Microorganismos en Biotecnología: Aplicaciones en Industria Alimentaria, Farmacéutica y Ambiental

Microorganismos y Biotecnología

Las fermentaciones, junto a otros procesos industriales en los que intervienen los microorganismos u otras células al servicio del ser humano, constituyen la biotecnología. Se emplean en la producción de alimentos, para conseguir antibióticos y vacunas, para el control de plagas de insectos y para la obtención de hormonas. Un microorganismo útil a la biotecnología es aquel que puede crecer rápidamente, ser cultivado a gran escala y producir una sustancia aprovechable en cantidad apreciable y en el menor tiempo posible.

Los Microorganismos en la Industria Alimentaria

Las fermentaciones a escala industrial se llevan a cabo en un fermentador y su resultado final es un compuesto orgánico. Existen dos tipos:

• Fermentación anoxidativa: No necesita aireación, es una auténtica fermentación.
• Fermentación oxidativa: Requiere la inyección de aire. Es una oxidación incompleta.

Tipos de fermentación que se aprovechan en la industria alimentaria:

• Fermentación ácido-acética: El vinagre se forma por acción de las bacterias del ácido acético, como Acetobacter, sobre el vino y la cerveza.
• Fermentación alcohólica: El vino se forma mediante fermentación sobre los azúcares de las uvas. Los vinos tintos sufren una segunda fermentación espontánea con lo que se reduce la acidez. En el cava se va a dar una segunda fermentación causada por levaduras tras la adición de azúcares, el CO₂ que se genera es el origen de las burbujas. La cerveza se obtiene a partir de cebada, arroz o maíz, estos contienen almidón, los granos se humedecen y se dejan germinar con lo que se producen amilasas que convierten el almidón en glucosa. La fermentación es por cepas de Saccharomyces cerevisiae. Del arroz también se obtiene el sake. La masa del pan es una mezcla de agua, harina de cereal, sal y levaduras. La harina tiene poco azúcar fermentable pero contiene enzimas capaces de degradar el almidón. El CO₂ de la fermentación alcohólica queda en la masa y es lo que produce la miga del pan. El alcohol etílico resultante se volatiliza durante la cocción.
• Fermentación láctica: En la fabricación de productos lácteos, la lactosa de la leche se convierte en ácido láctico, las bacterias son Lactobacillus y Streptococcus. Va a descender el pH lo que coagula las proteínas que se separan del suero y constituyen la cuajada. El queso se fabrica a partir de esta que fermenta por la acción de bacterias y hongos; proceso que consiste en el hidrolizado de las proteínas hasta dar lugar a aminoácidos. En la mantequilla, los Streptococcus la agrián originando la nata, la grasa se separa del resto de los componentes por batido. El yogur se hace por fermentación láctica, lo hacen los Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus. El kéfir es una bebida agria y algo alcohólica que se fabrica por procesos de fermentación láctica y alcohólica producidos por levaduras.

Microorganismos en la Industria Farmacéutica

Antibióticos:

Compuestos químicos antimicrobianos sintetizados por hongos y bacterias.

La Ingeniería Genética Microbiana

Consiste en introducir el gen que controla la producción de una determinada molécula en el genoma de una bacteria. Estos son añadidos a un cultivo de bacterias que los incorporan a su cromosoma por un proceso de transformación. Se reproducen y clonan al gen recibido adquiriendo la capacidad de generar la molécula en cuestión. Los microorganismos son útiles para la obtención de fármacos, vacunas, hormonas y asteroides.

Biotecnología Ambiental

Conjunto de procesos mediados por microorganismos cuya finalidad es la preservación del medioambiente. Tiene dos líneas de actuación principales:

1. La biorremediación es la utilización de microorganismos para eliminar sustancias contaminantes del medio ambiente.
2. Biodegradación o degradación de materiales como papel, pinturas, fibras textiles, hormigón o hidrocarburos mediante los microorganismos.