Reduccion

 

  INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL. ESCUELA NACIONAL DE CIENCIA BIOLÓGICAS. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA BIOQUÍMICA ACADEMIA DE FERMENTACIONES. 

LABORATORIO DE INGENIERÍA DE FERMENTACIONES. 

“REDUCCIÓN DE ÁCIDOS NUCLÉICOS LA PRODUCCIÓN DE PROTEÍNA UNICELULAR POR EN TRATAMIENTO TÉRMICO/ALCALINO”

EQUIPO: 3,  GRUPO: 9IM1: 

PROFESORES: Dra. Cleotilde Juárez Ramírez Dr. Oswaldo Ramos Monroy Dra. Angélica María Salmerón Alcocer INTEGRANTES DEL EQUIPO:  Acosta Del Rey Ana Sofia Bautista Hernández Rubén Cosio Chávez Nataly Ivon Jandete Martínez Erik Emmanuel López Romero Diana Paola

Olvera Flores Ivan De Jesus Serrano Pinzón Erika

 

 

OBJETIVO GENERAL:

Reducir el  contenido de ácidos nucleicos presentes en levadura en barra (Saccharomyces cerevisiae );   mediante tratamiento alcalino térmico. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

● Evaluar el  efecto que tiene la concentración del álcali del tratamiento (NaOH) a 60°C durant ante 5  minu inutos tos; en la concen centra tración ión de ácido idos nucl ucleic eicos (RN (RNA) y pr pro oteín teína as de   S. cerevisiae . ● Det ete ermin rmina ar el  conten tenido ido de RNA media diante nte el méto métod do del or orc cino inol en mue muestra stras s trat trata adas das con diferentes  concentraciones de NaOH (0, 2, 4 y 6%) y una muestra control sin tratamiento térmico. ● Determinar el  contenido de proteína mediante el método de Biuret en muestras trat ratadas das con  dife iferen rentes tes conc oncentra tracion cione es de NaOH (0, (0, 2, 4 y 6%) y una mue muestra stra cont ontrol rol sin tratamiento térmico. ● Encontrar la  mejor concentración de NaOH que reduzca lo más posible la concentración de RNA pero que mantenga la mayor concentración de proteína. RESULTADOS

Cuadro 1. Concentración celular empleada.  Absorbancia  Absorba ncia

[g/L]

0.44

92.4

Cuadro 2. Porcentaje de proteína después del tratamiento térmico. Muestra

Abs500nm

[mg/mL]

0

0.384

32.268

34.9

13.51

2 4

0.354 0.306

29.747 25.714

32.1 27.8

20.27 31.08

6

0.284

23.865

25.8

36.04

Control

0.444

37.310

40.3

0.00

 Albúmina

0.119

5

%

% pérdida

-

Donde la concentración de proteína se obtuvo mediante la siguiente ecuación Vc [ P roteína] =   Asx           x C c  x x dil   x x  Asc Vx  mg 

Cálculo para la concentración de proteína en mL del control 

1

 

 

[ P roteína] =

0.444   mg  500 0.119  x 5 mL  x  250

  = 37.310

mg  mL  

El % se obtuvo mediante la relación

%=

[  P P roteína] x 100 Concentración celular  

En donde la concentración celular tiene un valor de 92.4 mg  mL   Cálculo para la muestra control:

%=

(37.310 mg /mL)(100) 92.4 mg /mL

= 40.3%  

El % de pérdida se obtiene mediante la siguiente ecuación

% pérdida =

[ P  P roteína de la muestra control ] − [  P P roteína de la muestra tratada con  NaOH  N aOH ] x100   [  P P roteína de la muestra control ]

Cálculo para la muestra tratada con NaOH al 2%

% pérdida =

37.310 mg /mL − 29.747 mg /mL x100 37.310 mg /mL

= 20.27%  

Cuadro 3. Porcentaje de RNA después del tratamiento térmico. Muestra

Abs 600 nm [mg/mL]

%

% Pérdida

0

1.197

21.375

23.133

-

2 4

0.577 0.503

10.303 8.982

11.151 9.720

35.674 43.924

6

0.213

3.803

4.116

76.254

Control

0.897

16.017

17.335

-

RNA

0.14

0.5

-

-

2

 

 

Figura 1: Reducción porcentual de proteína y RNA en función de la concentración de NaOH.

DISCUSIÓN

El pr prin inc cip ipa al  val valor de la bioma iomas sa mic microbia biana es su aporte rte de prot roteína ína, se den denomin mina prot roteín eína unic un icel elul ular ar (PUC (PUC))  a aque aquell lla a obte obteni nida da de la biom biomas asa a mi micr crob obia iana na de alga algas, s, bact bacter eria ias, s, leva levadu dura ras s y hongos  filamentosos, que son cultivados en condiciones fermentativas apropiadas y cont ontro rola lad das, la las s  cual uales garan rantiza tizan n una adecuad uada velo elocida cidad d de cre crecimi cimien entto, por med medio del aprovechamiento de  sustratos compuestos por o enriquecidos con carbono, nitrógeno y fósforo (Chacón Villalobos, 2004). Se utiliza  para elaborar concentrados para la alimentación animal, específicamente en la formulación de  alimentos balanceados para aves y cerdos. En cuanto a alimentos para cons co nsum umo o huma humano no,,  func funcio iona na como como fuen fuente te de prot proteí eína nas, s, sabo sabori riza zant nte, e, pote potenc ncia iado dorr de sabo saborr y fuente de aromas y vitaminas (Hernández, 2003). La composición  de la biomasa producida por levaduras varía según la especie, pero gene eneralme almen nte tie tiene  un alto alto porcen centaj taje de lisi lisin na y baja cantida tidad d de amino inoáci ácidos dos azufra frados dos; nutricionalmente es  importante por el contenido de ácidos grasos insaturados (oleico y 3

 

 

linoleico), de  esteroles y vitaminas (complejo B); sin embargo, el alto contenido de ácidos nucleicos (6-10%  en levadura) limita su consumo frecuente en la alimentación humana debido a  que incrementa los niveles de ácido úrico en sangre y con esto promueve el desa esarro roll llo o de  gota y/o su cris ristaliz aliza ación ión en el riñó iñón (Levea veau, Bovix, ix, 2000; Reyes-B s-Bautis tista et. al., 2007). En esta  práctica se trabajó con PUC de levadura   S.   cerevisiae , a la cual se le aplicó el méto mé todo do de  hidr hidról ólis isis is alca alcali lina na para para la redu reducc cció ión n de dell cont conten enid ido o de ácid ácidos os nucl nuclei eico cos. s. El méto método do de hid idrrólis lisis  alc lcal alin ina a no es un métod todo espe specífic ífico o, deb debido ido a que que tamb tambié ién n afect ecta estru struc ctur turas celu ce lula lare res, s, entr entre e  ella ellas s como como desv desven enta taja ja a las las prot proteí eína nas s (red (reduc ucie iend ndo o su valo valorr nutr nutric icio iona nal) l),, sin sin emba em barg rgo, o, para para  que que esto esto suce suceda da apar aparte te de la acci acción ón del del NaOH NaOH,, una una elev elevac ació ión n de temp temper erat atur ura a durante el  tratamiento es necesario. Aunque en comparación con otros métodos; como la manipulación fisiológica  de la levadura, tratamientos enzimáticos ya sea endógenos o exóg ex ógen enos os,, este este  méto método do aume aument nta a la dige digest stib ibil ilid idad ad de la prot proteí eína na al debi debili lita tarr el pept peptid idog ogli lica cano no propio de  las bacterias y pared celular de levaduras. Entonces con este método existe el beneficio de  reducir el RNA pero la desventaja de hidrolizar proteínas, por lo que en esta prác prácti tica ca se  eval evalua uaro ron n dife difere rent ntes es conc concen entr trac acio ione nes s de NaO NaOH para para ver ver el efec efecto to que que este este tien tiene e sobre lo antes mencionado. El cuad cuadro ro  2 mues muestr tra a la conc concen entr trac ació ión n de prot proteí eína na dete determ rmin inad ada a en las las dife difere rent ntes es mues muestr tras as,, se obse bserva que  confo forrme aumen umentta la con concentra ntrac ción ión de NaOH aOH dismi ismin nuye uye la conce ncentra tració ción de proteína, la  muestra control sin NaOH ni tratamiento térmico fue la muestra que mostró mayor contenido  de proteína, lo cual era de esperarse debido a que la proteína no se hidroliza por  acción del NaOH, la muestra sin NaOH pero con tratamiento térmico también mos mo str tró ó más  prote teín ína a per ero o men menos que la ante nterior rior (co (contro trol), l), lo que que qui quier ere e decir que tam tambié bién el tratamiento térmico provoca la hidrólisis de las proteínas. En cuanto  al contenido de RNA, se observa en el cuadro 3 que la muestra sin NaOH con tra tratami tamien entto térmi rmico  es la que presen senta mayo ayor con conten tenido ido de RNA, se espe speraba aba esto debi ebido a que al  no tener NaOH no se está hidrolizando el RNA a comparación de los otros que si se les le s agre agregó gó  NaOH NaOH,, se obse observ rva a que que al aume aument ntar ar la conc concen entr trac ació ión n del del álca álcali li la hidr hidról ólis isis is neta neta de RNA RN A aume aument nta. a. Al igua iguall que que en el caso caso de las las prot proteí eína nas, s, el trat tratam amie ient nto o térm térmic ico o tamb tambié ién n infl influy uye e sobre la  hidrólisis del RNA debido a que en la muestra control se observó una ligera disminución en el contenido de este. Como puede  observarse en la gráfica de la figura 1, al aumentar la concentración de NaOH aume au ment nta a la  re redu ducc cció ión n de RNA RNA y dism dismin inuy uye e el cont conten enid ido o de prot proteí eína nas, s, lo cual cual era era un resu result ltad ado o espe sperado ado ya  que que al aumen mentar tar la con concentra ntrac ción ión de NaO aOH H se hidr dro oliz liza mayor yor parte rte del RNA al igual que  las proteínas. Por lo que PUC tratada con álcali a mayores concentraciones y te temp mper erat atur uras as,, pued puede e  ser ser inge ingeri rida da en mayo mayore res s cant cantid idad ades es co con n resp respec ecto to a la reco recome mend ndad ada a por  por  Edozien y col. (1970) que es de 20-30 g de levadura por día.

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CONCLUSIONES

● Para la  reducción óptima del contenido de ARN, el tratamiento con una mayor   concent ntra rac ció ión n de  álca lcali y a may mayor temp emper era atur tura reduc uce e cant antida idades prog rogresi esivame vamen nte mayores de  ácidos nucleicos, aunque como límite a esto se debe de considerar la reducción en contenido de proteína. ● Se logró  una reducción significativa (35.674 %) del contenido de ARN en la PUC de Saccharomyces cerevisiae con la menor pérdida de proteína (13.51 %). ● Como en  cualquier proceso, la producción y el consumo de PUC tienen una serie de ve vent ntaj ajas as co como mo  alto alto va valo lorr nutr nutrit itiv ivo, o, tiem tiempo pos s cort cortos os de dupl duplic icac ació ión, n, inde indepe pend nden enci cia a de las las condiciones ambientales,  amplia capacidad de degradación de sustratos y mejo me jora rami mien ento to gené genéti tico co;;  y desv desven enta taja jas s como como alto alto co cont nten enid ido o de ácid ácidos os nucl nuclei eico cos, s, cost costo o de producción y digestión lenta o nula de la pared celular. BIBLIOGRAFÍA  ● Chacó hacón n Vill Villal alob obos os,,  A. (200 (2004) 4).. Pers Perspe pect ctiv ivas as actu actual ales es de la prot proteí eína na unic unicel elul ular ar (SCP (SCP)) en la agricultura y la industria. Agronomía Mesoamericana, 15(1): 93-106 .

● Edozien, J.C.,  U.U. Udo, V.R. Young & N.S. Scrimshaw. 1970. Effects of high levels of  yeast feeding on uric acid metabolism of young men. Nature. 228:180-191. Microbi obiol olog ogía ía Indus Industr tria ial  l . Editorial Universidad Estatal a ● Hernández, A.  (2003).   Micr Distancia.  roo orga rganismos de inte nteré rés s indust ustri rial al..  Acribia. ● Leveau, J.,  Bovix, M. (2000).   Los micro Zaragoza. España. 608 pp. ● Otero, A.  M., A. Cacello. (1980). Single cell protein low in nucleic acids by alkaline treatment. Biotechnol. Letters. 28:379-389. ● Reyes-Bautista, R.,  Soriano-Santos, J., Guerrero-Legarreta, I., Román-Ramos, R. (2007).   Reducción  de ARN de Saccharomyces cerevisiae para el aislamiento del   factor de tolerancia a la glucosa.   México: Universidad Autónoma Metropolitana.

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