Establecimiento de una colección de levaduras con elevada producción de alcohol a partir de la fermentación de maíz malteado

Abstract

RESUMEN: En este proyecto se llevó a cabo una búsqueda de levaduras entre 33 muestras seleccionadas por su aportación durante procesos de elaboración de bebidas artesanales fermentadas a base de maíz. También se usaron muestras del producto de la fermentación de 3 variedades de maíz VC-152, FAC-M40 y VC-42 para la obtención de microorganismos. Cada muestra se inoculó en caldo extracto de maíz (2 g/L de extracto de maíz, 30 μl de amoxicilina, pH a 4.5). Una vez obtenido el crecimiento microbiano, se realizó tinción Gram para determinar los grupos microbianos presentes y se sembraron en YPD con varias resiembras hasta obtener un cultivo puro. Se obtuvo una colección de 10 cultivos de levaduras a las cuales se comparó su capacidad para producir etanol a través de cinéticas de fermentación de maíz. El maíz empleado en la fermentación se malteó lavando y germinando el maíz durante 4 días con hoja de plátano para conservar la humedad. Posteriormente se realizó una molienda y tratamiento térmico a ebullición constante por 3 h. Al extracto frío se añadieron enzimas alfa amilasa y beta glucosidasa. La cinética de fermentación se realizó durante 120 h y se tomaron muestras desde el tiempo 0 h y cada 24 h. Las muestras se separaron por HPLC para cuantificar el etanol, glucosa, maltosa y fructosa. Cada cultivo se identificó por técnicas moleculares para lo cual se realizó la extracción de ADN y se realizó una PCR con oligos ITS1 e ITS4. Se obtuvieron 10 cultivos de levaduras provenientes de maíz blanco 1VC-152, maíz blanco 2VC-152, maíz morado VC-42, tepache, tejuino 1, tejuino 2, masa, guayaba y piña. Los productos se secuenciaron por el método de Sanger, seguido de un análisis en BLAST con la finalidad de establecer su identidad taxonómica. Al comparar los resultados respecto a una cepa comercial Sacchacomyces cerevisiae whisky, con 1.4 % de etanol a las 24 h. Se obtuvieron 6 de los 10 cultivos de la colección de levaduras que produjeron mayor cantidad de etanol que la cepa comercial de referencia, destacando entre ellas, consorcio 2 obtenida a partir de masa, con 2.7 % de etanol a las 24 h, Meyerozima caribbica 2 obtenida a partir de guayaba, con 4.7 % de etanol a las 72 h y Zygotorulaspora florentina obtenida a partir de tejuino 1, con 3.1 % de etanol a las 72 h. ABSTRACT: In this project, a yeast search was presented among 33 samples for its contribution during the process of making traditional fermented beverages based on corn and samples of the fermentation product of 3 varieties of corn VC-152, FAC-M40 and VC- 42 are also presented for obtaining microorganisms. Each sample was inoculated into corn extract broth (2 g / L of corn extract, 30 μl of amoxicillin, pH to 4.5). Once the microbial growth was obtained, Gram stain was performed to determine the microbial groups present and planted in YPD with several reseeds until obtaining a pure culture. A collection of 10 yeast cultures was obtained to which their capacity to produce ethanol was compared through corn fermentation kinetics. The corn used in the fermentation was malted by washing and germinating the corn for 4 days with a banana leaf to conserve moisture. Subsequently, grinding and thermal treatment at constant boiling for 3 h. The enzymes alpha amylase and glucosidase were added to the cold extract. The fermentation kinetics was carried out for 120 h and samples were taken from time 0 h and every 24 h. The samples were separated by HPLC to quantify ethanol, glucose, maltose and fructose. Each culture was identified by molecular techniques for which DNA extraction was performed and a PCR was performed with oligos ITS1 and ITS4. We obtained 10 yeast cultures from white corn 1VC-152, white corn 2VC-152, purple corn VC-42, tepache, tejuino 1, tejuino 2, corn dough, guava and pineapple. The products were sequenced by the Sanger method, followed by a BLAST analysis in order to establish their taxonomic identity. When comparing the results with respect to a commercial strain Saccharomyces cerevisiae whiskey, with 1.4% ethanol at 24 h. Six of the 10 cultures of the yeast collection were obtained, producing more ethanol than the reference commercial strain, highlighting among them, consortium 2 obtained from the corn dough, with 2.7% ethanol at 24 h, Meyerozima caribbica 2 obtained from guava, with 4.7% ethanol at 72 h and Zygotorulaspora florentine obtained from tejuino 1, with 3.1% ethanol at 72 h.