Identification and Characterization of microbial flora in the processes of storage, extraction and clarification of sugar cane juice at “Ingenio Azucarero Del Norte”

Abstract

El “Ingenio Azucarero del Norte” es una pequeña pero longeva productora de azúcar en Imbabura – Ecuador. Con el objetivo de potenciar sus resultados industriales y mejorar la rentabilidad de sus productos, busca investigar diferentes microorganismos con potencial biotecnológico, especialmente bacterias, que se desarrollan naturalmente en el almacenamiento, extracción, y clarificación del jugo de caña de azúcar. Esta idea surge a partir de que el ingenio azucarero presenta retos en la producción de azúcar debido a la presencia de bacterias, que pueden llegar a ser contaminantes, en las tuberías de producción y en los biorreactores. Para solventar esta problemática, es necesario conocer la diversidad microbiana asociada a los jugos de caña y por ende a la maquinaria de producción. Por lo tanto, el objetivo principal de este estudio es identificar y caracterizar los microbios presentes en los primeros pasos de la producción de azúcar. Adicionalmente, esta investigación también está dirigida a encontrar bacterias con potencial para producir metabolitos a partir de los cuales se puede obtener un beneficio económico extra. Para alcanzar el objetivo planteado, se utilizaron técnicas microbiológicas y moleculares tales como preparación de medios, desarrollo de cultivos bacterianos, tinción gram, y secuenciación de ADN, con lo que se obtuvieron e identificaron seis especies bacterianas diferentes. Estas fueron: Leuconostoc mesenteroides, Lactiplantibacillus plantarum, Leuconostoc holzapfelii, Gluconobacter oxydans, Lactococcus lactis, y Kurthia gibsonii. Una vez que las bacterias fueron identificadas, se realizó una fermentación preliminar donde el sustrato fue melaza, un subproducto de la producción del azúcar. Esto se realizó para buscar la o las bacterias capaces de fermentar melaza y por ende producir metabolitos. Tras 48 horas de fermentación, las bacterias con potencial industrial de producción de proteínas y ácido láctico (lactato) fueron G. oxydans y L. plantarum respectivamente. Estas bacterias presentaron los valores más altos de concentración de los metabolitos mencionados contrario a K. gibsonii que no presentó un buen desempeño.