Caracterización de rutas metabólicas de las bacterias ácido lácticas presentes en la fermentación del cacao Theobroma cacao

La fermentación del cacao se considera una etapa de procesamiento de gran importancia. Esto se debe a que todos los precursores que ayudan a generar los perfiles de sabor en el producto final son producidos a partir de los cambios que suceden durante la fermentación. Se conocen distintos grupos de microrganismos que se encuentran presentes durante este proceso, entre los cuales los de mayor importancia se consideran las levaduras, las bacterias ácido lácticas y las bacterias ácido acéticas. Cada cual tiene sus distintas funciones durante el proceso y generan condiciones que afectarán los cotiledones del cacao. En el presente trabajo se modelaron dos especies de bacterias ácido lácticas, Lactobacillus plantarum y Lactobacillus fermentum con el objetivo de buscar distintos compuestos que aportan al sabor del chocolate, así como entender sus interacciones durante el proceso. A partir de la reconstrucción del genoma, se realizó un proceso de anotación por medio de la herramienta RAST, para obtener una primera aproximación de la red metabólica. Se realizó adicionalmente un primer acercamiento a la curación de la red para poder realizar modelamientos por medio de algoritmos como FBA y SteadyCom. A partir de la anotación genética, se observó que estas especies no parecen producir compuestos precursores del sabor. Además, por medio de las simulaciones se logró obtener perfiles de producción de lactato para las dos especies, en donde los perfiles de producción de biomasa alcanzaron un valor de 25h^(-1). Aunque las simulaciones de SteadyCom no arrojaron resultados importantes debido a la falta de curación del modelo, se observó una producción de biomasa que alcanzó 125 mmol/gDW h cuando la glucosa se estableció en 400 mmol/h. Por medio de estos resultados, se concluyó que, la modelación de organismos a partir de la anotación de sus genomas requiere una gran cantidad de tiempo y no resulta eficiente cuando se desea observar el comportamiento de pocas rutas de la red metabólica

"The fermentation of cocoa is considered a processing stage of great importance. This is because all the precursors that help generate the flavor profiles in the final product are produced from the changes that occur during fermentation. Different groups of microorganisms that are present during this process are known, among which the most important are considered yeasts, lactic acid bacteria and acetic acid bacteria. Each one has its different functions during the process and generate conditions that will affect cocoa cotyledons. In the present work, two species of lactic acid bacteria, Lactobacillus plantarum and Lactobacillus fermentum, were modeled with the objective of finding different compounds that contribute to the taste of chocolate, as well as understanding their interactions during the process. From the genome, an annotation process was performed with the RAST tool, to obtain a first approximation of the metabolic network. In addition, a first approach to the completion of the network was carried out in order to perform an optimization process using algorithms such as FBA and SteadyCom. From the genetic annotation, it was observed that these species do not seem to produce flavor precursor compounds. In addition, through the simulations it was possible to obtain lactate production profiles for the two species, where the profiles of biomass production reached a value of 25h ^ (- 1). Although the simulations of SteadyCom did not yield important results due to the lack of completion of the model, a biomass production reached 125 mmol / gDW h when the glucose was established at 400 mmol / h. With these results, it was concluded that, the modeling of organisms from the annotation of their genomes requires a great amount of time and is not efficient when one wishes to observe the behavior of few routes of the metabolic network."--Tomado del Formato de Documento de Grado

Biólogo

Ingeniero Químico

Pregrado