Efecto de antibióticos y un antimicrobiano sobre el control de bacterias acido lácticas en la fermentación alcohólica
Effect of antibiotics and an antimicrobial on the control of lactic acid bacteria in alcoholic fermentation
Efeito de antibióticos e um antimicrobiano sobre o controle de bactérias ácido-lácticas na fermentação alcoólica
DOI:
https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v20n2.68948Palabras clave:
bioetanol, antibiótico, contaminación, lúpulo, Saccharomyces cerevisiae (es)bioethanol, antibiotic, contamination, hops, Saccharomyces cerevisiae (en)
bio-etanol, poluição, antibiótico, lúpulo, Saccharomyces cerevisiae. (pt)
El propósito de esta investigación fue evaluar el efecto de antibióticos y un antimicrobiano para el control de bacterias ácido lácticas (BAL) en etapa fermentativa de tres ingenios (A, B y C) productores de alcohol en el Valle del Cauca (Colombia). Se establecieron dos ensayos de fermentación a escala de laboratorio por separado, tratados con cuatro antibióticos (8, 15 y 30 ppm), dos cocteles (4, 8 y 15 ppm) y un antimicrobiano (15 y 30 ppm); en el primero se cuantificó la producción de ácido láctico (AL), la población y viabilidad de la levadura, y en el segundo se determinó el crecimiento de BAL. En el primer ensayo, los tratamientos que controlaron los niveles de AL en los ingenios fueron virginiamicina (VIR) 15 ppm, maduramicina (MAD) 15 ppm, penicilina (PEN) 30 ppm y lúpulo (LUP) (30 ppm). Adicionalmente, los tratamientos PEN a 30 ppm, VIR, el coctel estreptomicina-penicilina-virginiamicina-monensina (EPVM) y LUP a 15 ppm no afectaron a la levadura en las condiciones evaluadas. En el ensayo dos, todos los tratamientos lograron controlar BAL, presentando un mayor control a las 24 horas pos-tratamiento en el ingenio A. En el ingenio B, MAD, monensina (MON), los cocteles estreptomicina-penicilina-virginiamicina (EPV) y EPVM, controlaron el crecimiento de BAL durante las primeras 6 horas, mientras que LUP controló la población de BAL a las 24 horas. En el ingenio C, LUP, MON y EPV lograron controlar las BAL en todas las concentraciones, principalmente a las 24 horas. Por tanto, se infiere que VIR en el ingenio A, EPVM en los ingenios B y C y el antimicrobiano LUP en los tres ingenios son eficientes en el control de BAL.
The objective of this research was to evaluate the effect of antibiotics and an antimicrobial for the control of lactic acid bacteria (LAB) in the fermentative stage of three sugar mills producer (A, B and C), in “Valle del Cauca” (Colombia). Two fermentation assays on laboratory scale separately, treated with four antibiotics (8, 15 and 30 ppm), two cocktails (4, 8 and 15 ppm) and an antimicrobial (15 and 30 ppm) were established. In the first one, lactic acid (LA) production, population and yeast viability were quantified, and in the second the LAB growth was determined. In the first assay, the treatments that controlled LA levels in sugar mills were virginamicin (VIR) 15 ppm, maduramycin (MAD) 15 ppm, penicillin (PEN) 30 ppm and hop (HP) (30 ppm). Additionally, PEN treatments at 30 ppm, VIR, the streptomycin-penicillin-virginiamycin-monensin cocktail (SPVM) and HP at 15 ppm did not affect the yeast under the conditions evaluated. In the second assay, all treatments managed to control of LAB, with greater control at 24 hours in sugar mill A. In sugar mill B, MAD, monensin (MON), streptomycin-penicillin-virginiamycin (SPV) and SPVM cocktails controlled LAB growth during the first 6 hours, while HP controlled LAB population at 24 hours. In sugar mill C, HP, MON and EPV managed to control LAB in all concentrations mainly at 24 hours. Therefore, it is inferred that VIR in sugar mill A, SPVM in sugar mills B and C and HP antimicrobial in the three mills are efficient in LAB control.
Referencias
Alcarde, A. R., Walder, J. M. M., & Horii, J. (2001). Comparison between gamma radiation and kamoran hj in the decontamination of sugarcane must. Journal of Food Processing and Preservation, 25(2), 137–147. doi:10.1111/j.1745-4549.2001.tb00449.x.
Alós, J.-I. (2015). Resistencia bacteriana a los antibióticos: una crisis global. Enfermedades infecciosas y microbiología clínica, 33(10), 692–699. doi:10.1016/j.eimc.2014.10.004.
Aquarone, E. (1960). Penicillin and tetracycline as contamination control agents in alcoholic fermentation of sugar cane molasses. Applied Microbiology, 8(5), 263–8.
Bayona, M., Ardila, M., Castellanos, O., & Rojas, M. (2002). Determinación de bacterias contaminantes en el proceso de producción de alcohol etílico y su relación con la floculación de Saccharomyces cerevisiae. Revista Colombiana de Biotecnología, 4(2), 64-71.
Bischoff, K. M., Liu, S., Leathers, T. D., Worthington, R. E., & Rich, J. O. (2009). Modeling bacterial contamination of fuel ethanol fermentation. Biotechnology and Bioengineering, 103(1), 117–122. doi:10.1002/bit.22244.
Bravo, C. G., Acevedo, J., & Jaramillo, C. P. (2014). Aislamiento y caracterización de una levadura floculante para producir etanol del banano de rechazo. Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial: BSAA, 12(2), 151-159.
Oliva-Neto, P., Dorta, C., Carvalho, A. F. A., Lima, V. M. G., & Silva, D. F. (2013). The Brazilian technology of fuel ethanol fermentation—yeast inhibition factors and new perspectives to improve the technology. Materials and Processes for Energy: Communicating Current Research and Technological Developments, 1, 371-379.
De Oliva-Neto, P., & Yokoya, F. (1998). Effect of 3,4,4’-trichlorocarbanilide on growth of lactic acid bacteria contaminants in alcoholic fermentation. Bioresource Technology, 63(1), 17–21. doi:10.1016/S0960-8524(97)00092-8.
Góis, C. G. M., Lopes-Santos, L., de Oliveira Beranger, J. P., de Oliveira, A. G., Spago, F. R., & Andrade, G. (2013). The control of Lactobacillus sp. by extracellular compound produced by Pseudomonas aeruginosa in the fermentation process of fuel ethanol industry in Brazil. Journal of Sustainable Bioenergy Systems, 3(03), 194. doi:10.4236/jsbs.2013.33027.
Ledesma, L. (2013). Efecto de la virginiamicina sobre el crecimiento de bacterias ácido lácticas durante la produccion de etanol de la empresa Cartavio S.A.A. Universidad Nacional de Trujillo, Trujillo, Perú.
Leite, I. R., Faria, J. R., Marquez, L. D. S., Reis, M. H. M., De Resende, M. M., Ribeiro, E. J., & Cardoso, V. L. (2013). Evaluation of hop extract as a natural antibacterial agent in contaminated fuel ethanol fermentations. Fuel Processing Technology, 106, 611–618. doi:10.1016/j.fuproc.2012.09.050.
Mesa, L., Martínez, Y., Barrio, E., & González, E. (2017). Desirability function for optimization of Dilute Acid pretreatment of sugarcane straw for ethanol production and preliminary economic analysis based in three fermentation configurations. Applied Energy, 198, 299–311. doi:10.1016/j.apenergy.2017.03.018.
Muthaiyan, A., Limayem, A., & Ricke, S. C. (2011). Antimicrobial strategies for limiting bacterial contaminants in fuel bioethanol fermentations. Progress in Energy and Combustion Science, 37(3), 351–370. doi:10.1016/j.pecs.2010.06.005.
Ribeiro, E. J. (2010). Fermentação Alcoólica. Apostila do Módulo II. Processamento na Indústria Sucroalcooleira. Uberaba: FAZU.
Rich, J. O., Leathers, T. D., Nunnally, M. S., & Bischoff, K. M. (2011). Rapid evaluation of the antibiotic susceptibility of fuel ethanol contaminant biofilms. Bioresource Technology, 102(2), 1124–1130.
Rückle, L., & Senn, T. (2006). Hop acids as natural antibacterials can efficiently replace antibiotics in ethanol production. BetaTec Hopfenprodukte GmbH, Freiligrathstr, 108, 139-147. doi:10.1016/j.biortech.2010.08.118.
Velásquez Riascos, Y. D. C., & López, J. E. (2016). Estudio de prefactibilidad para el diseño de una planta de etanol a partir de residuos de cosecha de caña de azúcar. Revista Mutis, 6(2), 74–81. doi:10.21789/22561498.1152.
Zia, M. A., Asghar, M., & Bhatti, H. (2011). Improving bio-ethanol yield: Using virginiamycin and sodium flouride at a Pakistani distillery. African Journal of Biotechnology, 10(53), 11071–11074. doi:10.5897/AJB09.1273.
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