Universidad Nacional Amaznica de Madre de Dios Facultad de Ingeniera Comisin Permanente de Currcula Grados y Ttulos

Madre de Dios Capital de la Biodiversidad del Per

FACULDAD DE INGENIERIAESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

Determinacin de la concentracin de alfa beta amilasas comerciales en la produccin de etanol a partir de almidn de arroz utilizando sacharomyces cerevisieaGERARDINO TITTO IQUISE

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL

PUERTO MALDONADO Per

PERFIL DE ESTRUCTURA DEL PROYECTO DE TESISI. GENERALIDADESTITULO: Determinacin de alfa y beta comerciales para la obtencin de etanol a partir de almidn de arroz utilizando sacharomyces cerevisiae.

TESISTA: Gerardino Titto Iquise.ASESOR: Biog. Martha Olivera. y ing. Mara Isabel Cajo PincheFECHA: de mircoles 21 de septiembre a mircoles 14 de diciembre del 2011.

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

2.1.1 Fundamentacin del ProblemaActualmente se presenta un fuerte incremento en la demanda e implementacin del proceso productivo de etanol a partir de deferentes materias primas y diversas tecnologas, desarrollndose estudios que mejoran el proceso de produccin de etanol, por tal motivo presente estudio pretende encontrar una alternativa rentable en la produccin de etanol a partir de almidn de arroz.

Dentro de proceso de produccin de alcohol de cereales no realiza el malteo del arroz, importa la materia prima para la elaboracin de sus deferentes productos, por lo tanto, el presente trabajo pretende emplear arroz nacional no malteada como materia prima principal del proceso. Debido a que esta contiene cantidades inferiores de enzimas amiloticas en relacin a la arroz malteada, se busca establecer la concentracin ms eficiente de enzimas, para la degradacin total o parcial del almidn, contenido en los granos del arroz, con el fin de reducir costos de produccin sin alterar la calidad final de los productos.

El empleo de enzimas tiene muchas ventajas: son de origen natural y por lo tanto no son toxicas, son muy especificas en su manera de actuar, por lo que no propician reacciones secundarias indeciables, funcionan en condiciones moderadas de temperaturas y de PH e no requieren de condiciones procesamientos drsticas que puedan alterar la naturaliza del alimento, ni del equipo actan a bajas concentraciones y son fcilmente inactivadas una vez alcanzado el grado de transformacin deciado.

2.2 Justificacin y ImportanciaImportancia Medica : Se utiliza como desinfectante ya que elimina una gran porcentaje de bacterias y virus en superficies y en la piel

Importancia Industrial: Es un reactivo y disolvente en la industria qumica es utilizado para producir muchas otras sustancias, como disolvente de sustancias menos polares que no pueden ser disolventes por el agua; algunos de sus derivados son solventes de pegamentos

Importancia Energtica : Es un buen sustituyentes de la gasolina y otros combustibles, ya que a diferencia de otros combustibles, el etanol es ms limpio durante su combustin al no tener presencia de azufre metales pesados entre otras sustancias toxicas y precursoras del efecto invernadero, en Brasil es usado como sustituyente total de la gasolina o usado en mezclas de gasolina y etanol, por lo tanto es mucha importancia a nivel del medio ambiente

2.3 Objetivos

2.3.1 Objetivo General Determinar la concentracin de y amilasas comerciales en la obtencin etanol a partir de arroz sin maltear, como una alternativa de produccin empleando saccharomyces cerevisiae.2.3.2 Objetivos Especficos Establecer las concentraciones de las enzimas comerciales, mediante la determinacin de la concentracin de azucares fermentables y etanol producidos utilizando como sustrato arroz sin maltear.

Medir parmetros fisicoqumicos (pH, temperatura) durante el proceso degradativo y fermentativo del almidn de arroz que favorezca la actividad de las enzimas y crecimiento de saccharomyces cerevisiae.

Observar el comportamiento de saccharomyces cerevisiae en las diferentes concentraciones de enzimas probadas, teniendo en cuenta la formacin de biomasa, consumo de sustrato y produccin de etanol en el medio de fermentacin. III. MARCO TEORICOLa fermentacin alcohlica a partir de cereales ha sido investigada por varios aos, considerando al arroz, en trminos de produccin, el cereal mas importante en el mundo, constituido por un 63-65 % de almidn las empresas de alimentos y bebidas muestran un inters cada da por este almidn, que es utilizado en la fermentacin de las azucares, utilizando levaduras que contienen enzimas catalizadoras que transforman los azucares en alcohol y dixido de carbono, sin embargo, las levaduras no tienen la capacidad de acceder a esta fuente de carbono directamente, por lo que durante el malteado del arroz, el almidn de arroz. Se degrada fundamentalmente a una mezcla de poliglucusa obteniendo el mosto de fermentacin, actualmente en el mercado se encuentra una variedad de enzimas comerciales producidas por microorganismo y que son usadas en la industria de alimentos y bebidas. En la industria de bebidas las enzimas de mayor importancia son las amilasas ya que se ven implicadas desde el proceso de elaboracin de mosto. El uso de -amilasas, -amilasas y glucoamilasas producidas por diferentes microorganismos ha beneficiado la industrial por proveer una alternativa y un mtodo ms eficiente para la produccin de dextrinas, maltosa y glucosa 3.1 Arroz3.1.1 Taxonoma

3.1.2 Caractersticas GeneralesEl uso predominante del arroz para la elaboracin de malta se basa en una de serie de factores tales como ser tradicionalmente el cereal de eleccin, crece en una variedad de ambientes, con una germinacin rpida y uniforme, el 60% del peso seco total del grano, contiene protenas, generalmente en cantidades necesarias para proporcionar los aminocidos necesarios para el crecimiento de la levadura, y posee una dotacin enzimtica satisfactoriaEn el proceso de elaboracin de cerveza o de whisky se emplea como materia prima esencial. arroz que es caracteriza por tener carbohidratos fermentables, protenas, minerales y una alta actividad enzimtica sin embargo estas caractersticas tambin favorecen el desarrollo de microorganismo capaces de producir diferentes meta bolitos y enzimas que pueden modificar las propiedades finales del mosto y por consiguiente del desarrollo de elaboracin de alcoholes de maz.

TABLA 1. Composicin Granos de Arroz de 100g de Sustancia

arrozporcentaje

Protenas1.6

Materia grasa2.4

Hidratos de carbono65.5

Celulosa1

Materias minerales2

agua12

Aunque son varios los granos de cereal que pueden ser satisfactoriamente malteados, los de arroz son generalmente presentan menos problemas tcnicos. Sus cascaras ayudan a proteger el grano del malteado, adems son tiles como coadyuvantes de filtracin en etapas posteriores 3.2 arroz malteadaSe entiende exclusivamente por arroz malteada al grano de arroz sometido a germinacin parcial y posterior deshidratacin y/o tostado en condiciones tecnolgicas adecuadas. El malteado es la germinacin controlada de la semilla, seguida por su desecacin tambin controlada, durante este se considera ala similla de arroz como una sistema complejo fisiolgico donde los principales procesos son la sntesis de enzimas amilo lticas y paleolticas y la degradacin de la estructura del espostermo . El objetivo del malteado es Producer alta actividad enzimtica y el sabor caracterstico, con una mnima prdida de peso seco. El grano seleccionado para maltear debe estar sano, tener alto poder germinativo e estar libre de pajas, granos y hongos 3.3 Almidn de ArrozEl almidn es un polmero semicristalino de glucosa de gran abundancia en la naturaliza, por lo que se considera una buena fuente de obtencin de este azcar para una fermentacin econmica y rentable la cantidad de almidn contenido en grano de cereal Varia, pero generalmente oscila entre el 60 y 75% del peso del grano. El almidn presente en los granos es el ms importante de los carbohidratos para los fines industriales resultando preciso degradarlo enzimticamente con una gelatinizacin previa por accin de calor o sometiendo a un intenso trabajo mecnico. el almidn de arroz gelatiniza a 58-90c pero durante la germinacin la temperatura alcanzada es de solo 15c por lo tanto las enzimas que degradan el almidn, las amilasas, operan en el malteado sin generalizacin previa . El almidn consta de dos fracciones: amilasa (20%(p/p)) que es soluble en agua y amilo pectina (80%(p/p)) que es insoluble en agua con un alto peso molecular 3.3.1 AmilosaEs un polmero de glucosa que contiene de 1.000 a 4.000 unidades de este monmero, tiene por lo tanto un peso molecular de 200.000-800.000 Dalton, valor que varia no solo segn la especie de planta, dentro de la especie y depende de el estado de maduracin cada unidad de glucosa esta unida por un enlace glocusidico -1.4 este enlace determina que el grupo de reductor de la glucosa, situado en la posicin uno pierda la correspondiente a una sola molcula de glucosa, porque solo tiene un grupo reductor funcional, situado en un extremoGeneralmente, es un polmero lineal se cree que solamente para un parte de la amilosa, siendo ligeramente ramificado el resto. Cuando se lixivia el almidn para separar la amilosa calentando por encima de la temperatura de gelificacion del almidn, la amilosa solubiliza es esencialmente lineal. La naturaliza de gran longitud, confiere ala amilosa algunas propiedades nicas, por ejemplo: su capacidad para formar complejos con el yodo, alcoholes o cidos orgnicos. Estos complejos se llaman cloratos o compuestos de inclusin helicoidal. A temperatura del ambiente, la cadena de molcula de glucosa adopta una formacin en espiral cuyas helisis permiten albergar en su interior una molcula de yodo, disuelto en un disolucin de yoduro de potasio.3.3.1.1 AmilopictinaEs un polisacridos cadenas principales son restos de glucosa unidos enlace -1,4como en la amilasa y que espordicamente ramificaciones -1,6localisadas cada 15-25 unidades lineales de glucosa su peso molecular es muy alto ya que algunas fracciones llegan a alcanzar los 200 millones de daltons. La amilopictina constituye alrededor del 75% de los almidones ms comunes la consecuencia de los enlaces 1,6, es la formacin de una molcula ramificada que al igual que la amilasa, tiene un solo ,grupo funcional.3.4 Mtodo Hidroliticas del AlmidnEl principal inconveniente para la produccin de etanol a partir de almidn radica en que la levadura no produce enzimas amilasas y no es capaz de fermentar el almidn por consiguiente es necesario realizar una ramificacin se puede realizar por dos mtodos: uno qumico y uno de conversin enzimtica

3.4.1 Mtodo QumicoEl almidn puede ser hidrolizado por cidos clorhdrico, (hidrolisisacida), llegando a una conversin parcial del almidn a d- glucosas. Estos mtodos es utilizado para preparar jarabe de glucosas a partir de suspensiones que contiene 20% (p/p) de almidn a PH 2 y a una temperatura de 140c (glazer y nikaido, 1988) tras tratamiento, si neutraliza y se recupera el almidn no hidrolizado por filtracin.Durante la reaccin, el acido penetra libremente por las partes amorfas del almidn, y hidroliza los enlaces glucosidicos. El acido no puede penetrar por los aires cristalinos, quizs de la doble hlice permaneciendo por ellos intactas el efecto principal es reducir el molecular de las molculas del almidn, dejando intacta de estructuras cristalina del grano.Esta sacarificacin qumica presenta serios inconvenientes tales como: un bajo rendimiento en la produccin de etanol, los residuos lquidos que queda de la hidrolisis no son utilizados como alimentos para el ganado e por ultimo requiere un mantenimiento costoso a causa de mayor deterioro de las instalaciones por corrosin. Por lo anterior los mtodos enzimticos se han convertido en buena alternativa.3.4.2 Mtodos EnzimticosLas hidrlisis enzimtica ha desplazado a la hidrlisis acida en los ltimos 30 aos, debido a que dispone de nueva enzimas. Hoy en da la mayor parte de la hidrlisis de almidn se realiza usando enzimas, ya que estas tcnicas presenta ventajas como: control de la formacin de productos no deciables de mayor flexibilidad del producto. Durante el malteado, el almidn del arroz se degrada fundamentalmente a una mezcla de molculas de poliglucosa, algo menos complejas que los originales. Para loe precisos respiratorios biosenteticos embrionarios, solo se libera una cantidad limitada de azucares simples. El amilo pectina es ms fcilmente degradado que la amilasa. En ziomas capaces de degradar el almidn no gelatinizado del maz son los siguientes: fosforilasa, -glocosidasa , -amilasa,-amilasa y enzimas descalificadoras . Durante la deshidratacin de malta, las actividades de estas enzimas se reducen de un modo drstico a excepcin de la - amilasas y - amilasas.Hay tres tipos de descomposicin enzimticas de los glucanos: fosforolisis, hidrlisis y transglicolisacion. La fosforolisis por la -1.4 glucan fosforilasa solo ocurre intracelularmente. la transglicolisicion es la formacin ciclo dextrinas con 6-8 unidades de glucosas a partir de almidn ,por accin de bacillus macerans y otros TABLA. Accin Que Ejerce Sobre el Almidn De La Fosforilasa, -Glucosidasa, -Amilasa, -Amilasa y Enzimas Descalificadoras.ENZIMASACCINMICROORGANISMOS PRODUCTORES

-GLUCOSIDASANecesita agua para la hidrlisis, ataca enlaces -1,4 o -1,6 con menos frecuencia.Exoenzima que acorta las cadenas de almidn en una unidad, partir del extremo no reductor libera glucosa.Aspergillus niger, rhizopus nibeus, aspergillus oryzae

-AMILASANecesita agua para la hidrlisis, ataca enlaces -1,4.Acorta las cadena de almidn en dos unidades .partir del extremo no reductor, las que liberan como maltosa

Bacillus megatirium, bacillus cereus, streptomyces sp.

-AMILASANecesita agua para la hidrlisis, ataca enlaces -1.4.Endoenzima que rompe las cadenas al azar generando una mezcla de maltosa y oligosacaridos

Bacillus subtillis,Bacillus amyloliquefaciens,Bacillus polymixa,Bacillus licheniformis

ENZIMAS DESRAMIFICADORAS(POLOLUNASA)Necesita agua para la hidrlisis, ataca enlace -1,4. Des ramificacin de la amilopeptina produciendo una mezcla de dextrinas y unos pocos azucares. Clostridium thermodyrosulfurico,Leuconostoc, Enterobacter aerogenes,Bacillus polymixa

Normalmente la hidrlisis enzimtica de los grano de almidn presenta bajos rendimientos de conversin a azucares fermentables, pasar que las macromolculas del almidn pueden ser hidrolizado en estado granular, sin embargo, los ensayo de hidrlisis de los grnulos naturales a menudo dan como resultado un lento defiende producto de hidrlisis. Normalmente estos ensayos de hidrlisis analizan los azucares reductores liberados tras un proceso hidroliticas empleando el mtodo de fehling. Este mtodo se basa en propiedades reductoras de los azucares presentes en la muestra sobre una solucin alcalina de cobre. Los azucares totales de los azucares reductores y no reductores. Los azucares reductores son los monosacridos como la glucosa, fructuosa, galactosa, etc. y disacridos como lactosa y maltosa los cuales reaccionan con oxidantes suaves como los reactivos de fihlig, tollens y benedect. El reactivo de fihlig tiene una coloracin azul y al reaccionar con los azucares reductores, forma un precipitado de color rojizo oxido cuproso (cu2o) y el acido carboxlico del respectivo aldehdo.En general, la accin de y - amilasa en grnulos de almidn natural no es muy eficaz, porque son muy resistentes a la digestin amilolitica y se necesita un largo periodo de hidrlisis para poder degradar el almidn. Con los nuevos avances tecnolgicos en los ltimos aos, sean descubiertas una nueva generacin de enzimas como la -amilasa de aspirgillus kawachi u la glucoamilasa de aspirgillus niger. Estas enzimas trabajan energticamente para hidrolizar almidn granular que directamente puede hidrolizar el almidn en un solo paso, a una moderada temperatura de generalizacin.Estas enzimas tienen la ventaja de exo-actividad como la glucoamilasa, que es capaz de perforar y profundamente orificios, as como la indo-actividad de la -amilasa, que permite la ampliacin de los orificios. Esta combinacin mejora la liberacin continua de glucosa fermentable a partir de los granos de almidones.3.4.2.1 - AmilasasCataliza la hidrlisis al azar los enlaces -1,4 glucosidicos de la regin central de la cadena de amilosa y amilo pectina, exceptuando las molculas cercanas a la ramificacin, obteniendo como maltosa y oligosacaridos de varios tamaos.Esta enzima tiene un peso molecular de 50.000 Dalton, es estable a PH de 5.5-8.0 con una actividad ptima de 5.9. Las -amilasas son enzimas dependientes de calcio, aunque el catin no est integrado en el centro activo de la enzima, se encuentra fuertemente unido a la enzima y solo se puede ser removidos a PH bajos por el uso de agentes quelantes. La completa remocin de calcio conlleva a una prdida total de actividad. Se cree que ca++ estabiliza la formacin global de la enzima, encontrndose hasta 10 iones por molcula de enzimas. La importancia radica en que mantiene la molcula de la enzima en la configuracin optima para generar una mxima actividad y estabilidad a menudo se nombra la amilasa como enzima licuante debido a su rpida accin para disminuir la viscosidad de las soluciones de almidn.La actividad de la enzima se determina cualitativamente mediante la disminucin de la capacidad de la solucin de almidn para el color azul caracterstico el yodo o midiendo la disminucin de la viscosidad de la suspensin de almidn.Los principales aplicaciones de las enzimas extracelulares que degradan el almidn consisten en la conversin del almidn de jarabes que contienen glucosa, maltosa, y oligosacaridos, en la produccin de azucares fermentables en cervecera y en la obtencin de bebidas alcohlicas y en la modificacin de la harina de panadera. Entre las enzimas comerciales utilizadas de destacan las alfa amilasa de bacillus licheniformis, bacillus amyloliquefaciens y aspergillus oryzae.Se han obtenido termoestables a partir de bacillus subtilis y bacilus licheniformis, permitiendo llevar a cabo la sacarificacin a alta temperatura, acelerando el proceso y minimizando la contaminacin microbiana.2.4.2.2 -AmilasasLa -amilasa o -1,4 glucan-maltohidrolasas es una exoenzimas que ataca los enlaces 1,4 glucosidicos en la parte externa de la cadena de almidn, la amilasa separa unidades de maltosa a partir de los extremos no reductores de esta por hidrlisis alterna de enlaces glucosidicos. Las amilasas atacan la amilosa solo de un extremo a la vez y, a causa de ello, son mucho menos efectivas que las amilasas Debido a que esta enzima esta imposibilitada para hidrolizar los puntos ramificados -1,6 en la molcula de almidn, los productos finales de la accin del sustrato son maltosa y dextrina, formndose pocas cantidades de manto triosa y glucosa.Las -amilasas contienen un grupo de sulfudrilo esencial para la actividad enzimtica que se lleva acabo de forma ptima en un rango de PH entre 4 y 5. La actividad de la enzima se analiza mediante mtodos colorimtricos quela cantidad de azucares reductores, a partir del almidn. Estas enzimas estn presentes en gran nmero de bacterias gran positiva formadores de esporas.Algunos microorganismos productores son: bacillus polymyxa. B cereus streptomyces sp. Y rhizipos japonicus aunque el rendimiento en las cepas silvestre es generalmente bajo. Se han descubierto mutantes que producen 200 veces ms enzimas que la cepa silvestre.3.4.2 GlucoamilasasLas glucoamilasas o -1,4 glucan-glucohidrolasas son enzimas carbohidrolasas no especificas, de accin externa, rompen enlaces glucosidicos -1,3. -1,6. Generando glucosa a partir de de los enlaces termenales no reductoras de la cadena de almidn. Por lo tanto son enzimas sacarificantes. Sin embargo, la glucoamilasa es encapas de hidrolizar el almidn por completo a glucosa, ya la ruptura requiere la participacin de una enzima de accin interna. La glucoamilasa puede ser separada en los fracciones glucoamilasas I y glucoamilasa II. La glucoamilasa I posse alta actividad desrameficante la cual se acelera en presencia de -amilasas. Por otro lado al glucoamilasa II posee una baja actividad desramificante.Las glucoamilasas frecuentes denominados amiloglucosidasas.son productos por hongos como: aspirgillus niger. Adems siempre contiene cierta actividad transglucosidasa. La cual cataliza la reaccin reversa. Que conduce a la polimerizacin de la glucosa a maltosa.3.4.2.4 PupolanasaLa pupolanas es un enzima desramificante que acta sobre los enlaces -1,6 de la amilopictina liberando como nico producto la maltosa. Son utilizados para mejorar la sacarificacin. Elevando el rendimiento de la liberacin de glucosa.3.5 Procesos De Produccin De Alcohol3.5.1 Sustrato: MostoEs solucin de agua potable de carbohidratos, protenas, sales minerales y dems compuestos resultantes de la degradacin de enzimtica la malta con o sin adjuntos, arroz, sordo, trigo, realizada mediante procesos tecnolgicos adecuados.

Composicin Tpica Del Mosto

COMPONENTESCANTIDAD

(gl-1 )

fructosa2,1

glucosa9,1

sacarosa2,3

maltosa52,4

malto triosa12,8

carbohidratos23,9

nitrgeno total0,8

Aminocidos totales N0,3

aminocidos totales1,65

comp. Fenolicos totales0,25

Isoacidos 0,035

iones de calcio0,065

3.5.2 Microorganismos: Saccharomyces CerevisiaeEn la industria se utiliza la levadura saccharomyces ceresiae, al ser considerada como la mayor productor de etanol a nivel mundial. Este hecho se evidencia en un sin nmero de atributos que para tal fin presenta esta levadura, como por ejemplo su capacidad de respiracin tanto aerobia como anaerbica. Y la utilizacin de su sustrato como glucosa, fructuosa, galactosa, maltosa, entre otros. Saccharomyces cerevisiae es uno de los microorganismos ms atractivos para trabajar, se ha comprobado a travs de la historia que no es patgeno, ya que se ha utilizado en las industrias alimentarias y ha sido clasificado como un organismo GARS. Asi mismo, poseen gran potencial para la produccin de etanol fermentado de glucosa, soportando altas concentraciones de la misma, logrando alto niveles de produccin rendimiento.3.5.2.1 MorfologaEs un hongo unicelular levaduriformes que presenta clulas alargadas, globosas, elipsoidales con gemaciones blastoconidios multilaterales de 3-10x4,5-1m que al microscopio se ven refringentes. Presenta ascos con hasta cuatro ascosporas esfricas o elipsoides y de pared lista en su interior. Las colonias en agar sabourand son cremosas, blandas, de color crema o blanco, con apariencia hmida y brillante y con bordes irregulares.3.5.2.2 ReproduccinSu reproduccin puede ser asexual, por germinacin. Cuando las condiciones son adversas la mayor parte de las levaduras pueden reproducirse sexualmente generando ascosporas. Durante la gemacin, la clula hija inicia crecimiento formando una yema en la clula madre, posteriormente ocurre la divisin nuclear, la sntesis de la pared y finalmente la separacin n de las dos clulas

3.5.2.3 Requerimientos Nutricionales3.5.2.3.1 Fuente de CarbonoEsta levadura tiene la habilidad para fermentar la glucosa, fructosa, maltosa, maltoriosa presentes en los medios regulares, la sacarosa es hidrolizada primeramente por la envertasa localizada en el espacio piriplasmatico extracelular. Los azucares son transportadores a travs de la membrana celular o transporte activo o pasivo, mediado por permeasas producidas constitutivamente o indecibles. La maltosa y la amltotriosa son hidrolizadas intracelularmente por la -glucosidasa. Las dextrinas, que comprenden la malto triosa y productos de degradacin mayor, no son metabolizadas. Algunas cantidades mnimas de azucares pentosicos tampoco son fermentados.3.5.2.3.2 Fuente de Nitrgenos Las levaduras no pueden asimilar el nitrgeno elemental ni los iones de nitrato. Algunas cepas pueden utilizar los iones de amonio, pero la mayor parte de nitrgeno requerido para la sntesis de constituyentes celulares esenciales, procede de los requeridos para la sntesis de constituyentes celulares esenciales, procede de los aminocidos y de los di-y tri-peptidos del mosto. Estos han sido originados proporcionalmente por la propia malta como en el caso de la utilizacin de carbohidratos por levaduras. Los aminocidos son captados y utilizados consecuentemente, de acuerdo con la presencia de enzimas adecuadas de transferencia en la membrana. Un mosto de malta total, contiene 19 aminocidos .la propia clula produce aminocidos por transmisin y/o sntesis a partir de un conjunto de diferentes cidos y cetacidos. En algunas cepas de levadura, terminados aminocidos por siempre sintetizados dentro de la clula, incluso aunque se encuentren presentes en la cantidad abundante en el mosto, como en el caso de la argina, histidina y lisina.

3.5.2.3.3 Macro NutrientesEl ms importante de los macro nutrientes es el fosforo en cual est involucrado en la sntesis de protenas y en los fosfolipidos que permiten la resistencia a altas concentraciones de etanol: adems las levaduras sintetizan poli fosfatos como reserva de energa. el fosforo puede ser tomado en forma monobsica (H2PO4) Y puede ser aadido al medio como acido o como sal de amonio, sodio o potasio y se debe encontrar de un 1 a 2% en el medio. El sulfuro es requerido en la levadura para la sntesis de metionena y cistina, dos aminocidos que contienen azufre. Se necesita ms o menos de 0.3 a0.5% del medio. Los micro elementos cobalto, boro, cadmio,molibdinoy neuquel se requiere en concentraciones de 0.1 a100m.3.5.2.3.4 VitaminasEl mosto proporciona una rica fuente de vitaminas y aunque las levaduras defieren mucho en sus necesidades de vitamina para el crecimiento, normalmente existe un aporte en variedad como de cantidad en la cuba maceracin. Mosto debe contener biotena tianina (b1), acido nicotnico, riboflavina, pantotenato clcico, inositol,piridoxina piridoxal y piridoxamina. Con la excepcin del inositol, que interviene o participa en sntesis de la membrana (fosfolipidos ), es decir desempea un papel estructural. Todas las vitaminas tienen funcin cataltica como parte de algunas coenzimas en el metabolismo (no-funcional). Los factores de crecimiento que comnmente requiere la levadura son: biotina, cidos pantotenico e inositol importantes para la resistencia del microorganismo a altas concentraciones del etanol.3.5.2.4 Requerimientos Ambientales3.5.2.4.1 TemperaturaLas temperaturas optimas de la fermentacin respiracin y crecimiento celular de la levadura son claramente deferentes. La velocidad de fermentacin aumenta generalmente con la temperatura entre los 15 y los 35c, as como tambin los niveles de glicerol, acetona, bueteno-2-3diol, acetaldehdo, piruvato y 2-cetoglutarato.3.5.2.4.2 OxigenoLos requerimiento de oxigeno para la reproduccin y para fermentacin son deferentes, mientras para la reproduccin se necesitan grandes cantidades de oxigeno para la produccin de clulas hijas y para la sntesis de acido grasos que sern los responsables de la resistencia a grandes concentraciones de etanol necesita de ausencia de oxigeno.

3.5.2.4.3 PHLos valores comprendidos entre 3 y 6 son la mayora de veces favorables al crecimiento y actividad fermentativa, esta ultimas es mayor cuando mayor sea el PH.3.5.2.5 Metabolismos3.5.2.5.1 AzucaresLas levaduras son consideradas microorganismos anaerobios facultativos, ellos son capaces de crecer en presencia o ausencia de oxigeno, cuando el oxigeno es suficiente y el sustrato est lo suficientemente diluido, ellas consmenlos azucares para el crecimiento de las clulas y para su reproduccin en cambio cuando el oxigeno es reducido y los niveles de glucosa exceden 0.1% P/v. ocurre l, proceso de fermentacin. cerevesiae usa la vea glicolitica o enbdenmeyerof-pamas par metabolizar las molculas de azcar y obtener la energa necesaria para su supervivencia. Cuando la levadura encuentra las condiciones necesaria para la produccin de etanol, el peruvato es descarboxilado y convertido en acetaldehdo, el cual tras la adicin de hidrogeno se transforma en etanol.3.5.2.5.2 NitrgenoLa levadura prefiere los compuestos nitrogenadas fcilmente difusibles a travs de la membrana celular, sobre todo los aminocidos, sus amidas, la urea y las veces hexonicas . La degradacin no transcurre de un modo regular, sino que guarda estrecha relacin con la acidez de la fermentacin.la curva de acides empieza de manera alcalina ya que se hace necesario agregar un exceso de nitrgeno al medio en forma de sales amoniacales que reacciona con la sales alcalinas amoniacales orgnicas presentes en el medio. Las sales de amonio entran a la clula y all se disocian, liberando cidos sulfrico, el cual fatalmente Lesiona la pared celular, aunque las otras sales ayudan a neutralizar la accin de estas acido. De esta manera el medio pasa de ser alcalino a ser acido, paso que se acelera cuando empieza la degradacin de los aminocidos orgnico, ya que durante la fermentacin de la levadura toma el nitrgeno de estos compuestos de manera que los aminocidos van perdiendo su carcter anfteros y convirtindose en cidos. Nuevamente la cides disminuye cuando los acido orgnico van siendo metabolizados y la levadura a logrado asimilar la mayor parte de azcar y del nitrgeno. No obstante queda un resto de nitrgeno amnico no disociado.3.5.2.5.3 FosforoL a levadura introduce este elemento a la clula en su forma inorgnica y adentro obtiene cidos fosfricos, cuyo metabolismo varia a lo largo del proceso de fermentacin. Poco despus de iniciada la fermentacin comienza la esterificacin del azcar con el acido fosfrico, el cual sale del anterior de la clula de la levadura para unirse con el azcar y hacerlo asimilable. Durante todo el proceso el acido fosfrico permanece entrando y saliendo, presentando un ritmo alternativo adoptado a la germinacin de la levadura y al crecimiento de la clulas hijas.3.5.3 Fermentacin Una fermentacin es una reaccin de oxidacin reduccin interna equilibrada en l que algunos tomos es reducen mientras otros se oxidan, y energa se produce por la fosforilacion a nivel de sustrato. Una ruta bioqumica muy usada para la fermentacin de la glucosa es la glucolisis tambin denominada va de embde-meyerrhof. La fermentacin anaerbica constituye el tipo ms sencillo y primitivo de mecanismo lgico que permite la obtencin de energa de las nutritivas, mediante reacciones de oxidacin y reduccin. En este proceso el etanol es una molcula relativamente reducida que es produce junto con el CO2 que es una molcula relativamente oxidada.La fermentacin alcohlica es el proceso por el que los azucares contenidos en la mosto se convierten en alcohol etlico. Par llevar a cabo este proceso es necesaria la presencia de levaduras, las cuales extraen energa qumica de las molculas de glucosa u de otros combustibles en ausencia de oxigeno molecular para Producer etanol..la fermentacin alcohlica transcurre por la misma ruta enzimtica de la glucolisis, pero necesita dos etapas adicionales. En la primera parte, el tomo de carbono del piruvato es atacado por el pirofosfato de tianina y experimenta una discarboxilacion, la coenzima queda en forma de 2-hidroxietil, derivado que puede considerarse una forma de acetaldehdo activado o ligado a la coenzima. En la etapa final al acetaldehdo se reduce a etanol y el potencial de reduccin es proporcionado por el NADH+, en una reaccin catalizada por alcohol-deshidrogenada. Las reacciones de la< fermentacin alcohlica se conservan completas cuando hay formacin de ATP a partir de fosfato. En realidad, este proceso no puede ocurrir sin la simultnea fosforilacion oxidativo del ATP.IV. HIPOTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES OPERACIONALES

4.1 Hiptesis4.1.1 Hiptesis GeneralLa concentracin de y amilasas comerciales en la obtencin de etanol a partir de arroz sin maltear es una alternativa de produccin, regional y nacional.

4.1.2 Hiptesis Especficos Las concentraciones de las enzimas comerciales mediante la determinacin de la concentracin de azucares fermentables y que la utilizacin de arroz sin maltear como sustrato es una alternativa de produccin de etanol. Los parmetro fisicoqumicos, durante el proceso degradativo y fermentativo de almidn de arroz favorecen a la actividad de las enzimas y el crecimiento de saccharomyces cerevisiaeEl comportamiento de saccharomyces cerevisiae es muy favorable en sus deferentes concentraciones de enzimas probadas, teniendo en cuenta la formacin de biomasa, consumo de sustrato y produccin de etanol en el medio de fermentacin.4.2 Sistema de Variables e Indicadores4.2.1 Variables de Estudio Las variables independientes de estudio son la concentracin de y amilasas.Las variables dependientes de estudio son la concentracin de azucares reductores, formacin de biomasa de saccharomyces cerevisiae, y produccin de etanol.4.2.2 Indicadores independientes PH Temperatura. Agitacin4.2.3 Indicadores Dependientes. Concentracin de glucosaV. MATERIALES Y METODOS5.1 Materiales, Equipos y Herramientas5.1.1 materiales. Matraz erlenmeyer de 2 litro. Matraz erlenmeyer de 1litroMatraz de 250 mlMatraz aforado de 250mlburetatapn de algodntapn de caucho Embudo Soporte universal

5.1.2 Equipos. Balanza analtica. Bao mara Cmara de neubauer5.1.3 Reactivos. Arroz no malteado Agua destilada Acetato de sodio Solucin de fehling.a-b

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