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Subproductos Agroalimentarios: del residuo al Coproducto. Madrid, 08 Mayo 2013

LABORATORIO DE BIOTECNOLOGÍA

DE

LEVADURAS Y MOHOS

(Universidad de Castilla-La Mancha)

• Ana Briones Pérez, Juan Úbeda Iranzo (directores del grupo, PDI)

• María Arévalo Villena (PDI)

• Mónica Fernández González (INCRECYT)

• Sheila Romo Sánchez, Patricia Díaz (posdoctorales)

EQUIPO INVESTIGADOR



• Organismos Públicos: IVICAM

• Empresas: Fermentis, Bodegas de Castilla La Mancha

• Universidades:

• Nacionales: Universidad Autónoma de Madrid, IATA/CSIC, Universidad Rovira e

Virgilli, Universidad Pública de Navarra.

• Internacionales: Universidad de Potenza (Italia), Instituto Técnico de Lisboa (Portugal),

Universidade Estadual Paulista (Brasil), Universidade Estadual de Maringá (Brasil),

Pontificia Universidad Católica de Ecuador (Ecuador), Acettepe Universitiy (Turquía),

Centro Tecnológico de Enzimas (Cuba)

• Ana Briones Pérez, Juan Úbeda Iranzo (directores del grupo, PDI)

• María Arévalo Villena (PDI)

• Mónica Fernández González (INCRECYT)

• Sheila Romo Sánchez, Patricia Díaz (posdoctorales)

EQUIPO INVESTIGADOR

COLABORACIONES

Estudio de la biodiversidad microbiana y propiedades biotecnológicas de especial interés en

diferentes ecosistemas: ambientes vínicos, oleicos y destileros

• Biotecnología enzimática:

Aprovechamiento de subproductos mediante fermentación en fase sólida

Producción de enzimas de interés industrial empleando sustratos de bajo coste

Estabilización de enzimas mediante técnicas de inmovilización

• Levaduras vínicas:

Selección de cepas autóctonas como cultivos iniciadores en Enología

Estudio de la dinámica poblacional durante el proceso de vinificación

Relación entre factores intrínsecos y extrínsecos que afectan a la vitalidad

Producción de biomasa fresca

Obtención de levaduras híbridas optimizadas para condiciones difíciles de fermentación

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN


Estudio de la biodiversidad microbiana y propiedades biotecnológicas de especial interés en

diferentes ecosistemas: ambientes vínicos, oleicos y destileros

• Biotecnología enzimática:

Aprovechamiento de subproductos mediante fermentación en fase

sólida

Producción de enzimas de interés industrial empleando sustratos de

bajo coste

Estabilización de enzimas mediante técnicas de inmovilización

• Levaduras vínicas:

Selección de cepas autóctonas como cultivos iniciadores en Enología

Estudio de la dinámica poblacional durante el proceso de vinificación

Relación entre factores intrínsecos y extrínsecos que afectan a la vitalidad

Producción de biomasa fresca

Obtención de levaduras híbridas optimizadas para condiciones difíciles de fermentación

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN



PROYECTOS

• Biodiversidad microbiana y su interés tecnológico en alcoholeras. RM2010-00011-

00-00. INIA. Ministerio de Economía y Competitividad

• Inmovilización de enzimas para su aplicación en la industria agroalimentaria.

POII10-0085-5338. Consejería de Educación Cultura y Deportes, Junta de Comunidades de

Castilla La Mancha


PROYECTOS

• Biodiversidad microbiana y su interés tecnológico en alcoholeras. RM2010-00011-

00-00. INIA. Ministerio de Economía y Competitividad

• Inmovilización de enzimas para su aplicación en la industria agroalimentaria.

POII10-0085-5338. Consejería de Educación Cultura y Deportes, Junta de Comunidades de

Castilla La Mancha

Wireless multi-sensor system for the on-line monitoring of wine fermentation (Austria, España) Inmovilización de levaduras vinicas sobre esponja vegetal para la producción de beta

glucanasas y su aplicación en enología. Universidad de Maringa, Brasil -Universidad de Castilla la Mancha

Preventing and valorising bio-waste in biorefineries. (Francia, España, Rumania, Suiza, Holanda, Italia y Finlandia)

PROYECTOS (solicitados)


• Publicaciones: 34 artículos científicos, 2 capítulos

de libro

• Patentes: 3

• Otras aportaciones relevantes:

• Asistencia a congresos: 58

• Contratos con empresas: 13

• Tesis doctorales: 5

RESULTADOS OBTENIDOS (5 últimos años)

SUBPRODUCTOS


BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA:

PRODUCCIÓN, CARACTERIZACIÓN

E INMOVILIZACIÓN DE ENZIMAS

DE INTERÉS INDUSTRIAL

Sheila Romo Sánchez Tesis Doctoral

Marzo, 2013

Directoras: María Arévalo Villena

Ana Briones Pérez


RESULTADOS

2. Producir enzimas lignocelulósicas mediante Fermentación en Fase Sólida (FFS), usando orujos de aceituna y hollejos de uva

3. Adecuar los extractos multienzimáticos mediante técnicas de purificación, liofilización e inmovilización para su posible uso en la industria

• Production and immobilization of enzymes by solid-state fermentation of agroindustrial waste (Journal of Applied Biotechnology)


Composición (%) Hollejos de uva Orujos de aceituna

Humedad 5,58 3,43

Almidón 2,52 1,35

Lignina 22,48 22,6

Celulosa 25,78 22,96

Hemicelulosa 3,66 5,89

Pectina 1,27 5,82

Grasas 9,84 15,92

Cenizas 6,48 3,3


TRATAMIENTO PREVIO

Secado en estufa a 50ºC / 24h

Tamizado con tamaño de poro de 0.5 µm

INOCULACIÓN DE MOHOS



CUANTIFICACIÓN ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS

Celulasa (CMC) Xilanasa (xilano)

Pectinasa (Pectina manzana) β-glucosidasa (celobiosa)

Muestreo a los 2, 4, 6, 10 y 15 días

0

2

4

6

8

10

12

2 4 6 10 15 2 4 6 10 15 2 4 6 10 15 2 4 6 10 15

Celulasa Pectinasa β-glucosidasa Xilanasa

U /

g p

roduct

Días

A. fumigatus 20827

0

10

20

30

40

50

2 4 6 10 15 2 4 6 10 15 2 4 6 10 15 2 4 6 10 15


U /

g p

roduct

Días

A. niger 20828

Hollejos sin moler Hollejos sin moler+Trigo

Hollejos molidos Hollejos molidos+Trigo

HOLLEJOS


ORUJOS

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

2 4 6 10 15 2 4 6 10 15 2 4 6 10 15 2 4 6 10 15


U /

g p

roduct

Días

A. niger 20828 Orujos sin moler

Orujos sin moler+Trigo

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2 4 6 10 15 2 4 6 10 15 2 4 6 10 15 2 4 6 10 15


U /

g p

roduct

Días

A. fumigatus 20827


CONCLUSIONES


Los subproductos generados del sector olivarero (orujos y

alpeorujos) y del vitivinícola (hollejos, semillas y raspones), son un

buen sustrato para la producción de enzimas

Dichas enzimas, libres o inmovilizadas, ofrecen numerosas

posibilidades para su uso en el sector alimentario y biotecnológico

Una de las aplicaciones más prometedores es el tratamiento de los

propios residuos para obtener un sustrato fermentable, paso crucial

en la producción de energías limpias y renovables (bioetanol)

¡¡ MUCHAS GRACIAS !!

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