteínas unicelular a partir
de tres diferentes corrientes residuales de la producción de bioetanol de segunda generación, las tres
corrientes con material lignocelulósico y cuatro microorganismos Paecilomyces variotii,
Cunninghamella echinulata, Mortierella isabellina y Yarrowia lipolytica. A escala piloto se usó el
cultivo P. variotii en prehridolizado de paja de trigo y en prehidrolizado de abeto. Como resultado,
las concentraciones de biomasa son de 8-10 g/L y contenido de proteínas de un 50%. Además, la
biomasa tenía niveles del 20% de b-glucanos (son moléculas “modificadoras de la respuesta
biológica”, forman parte de las paredes celulares de bacterias, hongos, levaduras, algas y plantas).
Los b-glucanos se suministran a los alimentos de los peces debido a los efectos
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inmunoestimulantes. El alto contenido de b-glucanos obtenido a partir de proteínas unicelulares
aumenta el valor nutricional del SCP para la elaboración de alimentos para peces.
La producción de SCP a partir de pulimentos de arroz desgrasado usando la levadura Candida utilis
en un fermentador. La biomasa seca obtenida presenta un valor energético bruto metabolizante de
2678 kcal kg-1, contiene todos los aminoácidos esenciales. La aplicación de la biomasa de levadura
es en la preparación de alimento animal, ya que se sustituyen los ingredientes costosos que se usan
en la actualidad en la alimentación de aves de corral, mejorando la economía de los concentrados
producidos [30].
En la industria de alimentos de consumo humano, la producción de proteína unicelular como los
autolizado de levadura y extractos de levadura de Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis y
Kluyveromyces fragilis se emplean como potenciadores de sabor y saborizantes en los alimentos
como salsa, cereales, sopas, entre otros. Además, en productos como las carnes se usan para
extender o ampliar la cantidad de carne, potenciandola con un aporte proteico y funcional adecuado.
Aún se sigue investigando la producción de aislados proteicos a partir de microorganismos, que
cumplan con el propósito de proveer un alto valor nutricional y que tengan propiedades funcionales
específicas, permitiendo permutar a los alimentos como la leche, huevo, soya, cereales, quesos,
salchichas, margarinas, mayonesa, panes, helado, etc. [26].
4.1 SEGURIDAD ALIMENTARIA DE PROTEÍNA UNICELULAR
Las SCP deben ser seguras tanto en su producción y en el uso, así como cualquier producto
alimenticio. Cada país presenta sus reglamentaciones que garantiza que los alimentos para consumo
humano y/o animal, alimentos que proporcionan nutrición, potenciadores de sabor y aroma, los
aditivos alimentarios, sean aptos y no causen efectos negativos en la salud. No obstante, estas
reglamentaciones deben estar ligadas a las normas internacionales que se deben aplicar a los
productos comercializados internacionalmente, que son reguladas por la Organización Mundial de
la Salud (OMS) y la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación
(FAO). Cabe resaltar, que no todos los animales se consideran iguales en todos los países, por este
motivo los alimentos para mascotas están regulados como alimento en algunas áreas, pero en otras
no. Requiriendo autorización antes de sacar a la venta nuevos productos [31].
Una de las desventajas es la preocupación por la producción de toxinas a partir de los
microorganismos (huéspedes de producción o contaminantes), los posibles síntomas de alergias y la
producción a partir de la materia prima de sustancias nocivas en el caso de metales pesados. Lo
mencionado anteriormente, se ha convertido en un desafío para obtener SCP seguras, que aporten
nutrientes y de buena calidad. Cualquier producto para consumo humano que se produzca a partir
de hidrolizados de biomasa o corrientes de desechos deberá proporcionar un historial de seguridad
equivalente antes de obtener la aprobación en Europa o América del Norte [4, 32].
4.2 VALOR NUTRICIONAL DE SCP
Según estudios anteriores, la proteína unicelular se puede generar a través del crecimiento de
muchas especies de hongos, levaduras, algas y bacterias.
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Tabla 2. Composición porcentual promedio en base seca de los principales microorganismos
empleados como productores de SCP.
Componente
Hongos
filamentosos
Algas
Levaduras
Bacterias
Proteína
30-50 %
40-63%
45-56%
50-83%
Grasa
2-8%
7-20%
2-6%
1,5-3%
Cenizas
9-14%
8-10%
5-9,5%
3-7%
Ác. nucleicos
7-10%
3-8%
6-12%
8.16%
Amino-ácidos
--
--
54%
65%
Humedad
13.0%
6%
4,5%
2,8%
Fuentes: Duran [33], Crueger y Crueger [34], Israelidis [35].
Puede detonarse que el principal valor de la biomasa microbiana es su aporte en proteína. Esta
proteína bacteriana es nutricionalmente similar a la proteína del pescado, mientras que la de la
levadura mantiene similitudes con la de la soya [35].
En cuanto a los minerales, las SCP se destacan como fuente de fósforo, aunque suelen ser pobres de
calcio y malas fuentes de lípidos dietarios según la FAO. Las SCP también se caracterizan por ser
una fuente alimenticia de bajas calorías más o menos 388 cal/100 g en promedio.
En la SCP las vitaminas presentes son primordialmente del complejo B como la vitamina B12 que
se encuentra primordialmente en bacterias, mientras que la vitamina A se encuentra generalmente
en algas. La SCP suelen encontrarse significativamente carente de colesterol y grasas.
5 EJEMPLOS DE ALGUNOS PROCESOS DE OBTENCIÓN DE SCP
5.1 OBTENCIÓN DE SCP A PARTIR DEL SUERO DE DERIVADOS LÁCTEOS
Según Okos y M. [36], los productores de derivados lácteos producen grandes cantidades de agua
de desecho, principalmente en lo que se refiere al suero de la leche. El tratamiento de estos
desechos requiere altos costos y además no dejan de tener un fuerte impacto ambiental. Es por esto
que el aprovechamiento de estos desechos es una mejor opción. En el caso del suero de la leche la
tendencia mundial es usarlo cada vez menos como alimento animal directamente, sumándole las
leyes que cada vez son más rigurosas, por lo que se hacen necesarias alternativas biotecnológicas de
aprovechamiento, como la producción de SCP utilizando la lactosa del suero [33, 37].
Primero para el tratamiento del suero se recomienda emplear el microorganismo Kluyveromyces
fragilis, puede ser cultivado en medio PDA a 72 oC durante 3-5 días [38]. Es común que en todos
los procesos de obtención de SCP se prepare un inóculo que después se agregara al substrato ya
pretratado. Además, es necesario desproteinizar la matriz del suero ya que, se eliminan así
interferencias proteicas y se garantiza la máxima disponibilidad de la lactosa. Una opción podría ser
emplear ácido tricloroacético al 30% como agente clarificante [39]. que se agregara al volumen de
suero en un porcentaje de 7%. El volumen de suero ya con el ácido puede verterse en el
fermentador y calentarse con agitación hasta hervirlo por unos 20 minutos para clarificar y para
matar bacterias que puedan causar competencia [40]. El suero así tratado se enfría con choque
térmico y se pasa a través de una manta estéril con el fin de filtrar la proteína.
Antes de inocular se diluye el suero en una proporción de 1 en 10 con agua [33, 37]. El mismo será
suplido después de la dilución con sales para garantizar la nutrición de la levadura [34]. Las sales
podrían ser de sulfato de amonio 0,4% p/v y 0,1% p/v de sulfato ácido de potasio. Otras sales de
magnesio (0,232 g/l), calcio (0,011 g/l), hierro (0,007 g/l), zinc (0,002 g/l) y manganeso (0,002 g/l)
podrían experimentarse también [37]. Con el fin de regular el pH inicial óptimo al 4,5 característico
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del medio acidificado [34, 36, 38-40]. puede emplearse hidróxido de sodio para disminuir el pH que
inicialmente está por encima de 4,5.
Del suero ya acondicionado se pueden tomar 100 mL en un balón esmerilado de 500 mL, el cual
puede inocularse con K.fragilis por medio de una asada de la placa con agar PDA previamente
preparada y luego se introduciría en este volumen de suero. Luego el balón con la mezcla se coloca
en un rotoevaporador y se calienta con rotación lenta o moderada (300 rpm aproximadamente) a
uno 72 °C que es la temperatura ideal de la levadura. Así se prepararía el cultivo madre. En
principio se podrían emplear 100 mL de cultivo madre por cada kg de suero a procesar. La cantidad
de inóculo madre a preparar puede variar en cada planta de procesamiento. El cultivo madre ya
preparado se agregará al fermentador con el resto de suero ya suplementado; Este fermentador será
en forma de tanque de acero inoxidable agitado de por lo menos 300 kg de capacidad y debe ser
llenado hasta su capacidad [37]. con tapa y con chaqueta para circular fluidos reguladores de
temperatura [34].
Se debe calibrar el termostato de modo que la temperatura pueda ajustarse a 30 oC y se tapa el
fermentado. Es importante colocar una manguera que alimente y purgue aire dentro del fermentador
es recomendable 4.8 L/min de aire [37]. Este proceso llega a un estado de equilibrio en 16-24 horas
y se puede empezar a drenar el contenido del reactor a medida que se inyecta más cultivo madre,
suero y nutrientes hasta alcanzar un estado estacionario. El líquido fermentado se puede separar de
la SCP que contiene, utilizando decantación y centrifugación. Es factible aplicar después de esto un
lavado que permita residuos adheridos a la pasta de biomasa obtenida. Posteriormente puede
hacerse un secado, empleando un secador de tambor rotatorio, los cuales son muy adecuados para el
procesamiento de suspensiones o pastas de sólidos [41]. La pasta seca puede pulverizarse para
obtener proteína en polvo que se puede emplear como sustituto proteico en fórmulas de alimento
para animales como las cabras [33]. El proceso propuesto puede llegar a generar porcentajes de
rendimiento del 30%.
Como mecanismos de control y para evaluar la eficiencia del proceso, pueden emplearse algunos de
los siguientes ítems [33, 34, 37]:
1. Para determinar el progreso de la fermentación podría tomarse muestras por medio de una sonda
en diferentes periodos de tiempo y determinar a partir de esta muestra por refractometría el
contenido de lactosa remanente, o bien emplear algún método espectrofotométrico con un
spectronic 20.
2. El contenido de proteína unicelular en la pasta puede evaluarse por el método de Kjeldahl.
3. Se requiere un preciso monitoreo de tiempos, flujos de aire, revoluciones de agitación y
temperaturas en todo momento.
4. Implementar un análisis proximal de los sueros antes de iniciar el proceso de modo tal que se
pueda estandarizar la calidad del mismo.
5. Emplear un cultivo fresco con cierta frecuencia para garantizar que no proliferen otros
microorganismos que violenten la parametrización del proceso.
6. Evaluar el PER de la proteína obtenida en términos del peso ganado por el animal por unidad de
peso de proteína en la ingesta.
5.2 OBTENCIÓN DE SCP A PARTIR DE BAGAZO DE NARANJA
Es un proceso en sustrato sólido. El bagazo o cáscara de naranja es inicialmente desamargado en
agua salada y posteriormente triturado. El mosto es enriquecido con nitrato amónico (4 g/kg
substrato seco), fosfato potásico (4 g/kg substrato seco), y sulfato de magnesio (4 g/kg substrato
seco). Se emplea Aspergillus niger cultivado en medio acuoso de dextrosa sabouraud a 28 oC por
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48 horas, inoculando 20 ml por kilogramo de materia seca. Diariamente el mosto inoculado se rocía
con 20 ml agua por kilogramo y se revuelve de modo que se mantenga la humedad Para garantizar
un adecuado crecimiento se debe mantener un pH regulado de entre 4-5. El proceso requiere de
unos 28 días mínimo y el hongo obtenido se separa mecánicamente y se deseca para su consumo
animal [32].
6 PERSPECTIVAS FUTURAS
Las empresas Calysta y KnipBio presentan gran interés por las bacterias. Para Shaw la fermentación
ofrece ventajas de adaptación y es un método consistente, ya que las proteínas que se producen por
medio de fermentación, estas podrían tener un amplio espectro sin la necesidad de usar tierras para
cultivos y, además, el suministro de agua sería muy poca [42].
Se desea realizar una mejora en la calidad de cultivos, principalmente la soya, la canola, la cebada,
esto se pretende realizar por medio de la cría selectiva y la modificación genética, permitirá la
producción de alimentos para peces, aportando beneficios en la nutrición y otros factores. Estas
proteínas como alternativa ofrecen resultados exitosos a través de la personalización en función de
las necesidades nutricionales que requiera cada especie en particular de pescado o mariscos [42].
A partir de la ingeniería genética se podrá ampliar la serie de sustratos que puedan ser usados por el
microorganismo de producción o aumentar la eficiencia de su uso, lo que permitirá el uso de
diferentes materias primas y se asegura que haga consuma todo el carbono potencial que está
disponible en la materia prima. Un ejemplo de ello es, pasar la capacidad de fermentación de xilosa
de Candida intermedia a S. cerevisiae mediante la extensión del genoma para permitir la
producción de etanol a partir de glucosa y la producción de SCP a partir de xilosa. Las
modificaciones genéticas favorecen la producción de SCP, aumentando el valor nutritivo de la
biomasa ya sea por, la optimización en la composición de aminoácidos o también por el aumento
del contenido de vitaminas (Vitamina D, B, biotina, etc.), ácidos grasos y paralelamente el aumento
de proteína [43, 44].
7 CONCLUSIONES
Las proteínas unicelulares (SCP) es un término aplicado a un amplio rango de algas unicelulares y
filamentosas, hongos y bacterias los cuales son producidos por procesos de fermentación controlada
para su uso como alimento animal. Comparada con las proteínas alimenticias convencionales de
plantas y animales, estos microorganismos ofrecen numerosas ventajas como productores de
proteínas ya que la mayoría de microorganismos cultivados poseen altos niveles de proteínas, los
tiempos de generación son muy cortos; bajo condiciones óptimas de cultivo, las bacterias pueden
doblar su masa celular en 0.5–2 horas, las levaduras en 1–3 horas y las algas en 3–6 horas.
La producción industrial de SCP ha presentado una opción biotecnológica en el aprovechamiento de
grandes cantidades de desechos orgánicos de origen agrícola, constituyendo una alternativa
recurrente para convertir esas fuentes de polución en materiales útiles desde un punto de vista
económica, nutricional e industrial.
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