Browsing by Author "Portero Barahona, Patricia"
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Item Metadata only Assessment of the effect of nitrogen concentration on fermentation and selection of a highly competitive Saccharomyces cerevisiae strain for efficient ethanol production(2019) Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, Patricia; Carvajal Barriga, Enrique JavierThe optimum nitrogen concentration for media supplementation and strain dominance are aspects of key importance to the industrial production of ethanol with a view to reducing costs and increasing yields. In this work, these two factors were investigated for four ethanologenic Saccharomyces cerevisiae strains (CLQCA-INT-001, CLQCA-INT-005, CLQCA-10-099, and UCLM 325), selected from the screening of 150 isolates, mostly from Ecuadorian yeast biodiversity. The effect of nitrogen concentration was assessed in terms of cellular growth, glucose consumption and ethanol production, and the yeast strains’ dominance was evaluated in continuous co-fermentation with cellular recycling by mitochondrial DNA analyses. Among the four selected yeast strains under study, CLQCA-INT-005 presented the highest glucose consumption at a nitrogen supplement concentration as low as 0.4 g·L −1, attaining an ethanol yield of up to 96.72% in 24 h. The same yeast strain was found to be highly competitive, showing a dominance of 80% after four cycles of fermentation in co-culture. Thus, CLQCA-INT-005 may be deemed as a very promising candidate to be used both at pilot-plant scale and at industrial scale cellulosic ethanol production.Item Metadata only Capacidad de biosorción de CR VI utilizando diferentes especies de levaduras como partículas microbianasCarvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, PatriciaEn los últimos años, la creciente contaminación en el medio ambiente causada por metales pesados se ha convertido en una preocupación debido al riesgo para la salud de humanos, animales y ecosistemas en general. Uno de los más frecuentes contaminantes que causan un gran impacto negativo es Cr VI, que se genera como un efluente líquido en una variedad de industrias diferentes. Una alternativa de remediación para estos efluentes es la biosorción, un fenómeno de adsorción de contaminantes por medio de biomateriales que poseen superficie adsorbente. La captura de iones se realiza a través de un proceso pasivo. En este trabajo se ha estudiado la eficiencia, cinética e isotermas de biosorción de diferentes especies delevaduras nativas de Ecuador (Kazachstania yasuniensis, Kodamaea transpacifica, Saturnispora quitensis). La especie Saccharomyces cerevisiae fue utilizada como control. Las células de levadura se enmascararon con un agente surfactante catiónico y se probó su capacidad de adsorción para Cr VI. Como resultado, se estableció que la combinación del tamaño de la célula y la carga superficial son factores determinantes en términos de rendimiento de biosorción. La especie de levadura S. quitensis mostró la mayor eficiencia, mientras que K. yasuniensisy K. transpacífica exhibieron una menor capacidad de adsorción, respectivamente. Este estudio allana el camino hacia el uso de especies de levadura no tradicionales en la remediación de aguas contaminadas con Cr VI.Item Metadata only Cellulosic Ethanol: Improving Cost Efficiency by Coupling Semi-Continuous Fermentation and Simultaneous Saccharification Strategies(2020-11-15) Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, Patricia; Carvajal Barriga, Enrique JavierA novel approach to improve ethanol production from sugarcane bagasse is proposed. Biomass was pretreated with sodium hydroxide, sulfuric, oxalic, and maleic acids (1% w/v) at different temperatures (130–170 ◦C) and times (10–30 min). The pretreatment with NaOH at 160 ◦C for 20 min was found to be the most efficient for further enzymatic saccharification. A semi-continuous fermentation system coupled with a simultaneous saccharification and fermentation strategy was used, attaining fermented liquor every 24 h. The amount of enzymes needed for saccharification was optimized, as well as the production time and ethanol concentration. The process occurred with near to complete depletion of glucose, obtaining ethanol concentrations ranging from 8.36 to 10.79% (v/v). The whole system, at bench scale, showed stability over 30 days, and ease of management and control. This strategy may improve cost efficiency in the production of cellulosic ethanol at industrial scale.Item Metadata only Determinación de la diversidad de levaduras fermentadoras de cacao (theobroma cacao) provenientes de centros de acopio de Atacames (provincia de Esmeraldas) y Mindo (provincia de Pichincha)Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, PatriciaLa Escuela Superior Politécnica del Litoral, impulsando la sociedad del conocimiento, mediante la Facultad de Ciencias de la Vida encargada de organizar las cuadragésimas XL Jornadas Nacionales de Biología, evento promocionado por la Sociedad Ecuatoriana de Biología y que se constituye como el más importante espacio para la difusión de la investigación e innovación en el área de las Ciencias de la Vida; a realizarse desde el 16 al 18 de noviembre de 2016 en el Campus Prosperina de la ESPOL, en el Auditorio del Centro de Información Bibliotecario y cuenta con la participación de investigadores nacionales e internaciones en las temáticas antes escritas, con el horario de 09h00 hasta las 18h00. Evento trascendental de actualización y fortalecimiento científico que reúne anualmente a científicos, profesionales y estudiantes del área de las ciencias biológicas y ciencias afines de todas las universidades del país en un espacio de integración, diálogo y divulgación de resultados de investigación.Item Metadata only Dos nuevas especies de levaduras pertenecientes a la biodiversidad Ecuatoriana con potencial actividad probiótica(2018) Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, Patricia; Carvajal Barriga, Enrique JavierObjetivo: Evaluar aislados de levaduras pertenecientes la Colección de Levaduras Quito Católica (CLQCA) e identificar su potencial uso como probiótico en animales son sistema digestivo monogástricos. Materiales y métodos: Un grupo de 51 aislados pertenecientes a nueve nuevas especies caracterizadas de ambientes naturales del Ecuador fue evaluado por su capacidad de floculación, para realizar pruebas preliminares in vitro como: tolerancia a la temperatura, pH, sales biliares, hidrofobicidad de la superficie celular y adhesión de microorganismos patógenos, condiciones que simulan el tracto gastrointestinal de los animales. Además, se han llevado a cabo análisis de restricción de ADN mitocondrial para diferenciar cepas de aislados levaduras después del ensayo de floculación. Resultados: Se determinó que los aislados Saturnispora quitensis (CLQCA 10-114) y Kazachstania yasuniensis (CLQCA 20-374), mostraron las mejores resultados tolerar las condiciones del tracto gastrointestinal y adherir microorganismos patógenos a su pared celular. Conclusión: Los datos de este estudio ayudaron a elegir nuevos candidatos a probióticos de levaduras nativas con una eficacia probada in vitro. No obstante es indispensable realizar ensayos para determinar si estos dos aislados son reconocidos como GRAS en el futuro para incluirlos como probióticos inocuos.Item Metadata only Ecuadorian yeast species as microbial particles for Cr(VI) biosorption(2019-07) Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, Patricia; Carvajal Barriga, Enrique JavierPollution caused by heavy metals is a prime concern due to its impact on human health, animals, and ecosystems. Cr(VI), generated in a range of different industries as a liquid effluent, is one of the most frequent contaminants. In the work presented herein, the adsorption efficiency of three species of native yeasts from Ecuador (Kazachstania yasuniensis, Kodamaea transpacifica, and Saturnispora quitensis) for Cr(VI) removal from simulated wastewater was assessed, taking Saccharomyces cerevisiae as a reference. After disruption of the flocs of yeast with a cationic surfactant, adsorption capacity, kinetics, and biosorption isotherms were studied. K. transpacifica isolate was found to feature the highest efficiency among the four yeasts tested, as a result of its advantageous combination of surface charge, individual cell size (4.04 μm), and surface area (1588.27 m2/L). The performance of S. quitensis was only slightly lower. The remarkable biosorption capacities of these two isolates (476.19 and 416.67 mg of Cr(VI)/g of yeast, respectively) evidence the potential of non-conventional yeast species as sorption microbial particles for polluted water remediation.Item Open Access 
El proceso de esferificación: Un enfoque científico para la transformación culinaria(PUCE - Quito, 2023) Mora Erazo, Martin Sebastián; Portero Barahona, PatriciaLa gastronomía molecular, como fusión de ciencia y cocina, utiliza conocimientos fisicoquímicos para transformar texturas y sabores, desafiando las convenciones culinarias. La esferificación es una técnica que implica la creación de esferas gelatinosas a través de la reacción entre sodio y calcio. El presente trabajo pone énfasis en el posicionamiento de la técnica de esferificación como un referente de vanguardia tanto en el ámbito científico como en el culinario. Además, se exploran las bases bioquímicas del alginato de sodio, componentes clave para la esferificación, evaluando su impacto en la gastronomía molecular. El objetivo principal de este trabajo es analizar los procesos bioquímicos involucrados en la esferificación, aplicando un enfoque científico para optimizar su uso en la industria alimentaria. El estudio destaca la importancia de variables críticas en el proceso de esferificación, tales como la temperatura, el pH, y la concentración de reactivos, además de factores como el peso molecular del alginato y la concentración de calcio. Estas variables no solo son esenciales para establecer estándares experimentales para la aplicación efectiva de la esferificación en una variedad de ingredientes y preparaciones culinarias, sino que también son determinantes en la apertura de nuevas posibilidades para la innovación en la gastronomía molecular. Finalmente, se resalta la importancia y el potencial de la esferificación a nivel industrial, analizando tres aspectos fundamentales para su aplicabilidad que incluyen la obtención de la materia prima, los procesos de producción y su viabilidad económica.Item Open Access Identificación y caracterización de levaduras fermentadoras de cacao (Theobroma cacao) provenientes de centros de acopio de dos localidades del Ecuador(PUCE - Quito, 2017) Lagos Narváez, Juan Fernando; Portero Barahona, PatriciaLos granos del cacao constituyen la materia prima para la elaboración del chocolate. La fermentación de los azúcares presentes en la pulpa de estos provoca la muerte del embrión y, a su vez, una serie de reacciones responsables de generar los precursores del sabor del chocolate. En este estudio se caracterizó fisiológicamente y se identificó mediante el uso de técnicas moleculares, como RFLPs de la región ITS y el secuenciamiento del dominio D1/D2 del segmento 26S del rDNA, la microbiota de levaduras fermentadoras de cacao de dos localidades del Ecuador. Se identificaron 16 especies de levaduras correspondientes a Candida albicans, C. boidinii, C. intermedia, C. orthopsilosis, C. tropicalis, Debaryomyces hansenii, Galactomyces candidum, Hanseniaspora opuntiae, Kodamaea ohmeri, Meyerozyma guilliermondii, Pichia kudriavzevii, Rhodotorula dairenensis, Saccharomyces cerevisiae, Trichosporon asahii, T. terricola y Wickerhamomyces anomalus. Dos especies del género Candida, aún no descritas, también fueron aisladas e identificadas en este estudio. Adicionalmente, con la información de la base de datos de la CLQCA se analizaron siete ecosistemas y 10 sustratos para emplear los índices de abundancia (Ia) y especialización (Si) con el fin de entender la adaptabilidad de las levaduras para fermentar la pulpa del grano de cacao, así como el grado de especialización de estos microorganismos en ecosistemas ecuatorianos. Los índices de especialización más altos (0,92) fueron exhibidos por Candida sp., G. candidum y T. terrícola. Dada la correlación inversa entre los índices aplicados, estas especies también exhibieron los índices de abundancia más bajos (0,1). El estudio y comprensión de las especies involucradas y la fisiología referente a la fermentación y asimilación de azúcares del cacao, puede tener un impacto positivo sobre la calidad de esta materia prima ya que constituye un paso fundamental hacia la búsqueda de procesos de fermentaciones más controladas y confiables.Item Open Access Kazachstania yasuniensis sp. nov., a novel ascomycetous yeast species found in mainland Ecuador and on the Galápagos(2015-04-01) Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, Patricia; Carvajal Barriga, Enrique JavierSeven strains representing a novel yeast species belonging to the genus Kazachstania were found at several collection sites on both mainland Ecuador (Yasuní National Park) and the Galápagos (Santa Cruz Island). Two strains (CLQCA 20-132T and CLQCA 24SC-045) were isolated from rotten wood samples, two further strains (CLQCA 20-280 and CLQCA 20-348) were isolated from soil samples, and three strains (CLQCA 20-198, CLQCA 20-374 and CLQCA 20-431) were isolated from decaying fruits. Sequence analyses of the D1/D2 domains of the large-subunit (LSU) rRNA gene and ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region indicated that the novel species is most closely related to Kazachstania servazzii and Kazachstania unispora. Although the strains could not be distinguished from one another based upon their differing geographical origins, they could be differentiated according to their isolation source (fruit, soil or wood) by ITS sequencing. The species name of Kazachstania yasuniensis sp. nov. is proposed to accommodate these strains, with CLQCA 20-132T (=NCYC 4008T) designated as the type strain.Item Metadata only Lipase from antarctic yeasts guehomyces pullulans for biodiesel productionCarvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, PatriciaOrganized by Teun Boekhout and Marizeth Groenewald and dedicated to the memory of the great yeast taxonomist Cletus Kurtzman, this workshop is free of charge and will try to provide an update of the current impact of genomics into the field. Invited speakers include: Cathy Aime, Neza Cadez, Andrey Yurkov, Diego Libkind, Masako Takashima, Heide-Marie Daniel, among others.Item Open Access Potencial de las levaduras carotenogénicas como fuente de antioxidantes naturales para aplicaciones cosméticas(PUCE - Quito, 2025) Vinueza Cabezas, Sarita Camila; Portero Barahona, PatriciaEl acné se considera como una afección dermatológica común, que está estrechamente ligado al estrés oxidativo. Este promueve la inflamación y, por lo tanto, altera la barrera cutánea. Se detallan mecanismos fisiopatológicos clave en el desarrollo de este padecimiento, como la acción de Cutibacterium acnes, la producción excesiva de sebo y la respuesta inmunológica alterada. En este contexto, los antioxidantes naturales aparecen como una alternativa relevante frente a tratamientos tradicionales que ya no son tan efectivos principalmente por la resistencia a antibióticos. Los carotenoides, como antioxidantes naturales, son capaces de reducir especies reactivas de oxígeno (ROS) e inflamación. Los carotenoides, son pigmentos liposolubles con propiedades antioxidantes y antiinflamatorias. Estos compuestos, estructuralmente se clasifican como carotenos y xantofilas. Tienen aplicaciones dermatológicas por la gran capacidad para proteger los lípidos de membranas, mejorar la cicatrización y regular la producción sebácea. Además, su eficacia es respaldada por estudios que demuestran su acción protectora frente a la radiación UV y la influencia positiva en la microbiota cutánea. Las levaduras carotenogénicas, como Rhodotorula, Sporobolomyces, Sporidiobolus y Phaffia con capaces de producir carotenoides, como el β-caroteno, toruleno, torularodina y astaxantina. Estas levaduras, adaptables y sostenibles, permiten obtener compuestos bioactivos (carotenoides especialmente) de alta calidad bajo condiciones controladas y que pueden ser efectuadas en un laboratorio. Factores como la temperatura, el tipo de sustrato, la luz UV o la limitación de nitrógeno afectan significativamente el rendimiento y composición de los antioxidantes. Finalmente, se plantea que el aprovechamiento biotecnológico de estas levaduras representa una alternativa innovadora para la industria cosmética, en especial en tratamientos antiacné, ofreciendo una solución natural y eficaz frente a los efectos adversos de terapias tradicionales.Item Metadata only Production, extraction and characterization of lipases from the antarctic yeast Guehomyces pullulans(2019) Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, Patricia; Carvajal Barriga, Enrique JavierThe production of extracellular lipases from the Antarctic yeast Guehomyces pullulans is induced using an olive oil medium as an inductor substrate and a first characterization of its enzyme, using the protein extract obtained from the medium, is described. For this, the effect of pH and temperature on the lipase activity are evaluated and the enzyme kinetic for the lipase is determined. Lipase production was 0.27 U/mL, a high value compared to lipolytic activities in non-optimized media. However, this value can be increased by optimizing the culture medium. The lipase of G. pullulans has maximum activity at pH 8.0 and 40°C (thermal stability 40-50°C). Regarding the kinetic parameters, a KM = 3.7×10-4 M was obtained, a value located in the range of industrial lipases. In addition, its kinetics presented the phenomenon of interfacial activation. The results presented in this work show the biotechnological potential of the lipase due its biochemical properties and are useful for later work directed to study other factors that affect the enzyme activity and potential biotechnological applications of the Guehomyces pullulans lipase.Item Open Access Sacarificación y Fermentación Simultánea (SSF) de raquis de palma africana (Elaeis guineensis) pretratado con ácido y álcali para la producción de etanol de segunda generación(PUCE - Quito, 2013) Bastidas Mayorga, Bernardo David; Portero Barahona, PatriciaEl bioetanol de segunda generación se produce a partir de biomasa celulósica. La biomasa celulósica requiere de un pretratamiento e hidrólisis enzimática que permiten liberar azúcares que puedan ser convertidos en etanol. En el presente estudio se probó y comparó la efectividad de dos pretratamientos (ácido y alcalino) junto con condiciones de tiempo (10, 20 y 30 minutos), y temperatura (160 °C y 170 °C). Además se realizó una técnica que acopla los procesos de degradación de la biomasa en un sistema de conversión a etanol denominado Sacarificación y Fermentación Simultánea (SSF) por sus siglas en inglés. De acuerdo con los resultados obtenidos, las condiciones con las que se obtuvieron las mayores concentraciones de sacáridos totales y el mayor rendimiento de etanol correspondieron a pretratamiento alcalino, 160 °C y 20 minutos para el raquis de palma africana (Elaeis guineensis). La producción de etanol en términos de volumen llega a ser suficientemente alta como para presentar viabilidad a nivel industrial, en la cual lo mínimo aceptable es obtener un 5 % v/v de concentración de etanol en el mosto. En este trabajo el proceso de SSF se realizó por un periodo de 10 días en los cuales se obtuvieron concentraciones de etanol que oscilaron entre los 5,2 g/L p/v y 5,8 g/L p/v que corresponden en porcentaje (v/v) a 6,6 % v/v y 7,4 % v/v respectivamente. Adicionalmente, un avance consiste en reducir el tiempo durante la fermentación que generalmente dura 72 horas a solo 36 horas. La concentración del mosto permite una producción de etanol continua, debido a que la levadura produce alcohol a la vez que consume glucosa lo que ha permitido establecer las bases para optimizar la técnica de SSF en la producción de etanol de segunda generación.Item Metadata only Saccharomyces cerevisiae populations and other yeasts associated with indigenous beers (chicha) of Ecuador(2018) Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, Patricia; Carvajal Barriga, Enrique JavierChicha, a type of beer made mainly with maize or cassava, is a traditional fermented beverage of the Andean region. There have only been a few studies on yeasts associated with chicha fermentation, and the species diversity occurring during the production of this beverage is not known. The objective of this study was to determine the biodiversity of yeasts in chicha, and to characterize the Saccharomyces cerevisiae populations associated with the production of chicha de jora, seven-grain chicha, chicha de yuca, and chicha de morocho in Ecuador. The molecular diversity of S. cerevisiae populations was determined by restriction polymorphism mitochondrial profiles. The beverages were characterized based on their physicochemical parameters. Twenty-six species were identified, and the most prevalent species were S. cerevisiae and Torulaspora delbrueckii. Other yeast species were isolated at low frequencies. Among 121 isolates of S. cerevisiae, 68 different mtDNA molecular profiles were identified. These results showed that chichas are fermented by a high number of different strains of S. cerevisiae. Some other species provided a minor contribution to the fermentation process. The chicha presented generally similar physicochemical parameters to those observed for other traditional fermented beverages, and can be considered as an acid fermented beverage.Item Metadata only Sugarcane bagasse hydrolysis enhancement by microwave-assisted sulfolane pretreatment(2019) Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, Patricia; Carvajal Barriga, Enrique JavierSugarcane bagasse is the major by-product of the sugarcane industry and, due to its abundant availability, it has been extensively studied for lignocellulosic bioconversion in the production of bioethanol and other value-added commercial products. In the study presented herein, a combined pretreatment using sulfolane, TiO2 and alkali microwave irradiation (MW-A) was assessed for the dissolution of lignin prior to enzymatic saccharification of holocellulose. Total reducing sugars (TRS) and saccharinic acid yields were investigated. The increase in NaOH concentration up to 5% and in temperature from 120 °C to 140 °C were found to have a positive influence on both yields. While increasing the reaction time from 5 to 60 min only led to an increase in TRS yield <2%, a reaction time of 30 min almost doubled the saccharinic acids production. TRS yields and saccharinic acid production were approximately 5% and 33% higher when the sulfolane-TiO2 reaction medium was used, as compared to MW-A in water, reaching up to 64.8% and 15.24 g/L of saccharinic acids, respectively. The proposed MW-A pretreatment may hold promise for industrial applications, given the good TRS yields obtained, and the associated enzyme and time/energy savings. The use of sulfolane-TiO2 reaction medium is encouraged if saccharinic acids are to be recovered too.Item Metadata only Wild Ecuadorian Saccharomyces cerevisiae Strains and Their Potential in the Malt-Based Beverages Industry(2021-08-12) Carvajal Barriga, Enrique Javier; Portero Barahona, Patricia; Carvajal Barriga, Enrique JavierEcuador is a biodiverse country where a wide range of Saccharomyces cerevisiae yeast is present. Ecuador also holds a rich tradition of brewing corn-based beer. Genetics and domestication of S. cerevisiae throughout thousands of years have resulted in a wide range of aromas and flavors produced during fermentation. A total of 94 yeast isolates were studied; RFLP analysis of the isolates was used for grouping the strains according to their genotype. A group of 15 yeasts characterized by six different RFLP profiles was chosen. Fermentations were carried out at room temperature (∼ 22 °C) to determine the fermented beers’ chemical and organoleptic characteristics. Significant differences between the yeast isolates were found by means of HPLC analysis and sensorial evaluation of the fermentation products. Moreover, fourteen out of fifteen isolates were found to be potentially useful in the production of different beer styles