Biotecnología Aplicada a los Alimentos

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Fabricación de Levaduras y Complejo Enzimático en el campo.

Sistemas y Procesos Tecnológicos, una empresa joven dedicada a la investigación y al desarrollo en el área de la biotecnología, ha puesto en marcha un nuevo e ingenioso proceso para fabricar levaduras del género Saccharomyces Cerevisiae, en el campo.

Este logro es posible, gracias a un complejo enzimático y a unas sustancias, que logran realizar los procesos de oxidoreducción esenciales de la reproducción de microorganismos, a velocidades extremadamente rápidas, pudiendose por ejemplo suprimir la gran aireación , utilizada en el método tradicional.

Antes de éste descubrimiento, las plantas para fabricar levaduras eran robustas contrucciones de Acero Inoxibables, y durante el cultivo se debían controlar acidez, alimentar el mosto, amoníaco y otros productos, en forma estratégica, para poder mantener niveles específicos de nutrientes en el medio.Con éste nuevo sistema de trabajo el cultivo libera progresivamente enzimas, que degradan los nutrientes, solo en la medida que son requeridos por las levaduras.


Conservación en el Campo.

EL Sim-Bios S9, es un producto estable a la temperatura ambiente (máximo 28ºC) durante 3 a 4 días, por lo cual se puede mantener en la cuba de propagación dicho tiempo.

A partir del cuarto día comienza a disminuir la viabilidad de las células, no así el poder enzimático del medio, (conservación elevada), por lo que recomendamos utilizar el S9 lo antes posible, para así no perder la fuerza vital . En ensayos de campo, hemos mantenido el producto por un lapso de 6 días, no existiendo inconvenientes de rendimiento y menos aún de intoxicaciones.

Los animales lo han consumido sin problemas y el análisis bromatológico lo encontró apto para consumo animal.

Este ensayo se realizó en el verano en una zona en la que las temperaturas durante el día alcanzaron los 40ºC y por las noches la temperatura llegó a 22ºC.

En otoño el producto llega a conservarse perfectamente 7 días y durante el Invierno 30 a 45 días, dependiendo de la temperatura ambiente.

Guardado en cámara frigorífica a 5ºC, el producto se conserva 45 días.


¿ Como lo fabricamos en el campo ?

Para fabricar las levaduras y el complejo enzimático en el campo, es necesario la instalación de una pequeña cuba de propagación de Levaduras, y un pequeño laboratorio de control de calidad (opcional).

Una vez instalado físicamente el equipamiento, deberemos cargar la cuba con agua y tratarla químicamente para poder fabricar la Levadura libre de contaminaciones.

Estos productos son una mezcla de sales y ácidos, que destruirán los microorganismos presentes en el agua y sedimentarán las sustancias indeseables que se encuentren en la misma, como ser por ejemplo el arsénico , e.coli y salmonellas.

Este tratamiento puede llevar de 2 a 12 horas, dependiendo de la calidad del agua.

A continuación se procede con la purga de la cuba, para sacar los sedimentos generados.

Se agregan y disuelven los nutrientes, sales, fuente de vitaminas, proteínas y bios en la cuba.

Luego se enciende el aireador y se da por terminada la carga de productos para iniciar la propagación de levaduras, totalmente estabilizada, libre de controles y personal (la tecnología se encuentra en el alimento).

Una vez transcurrido el tiempo programado de propagación, se agrega en la cuba el estabilizador, quedando así terminado el proceso de fabricación de levaduras y enzimas.

Finalmente, ya está listo para servir a los animales.


Biotecnología Aplicada a los Alimentos

Es muy importante el balance de los nutrientes en la dieta que suministramos a los animales ya que un exceso de algún constituyente en la dieta, como ser las proteínas, no logrará una mejor nutrición y menos aún, la ganancia en peso deseada.

Podemos comparar el balance de nutrientes para animales, con la construcción de una columna de un edificio. Si nos pasamos en la proporción de Cemento, la misma quedará mas rígida de lo esperado con lo que podrían aparecer grietas y debilitarse.

Por otro lado si agregamos mucho hierro en la misma, deseando una mayor estabilidad de la estructura, es probable que el peso excesivo, vuelva en realidad inestable a la estructura.

En resumen la construcción de edificios demanda una fórmula de hormigón específica, que depende de las dimensiones, los esfuerzos externos al que será sometido, e inclusive de la carga que deberá soportar el mismo. Este análisis es parte de un ejemplo muy grosero, de construcción de columnas de un edificio, pero es válido para representar los excesos y defectos de los constituyentes de una estructura.

Para nuestro caso, el de la nutrición animal, debemos tener en cuenta, como están constituidos los alimentos que formarán parte de la dieta, de ésta manera sabremos lo que estamos introduciendo y lo que nos está faltando en la mezcla de alimentos.

Un Ejemplo del balance de energía en nutrición animal puede quedar ejemplificado de ésta manera: Si tenemos un exceso en la cantidad de energía suministrada a los animales, y no va acompañada de la cantidad suficiente de proteínas, fibras, ácidos grasos, minerales y vitaminas, entre otras no resultará la ganancia de peso esperada. Por lo tanto estaríamos perdiendo energía.

Podemos inclusive estar generando una desnutrición, con una pérdida general en la salud del animal.

La nutrición es un balance de factores que deben respetarse al milímetro, para lograr buenos rendimientos.

Los Factores que debemos balancear son:
- Agua.
- Energía.
- Proteínas.
- Materia Grasa o lípidos.
- Fibras.
- Minerales.
- Vitaminas.
- Promotores de Crecimiento (Probióticos y Prebióticos)
- Aditivos alimenticios.
- Sustancias antinutricionales.


Energía.

Los carbohidratos son la fuente principal de energía que disponen los animales.

Como su nombre lo indica son sustancias compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno principalmente.

Los carbohidratos por si solos, son sustancias consideradas como huecas, ya que si suministramos solo almidón o azúcar (glucosa) a un animal, éste terminará por desnutrirse.

Para comprender ésto, debemos ver lo que ocurre a un nivel microbiológico.

La glucosa proveerá al animal la energía para iniciar la reproducción celular o mas bien, el desarrollo celular del organismo. Se activan las secreciones de enzimas, para poder formar aminoácidos, pared celular, y degradar los nutrientes complejos que se encuentran en el sistema digestivo.

El crecimiento celular del animal no se detiene, sobre todo si se continúa adicionando energía.

Si la incorporación de proteínas es menor al requerimiento basal mínimo, tendremos que las células que se desarrollan bajo éstas condiciones deficientes en nutrientes, serán conformadas con un bajo nivel estructural, y hasta un DNA mal replicado, por consiguiente como cada una de ellas forman al animal (organismos multicelulares), el mismo estará formado por células pobres en capacidad reproductiva, bajo nivel de actividad enzimática, entre otros inconvenientes.

Inclusive dichas células pueden tener una vida mas corta de lo normal, como ocurre con animales a los que se les destruye a temprana edad el aparato digestivo, hepático, etc.

Cada una de éstas células que conforman el organismo del animal, tienen funciones específicas, como ser: estructuras, secretoras de enzimas, transmisoras de corriente eléctrica, generadoras de ácidos, entre otras, para finalmente producir la degradación de los complejos nutrientes que ingiere el animal, y así transformalas a sustancias sencillas, asimilables a nivel celular.

Un ejemplo de esto es la transformación del almidón existente en los cereales a glucosa, la degestión de las proteínas complejas a aminoácidos o bien la transformación de Urea a amoníaco.

Si las células se encuentran desnutridas o pobres en constituyentes esenciales tendrán un nivel de actividad más bajo del promedio, y por ello la asimilación y conversión de los nutrientes en el animal será bajo e incompleto.

Dependiendo de la etapa del crecimiento del animal, en la que se ha descuidado el balance nutricional requerido, el daño puede ser irreparable, pudiendo llegar inclusive a originar la muerte del mismo a temprana edad.

Debemos tener en cuenta que las proteínas, y lípidos también aportan una energía importante, al ser metabolizados, por lo que debemos sumar éste aporte energético al balance de energía.

La fuente de bios es algo que no debemos desperdiciar y debemos ajustar los productos nutritivos teniendo en cuenta éste parámetro.

Los factores antinutricionales que tienen algunos productos, deben tenerse en cuenta antes de realizar cualquier selección o plan de proveeduría.

Si contáramos con productos con elevado factores antinutricionales, deberemos aplicar si fuera posible, procesos térmicos y/o químicos para disminuir al mínimo su toxicidad.


Balance de nutrientes.


En una primera selección, debemos evaluar las proteínas, vitaminas y minerales que requiere el animal.

La mayoría de los alimentos que son ricos en proteínas también contienen carbohidratos y lípidos, los cuales serán tenidos en cuenta a la hora de realizar el balance de energía.

Luego debemos hacer un ajuste fino de las nutrientes esenciales, recordemos que éstas sustancias no son elaboradas por el organismo del animal, por lo que debemos incorporarlas obligatoriamente en la dieta.

Para el caso de animales Rumiantes no hay que descartar los grandes aportes nutritivos de la alfalfa u otras pasturas. Recordemos que son esenciales las fibras con elevada degradibilidad para estos animales.

A continuación seguiremos con la incorporación de los complejos minerales y vitamínicos, para balancear los requerimientos básicos que no se encuentran en la mezcla de productos.

En un balance final de la mezcla de productos para la alimentación, debemos poder incorporar si fuese posible una fuente de nitrógeno o azúcares libres de bios, para no desaprovechar los excesos de bios, proteínas, vitaminas y minerales, que pudiese contener dicha mezcla.

Ejemplo de algunas sustancias libres de bios son urea, almidones, sacarosa, etc.

Recordemos que, con un exceso de bios, podríamos no tener un beneficio alimenticio, pero si un derroche importante de fuentes naturales, que las necesitaremos, a futuro y ya no estarán a disposición.


La importancia de los bios.


Los bios se consideran sustancias que participan activamente en la actividad microbiana, no nos olvidemos que finalmente para el caso de los rumiantes éstos en definitiva se nutren de microorganismos, por lo que es muy importante que los mismos se desarrollen rápidamente.

Ejemplo de esto se observa cuando se produce la fermentación con Levaduras del género Saccharomyces Cerevisiae, donde por un lado tenemos un medio con sacarosa, glucosa, urea, sales y por otro lado tenemos un medio con miel de caña azucarera, ambos ajustados con aproximadamente la misma cantidad de nutrientes.

EL resultado del análisis nos muestra que el medio de cultivo preparado con miel de caña (Bios), inicia antes la producción de gas carbónico y además la cantidad de gas desprendido es el doble respecto del medio de cultivo preparado con sacarosa + Glucosa.

Transcurrida 24 hs de fermentación, los dos medios de cultivo se guardan en heladera, para observar la conservación del mosto y la viabilidad de las células en el transcurso del tiempo.

A los 30 días en el mosto de Sacorosa+Glucosa ya se percibe olores característicos de descomposición, mientras el medio con miel de caña está perfectamente conservado.

A los 40 días se observa una disminución de la viabilidad de las células en el medio de Sacarosa, mientras que en el medio con miel de caña, las células se encuentran en perfecto estado.

Con el transcurrir de los días, la muerte de las células que se encuentran en el medio con sacarosa aumenta exponencialmente, mientras que las células que se encuentran en el medio de miel de caña, conservan su viabilidad prácticamente el doble del tiempo.

Esto nos indica que las células que se desarrollaron o trabajaron en un ambiente pobre en bios se desnutrieron, disminuyendo su capacidad productiva y fuerza vital.


Digestión de Alimentos

Composición Media de Caña de Azúcar.

Agua 65%
Proteínas 1%
Carbohidratos 15%
Fibra Bruta 15(F.Digestible 4,5%)
Sólidos Solubles 4%
TOTAL 100%

Este ejemplo compara la composición analítica de la caña de Azúcar tal como se recolectan, pero picadas, y las que han sido molidas y predigeridas usando Levaduras y un complejo Vitamínico mineral.

La composición de la mezcla a digerir se compone por Caña de azúcar picada y triturada hasta un tamaño de entre 1cm y 5cm, maíz o una buena fuente de energía, Levaduras S9 (Lev. Líq + enzimas) y un complejo proteínico-mineral.


Mezcla de Productos a digerir

Productos Cantidad Unidad Valor Unit. Stotal $ (arg) Stotal U$S
Caña de Azúcar 72 Kg $ 0,10 $ 7,20 $ 2,25
Maíz o Sorgo 12,7 Kg $ 0,40 $ 5,08 $ 1,59
S9 (Leva Liq.+Enzimas) 10 lts $ 0,80 $ 8,00 $ 2,50
Urea 0,3 Kg $ 2,50 $ 0,75 $ 0,23
Complejo Proteínico-Mineral 5 Kg $ 0,80 $ 4,00 $ 1,25
100 Kg $ 25,03 $ 7,82

*Valor Dollar U.S.: $1 (argentino) = U$S 3,20

EL producto a Digerir se puede comparar con un alimento de las siguientes características:

EL producto tiene una elevada carga enzimática y potencia la asimilación y convertibilidad de nutrientes y sustancias.

Agua 47%
Proteínas 8%
Carbohidratos 20%
Fibra Bruta disponible 18(F.Digestible 15,3%
Sólidos Solubles 7%
TOTAL 100%

Beneficios y acciones

El producto Predigerido tiene características probióticas, prebióticas y una variedad enzimáticas balanceada 100% útil para el animal.

Los efectos que produce en el sistema digestivo del animal, son una producción elevada de ácidos grasos volátiles a partir de la fibra predigerida.

Análisis realizados en el laboratorio indican un 80% a 90% de degradibilidad de la fibra, sometida al tratamiento; mientras que la fibra bruta, solo es degradable en un orden del 20% al 40%.

La fibra pre-digerida, produce grandes cantidades de ácidos grasos volátiles, por lo que tenemos una gran fuente de nutrientes para los microorganismos que se encuentran en el sistema digestivo.

De ésta manera podemos lograr una mayor producción de proteína bacterial, la cual, es degradada hasta un 95%.

Los ácidos grasos producidos por acción microbiana son absorbidos directamente desde el rumen, retículo, omaso e intestino grueso.

La absorción ruminal es rápida.

Inicialmente, todos los carbohidratos de la dieta son convertidos en glucosa, sin embargo la glucosa está presente solo en forma transitoria y es pronto convertida en Ácidos Grasos Volátiles pasando por piruvato.

Por otro lado se observa una mejor convertibilidad energética de los nutrientes y debido a que las levaduras son grandes consumidoras de amoníaco, ayudan a evitar una contaminación a nivel intestinal, por el mismo.

Las levaduras por su parte tienden a estabilizar el pH del medio en el que se encuentran, por lo que se disminuyen los casos de acidosis.

Además el agregado de un concentrado proteico mineral, aporta al producto una excelente fuente de fósforo, calcio, potasio, cobalto, cloruros, y otros minerales, de manera que éste funciona como núcleo mineral.

Respecto a las vitaminas, el S9 (Lev.Liq) contiene el complejo B, Vitamina C, D, E, entre otras, por lo que puede funcionar como núcleo vitamínico.


Producto Obtenido y Calidad.

Con un producto predigerido como el ejemplificado, podemos llegar a reemplazar una pastura de buena calidad, tomando como base la caña azucarera, que hoy día es considerada por la mayor parte de los productores, como fuente de fibra.

Por lo tanto se logra un alimento con elevado poder nutritivo a muy bajo costo.

Una gran ventaja frente a ensilados, es que en un par de horas se logra el producto terminado y se puede servir en el momento.

Por otro lado el producto tiene una composición pareja y un rendimiento que se puede calcular previamente.


Rendimiento del Producto Predigerido

El producto predigerido rinde de un 10% a 20% más, en la converción a carne, respecto a la misma mezcla de productos pero sin digerir.

Para el caso de animales con un sistema digestivo inmaduro o debilitado, la ganancia de peso puede llegar al orden del 30%.

Por lo que es muy importante aplicar ésta tecnología en animales recién destetados.


Análisis Costos para Predigerir Alimentos y Nutrientes varios.

Costo del tratamiento Térmico de un alimento.

Masa del Alimento a Digerir 1000Kg
Cp del Producto o Mezcla 1,2Kcal/Kg
Temperatura Ingresa Producto 15ºC
Temperatura Final Producto 95ºC

Diferencia de Temperatura 80ºC
Entalpía o Calor Necesario 96000Kcal
Tiempo Necesario Calentamiento 1Hora

Energía Eléctrica Calentamiento 111,36Kwatts
Pérdidas Calor (aislamiento) 10%
Eficiencia del Proceso 90%

Energía Eléctrica Total 136,10667Kwatts
Valor Kwatts $ 0,30

Costo E.Eléctrica $ 40,83
 
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