Publicación: Evaluación de métodos de lisis celular para la obtención de extracto de levadura a partir de Saccharomyces cerevisiae
| dc.contributor.advisor | Núñez, Luis Ernesto | |
| dc.contributor.advisor | Zambrano Ruano, Gamaliel Gioranni | |
| dc.contributor.author | Díaz Cárdenas, Natalia Alejandra | |
| dc.contributor.jury | Núñez, Luis Ernesto | |
| dc.contributor.jury | Zambrano Ruano, Gamaliel Gioranni | |
| dc.contributor.jury | Ortiz Pineda, Carmen Aliefá | |
| dc.date.accessioned | 2026-03-23T21:20:05Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description | Formato PDF digital — 120 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas. | |
| dc.description.abstract | El tema de este trabajo de graduación surge a partir de mi interés en la reutilización de compuestos residuales en industrias grandes como la azucarera y producción de bebidas alcohólicas. A lo largo de mi carrera universitaria, aprendí acerca del potencial que tiene la biotecnología en tomar los residuos de una industria para un nuevo proceso y obtención de productos de valor. Además, al conocer y estudiar sobre la amplia gama de aplicaciones de las levaduras, me llamó la atención la producción del extracto de levadura y el potencial que este producto tiene en la industria. Mi interés por el área de bioprocesos, me llevó a investigar sobre técnicas de ruptura celular para la obtención del extracto de levadura, como forma de mejorar la efectividad de producción de compuestos de alto valor biológico. | spa |
| dc.description.abstract | Yeast extract is a high-value product in the market, due to its wide range of applications from various industries. Considering the raw material of this product is yeast, there is a great availability in the industry. Naturally, considering that in the production of ethanol, alcoholic beverages use this microorganism to obtain their product of interest and up to 28 thousand tons of residual yeast can be produced per year. Therefore, there is great potential in the implementation of protocols for obtaining yeast extract from this industry's subproduct. In the present research, different methods of cell lysis were studied, starting from the growth of a selected strain of S. cerevisiae. A concentration of 4.54* 1013 ± 2.79*10-1 g/g of yeast cells was obtained in the last step of the propagation process, with a volume of 85 L. From the viable yeast obtained, tests of cell lysis methods were carried out. After a statistical analysis of the test of variance and Tukey's test, the methods with the highest and least effectiveness to reach a complete lysis of the yeast were determined. Mechanical lysis was determined as the least effective method, where cell viability did not fall below 50 % in any of the three repetitions performed with the method. On the contrary, acid and basic hydrolysis performed with solutions of hydrochloric acid and sodium hydroxide, respectively, in a concentration of 1.5 M, proved to be the most effective in lowering viability. Of course, taking into account that they were the methods that required the least time to reach a viability of 0 %, around 2 minutes after the start of the reaction. Finally, a final amount of 121,542 ± 5*10-5 g of yeast extract was obtained from about 10g of selected yeast. A characterization of the protein of the final product obtained was carried out, where a measurement of the total nitrogen in a solution made with the extract was performed. In this, a concentration of 5.15 ± 5.24 * 10-3 % m/m of total nitrogen was obtained, equivalent to 38.85 ± 1.02 * 10-2 % m/m of protein in the final product. | eng |
| dc.description.tableofcontents | I. Introducción . 1 II. Antecedentes . 2 III. Justificación . 4 IV. Objetivos . 6 A. General . 6 B. Específicos . 6 V. Marco teórico . 7 C. Levaduras . 7 D. Crecimiento de levaduras . 8 E. Fases de crecimiento de levaduras . 10 F. Viabilidad de levaduras . 13 G. Lisis celular . 15 H. Métodos de lisis celular . 17 I. Extracto de levadura . 19 J. Obtención de extracto de levadura . 20 K. Equipos involucrados . 21 VI. Metodología . 25 A. Preparación de medios de cultivo . 25 B. Aislamiento de cepa de levadura . 25 C. Propagación de células de levadura . 26 D. Propagación en reactor . 28 E. Estudio de viabilidad celular . 29 F. Curvas de crecimiento . 30 G. Métodos de lisis . 31 v a. Cambios de temperatura . 31 b. Hidrólisis ácida y mecánica . 32 c. Lisis mecánica . 33 d. Recuperación de biomasa . 34 e. Obtención del extracto de levadura . 35 f. Cuantificación de nitrógeno total . 35 VII. Resultados . 38 A. Crecimiento de la levadura . 38 B. Lisis por cambios de temperatura . 42 C. Lisis mecánica . 46 D. Hidrólisis ácida . 47 E. Hidrólisis básica . 50 F. Extracto de levadura final . 54 VIII. Discusión de resultados . 55 IX. Conclusiones . 65 X. Recomendaciones . 66 XI. Referencias . 67 XII. Anexos . 71 G. Datos originales . 71 H. Datos calculados . 87 I. Análisis estadístico . 98 J. Glosario . 120 vi L ISTADO DE CUADROS Cuadro 1 . Datos de concentración y sustrato de las levaduras en la curva de crecimiento 38 Cuadro 2 . Concentraciones iniciales y finales durante proceso de propagación de biomasa, con valores respectivos de etanol . 41 Cuadro 3 . Resumen estadístico de métodos de lisis 53 Cuadro 4. Extracto de levadura obtenido . 54 Cuadro 5. Datos de conteo celular en cámara de Neubauer y consumo de sustrato durante la curva de crecimiento realizada . 71 Cuadro 6. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la primera repetición de hidrólisis acida a 0.5 M . 71 Cuadro 7. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de hidrólisis acida a 0.5 M . 72 Cuadro 8. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la tercera repetición de hidrólisis acida a 0.5 M . 72 Cuadro 9. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la primera repetición de hidrólisis acida a 1 M . 73 Cuadro 10. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de hidrólisis acida a 1 M . 73 Cuadro 11 . Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la tercera repetición de hidrólisis acida a 1M . 73 Cuadro 12. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la primera repetición de hidrólisis acida a 1.5 M . 74 Cuadro 13. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de hidrólisis acida a 1.5 M . 74 Cuadro 14. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la tercera repetición de hidrólisis acida a 1.5 M . 75 Cuadro 15. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la primera repetición de hidrólisis básica a 0.5 M . 75 vii Cuadro 16. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de hidrólisis básica a 0.5 M . 76 Cuadro 17. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la tercera repetición de hidrólisis básica a 0.5 M . 76 Cuadro 18. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la primera repetición de hidrólisis básica a 1 M . 77 Cuadro 19 . Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de hidrólisis básica a 1 M . 77 Cuadro 20. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la tercera repetición de hidrólisis básica a 1 M . 77 Cuadro 21 . Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la primera repetición de hidrólisis básica a 1.5 M . 78 Cuadro 22. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de hidrólisis básica a 1.5 M . 78 Cuadro 23. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de hidrólisis básica a 1.5 M . 78 Cuadro 24. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la primera repetición de lisis por cambios temperatura 79 Cuadro 25. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de lisis por cambios temperatura 79 Cuadro 26. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la tercera repetición de lisis por cambios temperatura 80 Cuadro 27. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la primera repetición de lisis por temperatura de ebullición del agua 80 Cuadro 28. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de lisis por temperatura de ebullición del agua 81 Cuadro 29. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la tercera repetición de lisis por temperatura de ebullición del agua 81 Cuadro 30 . Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la primera repetición de lisis por lisis mecánica a 11000 rpm 81 viii Cuadro 31 . Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la segunda repetición de lisis por lisis mecánica a 11000 rpm 82 Cuadro 32. Resultado de conteo celular de la cámara Neubauer en dilución de 1:100 para la tercera repetición de lisis por lisis mecánica a 11000 rpm 82 Cuadro 33. Datos de placa de equipos utilizados . 83 Cuadro 34. Resultados de cálculos de viabilidad en la primera repetición de la hidrólisis ácida a 0.5 M . 87 Cuadro 35. Resultados de cálculos de viabilidad en la segunda repetición de la hidrólisis ácida a 0.5 M . 87 Cuadro 36. Resultados de cálculos de viabilidad en la tercera repetición de la hidrólisis ácida a 0.5 M . 87 Cuadro 37. Resultados de cálculos de viabilidad en la primera repetición de la hidrólisis ácida a 1 M . 88 Cuadro 38. Resultados de cálculos de viabilidad en la segunda repetición de la hidrólisis ácida a 1 M . 88 Cuadro 39 . Resultados de cálculos de viabilidad en la tercera repetición de la hidrólisis ácida a 1 M . 89 Cuadro 40. Resultados de cálculos de viabilidad en la primera repetición de la hidrólisis ácida a 1.5 M . 89 Cuadro 41. Resultados de cálculos de viabilidad en la segunda repetición de la hidrólisis ácida a 1.5 M . 89 Cuadro 42. Resultados de cálculos de viabilidad en la tercera repetición de la hidrólisis ácida a 1.5 M . 90 Cuadro 43. Resultados de cálculos de viabilidad en la primera repetición de la hidrólisis básica a 0.5 M . 90 Cuadro 44. Cálculos de viabilidad en la segunda repetición de hidrólisis básica a 0.5 M . 91 Cuadro 45 . Cálculos de viabilidad en la tercera repetición de hidrólisis básica a 0.5 M . 91 Cuadro 46. C álculos de viabilidad en la primera repetición de hidrólisis básica a 1 M . 91 Cuadro 47. Cálculos de viabilidad en segunda repetición de la hidrólisis básica a 1 M . 92 Cuadro 48. Cálculos de viabilidad en tercera repetición de la hidrólisis básica a 1 M . 92 Cuadro 49. Cálculos de viabilidad en la primera repetición de hidrólisis básica a 1.5 M . 92 Cuadro 50. Resultados de cálculos de viabilidad en la segunda repetición de la hidrólisis básica a 1.5 M . 93 Cuadro 51 . Resultados de cálculos de viabilidad en la tercera repetición de la hidrólisis básica a 1.5 M . 93 Cuadro 52. Resultados de cálculos de viabilidad en la primera repetición lisis por cambios de temperatura . 94 Cuadro 53 . Resultados de cálculos de viabilidad en la segunda repetición lisis por cambios de temperatura . 94 Cuadro 54. Resultados de cálculos de viabilidad en la tercera repetición lisis por cambios de temperatura . 95 Cuadro 55. Resultados de cálculos de viabilidad en la primera repetición lisis por exposición a temperatura de ebullición del agua . 95 Cuadro 56 . Resultados de cálculos de viabilidad en la segunda repetición lisis por exposición a temperatura de ebullición del agua . 95 Cuadro 57 . Resultados de cálculos de viabilidad en la tercera repetición lisis por exposición a temperatura de ebullición del agua . 96 Cuadro 58 . Resultados de cálculos de viabilidad en la primera repetición lisis mecánica a 11000 rpm . 96 Cuadro 59. Resultados de cálculos de viabilidad en la segunda repetición lisis mecánica a 11000 rpm . 96 Cuadro 60 . Resultados de cálculos de viabilidad en la tercera repetición lisis mecánica a 11000 rpm . 97 Cuadro 61 . Resultados estadísticos de las tres pruebas realizadas de la hidrólisis ácida a 0.5 M . 98 Cuadro 62. Resultados estadísticos de las tres pruebas realizadas de la hidrólisis ácida a 1 M . 98 x Cuadro 63. Resultados estadísticos de las tres pruebas realizadas de la hidrólisis ácida a 1 M . 98 Cuadro 64. Resultados estadísticos de las tres pruebas realizadas de la hidrólisis básica 0.5 M . 99 Cuadro 65. Resultados estadísticos de las tres pruebas realizadas de la hidrólisis básica 1 M . 99 Cuadro 66. Resultados estadísticos de las tres pruebas realizadas de la hidrólisis básica 1.5 M . 100 Cuadro 67. Resultados estadísticos de las tres pruebas realizadas la lisis por cambios de temperatura . 100 Cuadro 68. Resultados estadísticos de las tres pruebas realizadas la lisis por exposición a temperatura de ebullición del agua . 101 Cuadro 69. Resultados estadísticos de las tres pruebas realizadas la lisis mecánica . 101 Cuadro 70 . Prueba de medias para los métodos estudiados después de dos minutos de exposición al método correspondiente para análisis estadístico determinado . 101 Cuadro 71. Análisis de varianza a partir de la prueba de medias obtenida para los métodos de lisis realizados . 102 Cuadro 72. Valor crítico en para prueba de Tukey 102 Cuadro 73. Diferencia de medias entre métodos para prueba de Tukey . 103 Cuadro 74. Resultados de prueba de Tukey . 103 xi LISTADO DE FIGURAS Figura 1 . Levaduras . 7 Figura 2 . Balance de masa teórico de fermentación 12 Figura 3 . Curva de crecimiento teórica de células 13 Figura 4 . Muestra de levaduras en cámara de Neubauer para recuento de células viables y no viables . 15 Figura 5. Partes de levadura . 17 Figura 6. Extracto de levadura granulado . 20 Figura 7 . Diagrama de flujo de fermentación industrial 22 Figura 8. Biorreactor . 23 Figura 9. Centrífuga industrial . 24 Figura 10 . Concentración de células con respecto al tiempo 39 Figura 11. Concentración del sustrato con respecto al tiempo 40 Figura 12. Velocidad de reacción de propagación de levaduras 41 Figura 13. Viabilidad por cambios de temperatura en relación al tiempo . 42 Figura 14. Viabilidad según temperatura del medio 43 Figura 15 . Viabilidad según tiempo de ebullición 44 Figura 16. Viabilidad por temperatura de ebullición 45 Figura 17. Viabilidad según lisis mecánica . 46 Figura 18. Viabilidad por hidrólisis ácida a 0.5 M 47 Figura 19 . Viabilidad por hidrólisis ácida a 1 M . 48 Figura 20. Viabilidad por hidrólisis ácida a 1.5 M 49 Figura 21. Viabilidad por hidrólisis básica a 0.5 M 50 Figura 22. Hidrólisis básica a 1 M . 51 xii Figura 23 . Hidrólisis básica a 1.5 M . 52 Figura 24. Balance de masa de fermentación en biorreactor 104 Figura 25. Balance de masa para sistema de lisis por cambios de temperatura . 104 Figura 26. Balance de masa para sistema de hidrólisis | spa |
| dc.format.extent | 120 páginas | |
| dc.format.mimetype | application/pdf | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.uvg.edu.gt/handle/123456789/6358 | |
| dc.language.iso | spa | |
| dc.publisher | Universidad del Valle de Guatemala | |
| dc.publisher.place | Guatemala | |
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| dc.rights.accessrights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights.coar | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |
| dc.rights.license | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.armarc | Levaduras | |
| dc.subject.armarc | Proteínas -- Análisis | |
| dc.subject.armarc | Proteins -- Guatemala | |
| dc.subject.armarc | Yeast extract -- Guatemala | |
| dc.subject.armarc | Levaduras -- Investigaciones | |
| dc.subject.armarc | Saccharomyces cerevisiae -- Guatemala | |
| dc.subject.armarc | Biotecnología -- Guatemala -- Innovación tecnológica | |
| dc.subject.armarc | Biotechnology -- Guatemala -- Technological innovation | |
| dc.subject.ddc | 660 - Ingeniería química | |
| dc.subject.ocde | 2. Ingeniería y Tecnología | |
| dc.subject.ods | ODS 9: Industria, innovación e infraestructura. Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación | |
| dc.title | Evaluación de métodos de lisis celular para la obtención de extracto de levadura a partir de Saccharomyces cerevisiae | spa |
| dc.title.translated | Evaluation of cell lysis methods for obtaining yeast extract from Saccharomyces cerevisiae | |
| dc.type | Trabajo de grado - Pregrado | |
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