Las propiedades fisiológicas útiles de la levadura han llevado a su uso en el campo de la biotecnología. La fermentación de azúcares por levadura es la aplicación más antigua y más grande de esta tecnología. Muchos tipos de levaduras se utilizan para hacer muchos alimentos: levadura de panadería en la producción de pan, levadura de cerveza en la fermentación de la cerveza y levadura en la fermentación del Vino y para la producción de xilitol. La llamada levadura de arroz rojo es en realidad un moho, Monascus purpureus. Las levaduras incluyen algunos de los organismos modelo más utilizados para la genética y la biología celular.,
bebidas alcohólicas
las bebidas alcohólicas se definen como bebidas que contienen etanol (C2H5OH). Este etanol casi siempre se produce por fermentación-el metabolismo de los carbohidratos por ciertas especies de levaduras en condiciones anaeróbicas o de bajo oxígeno. Las bebidas como el aguamiel, el vino, la cerveza o los licores destilados utilizan levadura en alguna etapa de su producción. Una bebida destilada es una bebida que contiene etanol que ha sido purificada por destilación. El material vegetal que contiene carbohidratos es fermentado por levadura, produciendo una solución diluida de etanol en el proceso., Los licores como el whisky y el ron se preparan destilando estas soluciones diluidas de etanol. Los componentes distintos del etanol se recogen en el condensado, incluidos el agua, los ésteres y otros alcoholes, que (además de los proporcionados por el roble en el que puede envejecerse) explican el sabor de la bebida.
cerveza
anillo de levadura utilizado por los Cerveceros de granja suecos en el siglo XIX para preservar la levadura entre las sesiones de elaboración.,
las burbujas de dióxido de carbono que se forman durante la elaboración de cerveza
las levaduras cerveceras pueden clasificarse como «cultivo superior» (o «fermentación superior») y «cultivo inferior» (o «fermentación inferior»). Las levaduras de cultivo superior se llaman así porque forman una espuma en la parte superior del mosto durante la fermentación. Un ejemplo de una levadura de cultivo superior es Saccharomyces cerevisiae, a veces llamada «levadura ale». Las levaduras de cultivo inferior se utilizan típicamente para producir cervezas tipo lager, aunque también pueden producir cervezas tipo ale., Estas levaduras fermentan bien a bajas temperaturas. Un ejemplo de levadura de cultivo inferior es Saccharomyces pastorianus, anteriormente conocida como S. carlsbergensis.
hace décadas, los taxónomos reclasificaron a S. carlsbergensis (uvarum) como miembro de S. cerevisiae, señalando que la única diferencia distintiva entre los dos es metabólica. Las cepas Lager de S. cerevisiae secretan una enzima llamada melibiasa, lo que les permite hidrolizar la melibiosa, un disacárido, en monosacáridos más fermentables., Las distinciones entre los cultivos superiores e inferiores y la fermentación fría y caliente son generalizaciones utilizadas en gran medida por los laicos para comunicarse con el público en general.
la levadura de cerveza de cultivo superior más común, S. cerevisiae, es la misma especie que la levadura de hornear común. La levadura de cerveza también es muy rica en minerales esenciales y vitaminas del grupo B (excepto la B12)., Sin embargo, las levaduras para hornear y elaborar cerveza suelen pertenecer a diferentes cepas, cultivadas para favorecer diferentes características: las cepas de levadura para hornear son más agresivas, carbonatan la masa en el menor tiempo posible; las cepas de levadura para elaborar cerveza actúan más lentamente, pero tienden a producir menos sabores desagradables y toleran concentraciones de alcohol más altas (con algunas cepas, hasta un 22%).
Dekkera / Brettanomyces es un género de levadura conocida por su importante papel en la producción de ‘lambic’ y cervezas ácidas especiales, junto con el acondicionamiento secundario de una cerveza trapense belga en particular., La taxonomía del género Brettanomyces ha sido debatida desde su descubrimiento temprano y ha visto muchas reclasificaciones a lo largo de los años. La clasificación temprana se basó en unas pocas especies que se reprodujeron asexualmente (forma anamorfa) a través de brotes Multipolares. Poco después, se observó la formación de ascosporas y el género dekkera, que se reproduce sexualmente (forma teleomorfa), fue introducido como parte de la taxonomía. La taxonomía actual incluye cinco especies dentro de los géneros Dekkera/Brettanomyces., Estos son los anamorfos Brettanomyces bruxellensis, Brettanomyces anomalus, Brettanomyces custersianus, Brettanomyces naardenensis y Brettanomyces nanus, con teleomorfos existentes para las dos primeras especies, Dekkera bruxellensis y Dekkera anomala. La distinción entre Dekkera y Brettanomyces es discutible, con Oelofse et al. (2008) citando a Loureiro y Malfeito-Ferreira de 2006 cuando afirmaron que las técnicas actuales de detección de ADN molecular no han descubierto ninguna variación entre los Estados anamorfo y teleomorfo. En la última década, Brettanomyces spp., han visto un uso creciente en el sector de la elaboración artesanal de la industria, con un puñado de cervecerías que han producido cervezas que se fermentaron principalmente con cultivos puros de Brettanomyces spp. Esto ha ocurrido a partir de la experimentación, ya que existe muy poca información sobre las capacidades fermentativas de cultivo puro y los compuestos aromáticos producidos por varias cepas. Dekkera/Brettanomyces spp. han sido objeto de numerosos estudios realizados durante el último siglo, aunque la mayoría de las investigaciones recientes se han centrado en mejorar el conocimiento de la industria vitivinícola., Investigaciones recientes sobre ocho cepas Brettanomyces disponibles en la industria cervecera se centraron en fermentaciones específicas de cepas e identificaron los principales compuestos producidos durante la fermentación anaeróbica de cultivo puro en mosto.
Vino
levadura en una botella durante la producción de vino espumoso en los viñedos de Schramsberg, Napa
La levadura se utiliza en la vinificación, donde convierte los azúcares presentes (glucosa y fructosa) en jugo (mosto) en etanol., La levadura normalmente ya está presente en las pieles de uva. La fermentación se puede hacer con esta «levadura silvestre» endógena, pero este procedimiento da resultados impredecibles, que dependen de los tipos exactos de especies de levadura presentes. Por esta razón, generalmente se agrega un cultivo de levadura pura al mosto; esta levadura domina rápidamente la fermentación. Las levaduras silvestres son reprimidas, lo que asegura una fermentación fiable y predecible.
La mayoría de las levaduras de vino añadidas son cepas de S. cerevisiae, aunque no todas las cepas de la especie son adecuadas. Diferentes S., las cepas de levadura cerevisiae tienen diferentes propiedades fisiológicas y fermentativas, por lo que la cepa real de levadura seleccionada puede tener un impacto directo en el vino terminado. Se han llevado a cabo importantes investigaciones sobre el desarrollo de nuevas cepas de levadura de vino que producen perfiles de sabor atípicos o una mayor complejidad en los vinos.
el crecimiento de algunas levaduras, como Zygosaccharomyces y Brettanomyces, en el vino puede dar lugar a fallas en el vino y su posterior deterioro. Brettanomyces produce una serie de metabolitos cuando se cultiva en vino, algunos de los cuales son compuestos fenólicos volátiles., Juntos, estos compuestos a menudo se conocen como» carácter Brettanomyces», y a menudo se describen como aromas de tipo» antiséptico «o» corral». Brettanomyces es un contribuyente significativo a las fallas del vino dentro de la industria del vino.
investigadores de la Universidad de British Columbia, Canadá, han encontrado una nueva cepa de levadura que ha reducido las aminas. Las aminas en el vino tinto y el Chardonnay producen sabores desagradables y causan dolores de cabeza e hipertensión en algunas personas. Alrededor del 30% de las personas son sensibles a las aminas biogénicas, como las histaminas.,
hornear
La levadura, la más común es S. cerevisiae, se utiliza en la cocción como agente de levadura, donde convierte los alimentos/azúcares fermentables presentes en la masa en el gas dióxido de carbono. Esto hace que la masa se expanda o aumente a medida que el gas Forma Bolsas o burbujas., Cuando se hornea la masa, la levadura muere y las bolsas de aire «se cuecen», dando al producto horneado una textura suave y esponjosa. El uso de papas, agua de la ebullición de la papa, huevos o azúcar en una masa de pan acelera el crecimiento de las levaduras. La mayoría de las levaduras utilizadas en la cocción son de la misma especie común en la fermentación alcohólica. Además, Saccharomyces exiguus (también conocido como S. minor), una levadura silvestre que se encuentra en plantas, frutas y granos, se usa ocasionalmente para hornear. En la fabricación de pan, la levadura inicialmente respira aeróbicamente, produciendo dióxido de carbono y agua., Cuando el oxígeno se agota, comienza la fermentación, produciendo etanol como producto de desecho; sin embargo, este se evapora durante la cocción.
Un bloque de comprimidos de levadura fresca
no se sabe cuando la levadura se utilizó por primera vez para cocer el pan. Los primeros registros que muestran este uso vinieron del antiguo Egipto. Los investigadores especulan que una mezcla de harina y agua se dejó más tiempo de lo habitual en un día cálido y las levaduras que se producen en los contaminantes naturales de la harina hicieron que fermentara antes de hornear., El pan resultante habría sido más ligero y más sabroso que el pastel plano y duro normal.
levadura seca activa, una forma granulada en la que la levadura se vende comercialmente
hoy en día, hay varios minoristas de levadura de panadería; uno de los desarrollos anteriores en América del Norte es la levadura de Fleischmann, en 1868. Durante la Segunda Guerra Mundial, Fleischmann desarrolló una levadura seca activa granulada que no requería refrigeración, tenía una vida útil más larga que la levadura fresca y se elevaba dos veces más rápido., La levadura de panadería también se vende como levadura fresca comprimida en un «pastel» cuadrado. Esta forma perece rápidamente, por lo que debe usarse poco después de la producción. Una solución débil de agua y azúcar se puede utilizar para determinar si la levadura está caducada. En la solución, la levadura activa espumará y burbujeará a medida que fermenta el azúcar en etanol y dióxido de carbono. Algunas recetas se refieren a esto como prueba de la levadura, ya que «prueba» (prueba) la viabilidad de la levadura antes de que se agreguen los otros ingredientes. Cuando se utiliza un arrancador de masa madre, se agrega harina y agua en lugar de azúcar; esto se conoce como impermeabilización de la esponja.,
Cuando se usa levadura para hacer pan, se mezcla con harina, sal y agua tibia o leche. La masa se amasa hasta que esté lisa, y luego se deja subir, a veces hasta que se ha duplicado en tamaño. La masa luego se forma en panes. Algunas masas de pan se retiran después de una subida y se dejan subir de nuevo (esto se llama prueba de masa) y luego se hornean. Un tiempo de levantamiento más largo da un mejor sabor, pero la levadura puede dejar de elevar el pan en las etapas finales si se deja durante demasiado tiempo inicialmente.,
biorremediación
algunas levaduras pueden encontrar aplicaciones potenciales en el campo de la biorremediación. Una de estas levaduras, Yarrowia lipolytica, es conocida por degradar el efluente de la planta de aceite de Palma, TNT (un material explosivo) y otros hidrocarburos, como alcanos, ácidos grasos, grasas y aceites. También puede tolerar altas concentraciones de sal y metales pesados, y se está investigando su potencial como biosorbente de metales pesados. Saccharomyces cerevisiae tiene potencial para biorremediar contaminantes tóxicos como el arsénico de efluentes industriales., Las estatuas de bronce son conocidas por ser degradadas por ciertas especies de levadura. Diferentes levaduras de las minas de oro Brasileñas bioacumulan iones de plata libres y complejados.
producción industrial de etanol
La capacidad de la levadura para convertir azúcar en etanol ha sido aprovechada por la industria biotecnológica para producir combustible de etanol. El proceso comienza por moler una materia prima, como caña de azúcar, maíz de campo u otros granos de cereales, y luego agregar ácido sulfúrico diluido, o enzimas fúngicas de alfa amilasa, para descomponer los almidones en azúcares complejos., Luego se agrega una glucoamilasa para descomponer los azúcares complejos en azúcares simples. Después de esto, se agregan levaduras para convertir los azúcares simples en etanol, que luego se destila para obtener etanol hasta un 96% de pureza.
las levaduras Saccharomyces han sido modificadas genéticamente para fermentar xilosa, uno de los principales azúcares fermentables presentes en biomasas celulósicas, como residuos agrícolas, desechos de papel y astillas de madera., Tal desarrollo significa que el etanol se puede producir de manera eficiente a partir de materias primas más baratas, lo que hace que el combustible de etanol celulósico sea una alternativa a precios más competitivos que los combustibles de gasolina.,
bebidas no alcohólicas
un cultivo de kombucha fermentando en un frasco
levadura y bacterias en kombucha a 400×
se pueden producir varias bebidas gaseosas dulces por los mismos métodos que la cerveza, excepto que la fermentación se detiene antes, produciendo dióxido de carbono, pero solo trazas de alcohol, dejando una cantidad significativa de azúcar residual en la bebida.,
- cerveza de raíz, originalmente hecha por nativos americanos, comercializada en los Estados Unidos por Charles Elmer Hires y especialmente popular durante la prohibición
- kvas, una bebida fermentada hecha de centeno, popular en Europa del Este. Tiene un contenido alcohólico reconocible, pero bajo.
- Kombucha, un té endulzado fermentado. La levadura en simbiosis con bacterias de ácido acético se utiliza en su preparación. Las especies de levaduras que se encuentran en el té pueden variar, y pueden incluir: Brettanomyces bruxellensis, Candida stellata, Schizosaccharomyces pombe, Torulaspora delbrueckii y Zygosaccharomyces bailii., También es popular en Europa del Este y algunas antiguas repúblicas soviéticas bajo el nombre de chajnyj grib (en ruso: Чайный гриб), Que significa «hongo de té».
- El kéfir y el kumis se elaboran fermentando leche con levadura y bacterias.
- Mauby (español: mabí), elaborado fermentando azúcar con las levaduras silvestres presentes naturalmente en la corteza del árbol Colubrina elliptica, popular en el Caribe
suplementos nutricionales
La levadura se utiliza en suplementos nutricionales, especialmente aquellos comercializados para veganos. A menudo se conoce como «levadura nutricional» cuando se vende como un suplemento dietético. La levadura nutricional es una levadura desactivada, generalmente S. cerevisiae., Es naturalmente baja en grasa y sodio, así como una excelente fuente de proteínas y vitaminas, especialmente la mayoría de las vitaminas del complejo B (aunque no contiene mucha vitamina B12 sin fortificación), así como otros minerales y cofactores necesarios para el crecimiento. Algunas marcas de levadura nutricional, aunque no todas, están fortificadas con vitamina B12, que es producida por separado por bacterias.
en 1920, la Compañía de levadura Fleischmann comenzó a promover pasteles de levadura en una campaña de «levadura para la salud». Inicialmente enfatizaron la levadura como una fuente de vitaminas, buena para la piel y la digestión., Su publicidad posterior reclamó una gama mucho más amplia de beneficios para la salud, y fue censurada como engañosa por la Comisión Federal de comercio. La moda de los pasteles de levadura duró hasta finales de la década de 1930.
La levadura nutricional tiene un sabor a nuez y queso y se usa a menudo como ingrediente en sustitutos del queso. Otro uso popular es como cobertura para palomitas de maíz. También se puede utilizar en puré y patatas fritas, así como en Huevos Revueltos. Se presenta en forma de copos, o como un polvo amarillo similar en textura a la harina de maíz. En Australia, a veces se vende como «hojuelas de levadura saladas»., Aunque la «levadura nutricional» generalmente se refiere a productos comerciales, los prisioneros alimentados inadecuadamente han utilizado levadura «cultivada en casa» para prevenir la deficiencia de vitaminas.
Probióticos
algunos suplementos probióticos utilizan la levadura S. boulardii para mantener y restaurar la flora natural en el tracto gastrointestinal. S. boulardii ha demostrado reducir los síntomas de la diarrea aguda, reducir la posibilidad de infección por Clostridium difficile (a menudo identificado simplemente como C. difficile o C., diff), reducir los movimientos intestinales en pacientes con SII con predominio de diarrea y reducir la incidencia de diarreas asociadas con antibióticos, de viajeros y VIH/SIDA.
Aquarium hobby
La levadura es a menudo utilizada por los aficionados al acuario para generar dióxido de Carbono (CO2) para nutrir las plantas en acuarios plantados. Los niveles de CO2 de la levadura son más difíciles de regular que los de los sistemas de CO2 presurizados. Sin embargo, el bajo costo de la levadura lo convierte en una alternativa ampliamente utilizada.,
extracto de levadura
extracto de levadura es el nombre común para varias formas de productos de levadura procesados que se utilizan como aditivos alimentarios o sabores. A menudo se usan de la misma manera que se usa el glutamato monosódico (GMS) y, al igual que el GMS, a menudo contienen ácido glutámico libre., El método general para hacer extracto de levadura para productos alimenticios como Vegemite y Marmite a escala comercial es agregar sal a una suspensión de levadura, haciendo que la solución sea hipertónica, lo que conduce a que las células se marchiten. Esto desencadena la autólisis, en la que las enzimas digestivas de la levadura descomponen sus propias proteínas en compuestos más simples, un proceso de autodestrucción. Las células de levadura moribundas se calientan para completar su descomposición, después de lo cual las cáscaras (levadura con paredes celulares gruesas que darían una textura pobre) se separan., Los autolisados de levadura se utilizan en Vegemite y Promite (Australia); Marmite (Reino Unido); the unrelated Marmite (Nueva Zelanda); Vitam-R (Alemania); y Cenovis (Suiza).
la investigación Científica
Diagrama que muestra una célula de levadura
Varias levaduras, en particular de S. cerevisiae y S., pombe, han sido ampliamente utilizados en genética y Biología Celular, en gran parte porque son células eucariotas simples, sirviendo como modelo para todos los eucariotas, incluidos los humanos, para el estudio de procesos celulares fundamentales como el ciclo celular, la replicación del ADN, la recombinación, la división celular y el metabolismo. Además, las levaduras son fácilmente manipuladas y cultivadas en el laboratorio, lo que ha permitido el desarrollo de poderosas técnicas estándar, como el análisis de dos híbridos de levadura, el análisis de matriz genética sintética y el análisis de tetradas., Muchas proteínas importantes en la biología humana fueron descubiertas por primera vez mediante el estudio de sus homólogos en la levadura; estas proteínas incluyen proteínas del ciclo celular, proteínas de señalización y enzimas de procesamiento de proteínas.
el 24 de abril de 1996, S. cerevisiae fue anunciado como el primer eucariota en tener su genoma, que consta de 12 millones de pares de bases, totalmente secuenciado como parte del Proyecto Genoma. En ese momento, era el organismo más complejo para tener su genoma completo secuenciado, y el trabajo de siete años y la participación de más de 100 laboratorios para lograr., La segunda especie de levadura en tener su genoma secuenciado fue Schizosaccharomyces pombe, que se completó en 2002. Fue el sexto genoma eucariótico secuenciado y consta de 13,8 millones de pares de bases. A partir de 2014, Más de 50 especies de levadura han tenido sus genomas secuenciados y publicados.
se puede acceder a la anotación genómica y funcional de los dos principales modelos de levadura a través de sus respectivas bases de datos de organismos modelo: SGD y PomBase.,
biofábricas modificadas genéticamente
varias especies de levadura han sido modificadas genéticamente para producir de manera eficiente varios medicamentos, una técnica llamada ingeniería metabólica. S. cerevisiae es fácil de diseñar genéticamente; su fisiología, metabolismo y genética son bien conocidos, y es susceptible de uso en condiciones industriales duras. Una amplia variedad de productos químicos en diferentes clases pueden ser producidos por la levadura de ingeniería, incluyendo fenólicos, isoprenoides, alcaloides y poliquétidos. Aproximadamente el 20% de los productos biofarmacéuticos se producen en S., cerevisiae, incluyendo insulina, vacunas contra la hepatitis y albúmina sérica humana.