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Facultad de Ciencias Experimentales UNIVERSIDAD DE JAÉN Facultad de Ciencias Experimentales Trabajo Fin de Grado Alumno: Virginia López Linares Junio, 2021 Microbiología industrial
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UNIVERSIDAD DE JAÉN Facultad de Ciencias Experimentales
Trabajo Fin de Grado
Alumno: Virginia López Linares
Junio, 2021
Microbiología
industrial
Trabajo Fin de Grado
Microbiología
industrial
UNIVERSIDAD DE JAÉN
FACULTAD DE CIENCIAS EXPERIMENTALES
Alumno: Virginia López Linares
Junio, 2021
1
ÍNDICE RESUMEN ......................................................................................................... 3
ABSTRACT ........................................................................................................ 3
1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 4
1.1 Antecedentes históricos ........................................................................ 4
1.2 Biocatalizadores .................................................................................... 7
2. ÁMBITOS Y PROCESOS DE LA MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL ........... 9
2.1 Microbiología clínica .............................................................................. 9
2.1.1 Microbiología e informática ............................................................. 9
2.1.2 Probióticos .................................................................................... 10
2.1.3 Prebióticos .................................................................................... 11
2.1.5 Metabolitos secundarios ............................................................... 12
2.2 Microbiología alimentaria .................................................................... 13
2.2.1 Carotenoides ................................................................................ 13
2.2.2 Conservación de alimentos .......................................................... 14
2.2.3 Gomas .......................................................................................... 16
2.2.5 Microalgas .................................................................................... 19
2.3 Microbiología ambiental ...................................................................... 20
2.3.1 Biosurfactantes ............................................................................. 20
2.3.2 Biolixiviación ................................................................................. 21
2.3.3 Bioplásticos .................................................................................. 22
3. MATERIALES Y MÉTODOS ..................................................................... 23
3.1 Criterios y métodos de búsqueda ........................................................ 24
4. RESULTADOS .......................................................................................... 25
4.1 Obtención de insulina .......................................................................... 25
4.2 Uso de bacteriocinas en la industria láctea ........................................ 27
4.3 Biosíntesis de bioplásticos: PHA ......................................................... 29
2
5. DISCUSIÓN ............................................................................................... 31
6. CONCLUSIONES ...................................................................................... 32
7. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................... 33
3
RESUMEN
Este trabajo es un estudio de la microbiología industrial y su uso en la actualidad.
Nos hemos centrado en las áreas de la microbiología clínica, alimentaria,
ambiental y los diferentes procesos de cada una de estas comparándolos para
ver su viabilidad fabril y económica. A lo largo del trabajo podremos conocer
diferentes métodos de conservación alimentaria, purificación de aguas
residuales o el uso de los probióticos en salud, pero nos focalizaremos
especialmente en diferentes maneras de sintetizar la hormona de la insulina, en
la variabilidad de procesos de obtención de bioplásticos, y en el uso de métodos
antimicrobianos en alimentos lácteos. Para esta búsqueda bibliográfica se han
utilizado las plataformas habituales para realizar una indagación profunda del
tema indicando las referencias más reveladoras que han sido publicadas.
Palabras clave: microbiología industrial, bioplásticos, bacteriocina, insulina.
ABSTRACT
This bibliographic research is about the industrial microbiology and his use
nowadays. We have focused in the areas of the clinical, alimentary and ambiental
microbiology and in the different processes of them making a comparation of
each one for the purpose of see their industrial viability. Throughout this study we
will able to know about different alimentary conservation methods, water
purification or the use of probiotics on health, but it will be focused on the synthetic
insuline, the fabrication of bioplastics and the use of bacteriocines on milk
products. For this bibliographic search it has been used the usual platforms just
to make a full inquire about the theme emphasizing the most important references
that have been published before.
4
1. INTRODUCCIÓN
La microbiología industrial se encarga de explotar las aplicaciones que tienen los
microorganismos dentro de la industria, incluyendo hongos, bacterias, levaduras
e incluso algas microscópicas, y aunque los virus se estudian dentro del área de
la microbiología y tengan importancia en el ámbito de las vacunas, no son
incluidos dentro de este área. Primero vamos a hablar de la historia de la
microbiología: cómo comenzó, quienes fueron los principales precursores, el
inicio de los microscopios y diferentes sucesos que fueron ocurriendo y que
contribuyeron a la evolución de la industria en relación a los microbios y su
funcionalidad. Seguidamente se comentará la importancia de los
biocatalizadores dentro de manufacturación y los diferentes tipos que hay, antes
de entrar a conocer más en profundidad los grandes ámbitos que hay dentro de
este mundo.
1.1 Antecedentes históricos
Antes de comenzar a conocer la historia de la microbiología debemos hablar del
comienzo de los microscopios, y es que son considerados inventores de estos a
Zacharias Jansen, Antoni van Leeuwenhoek y Christiaan Huygens. (Schürrle,
2018)
La existencia de estos tipos de organismos fue descubierta por dos miembros de
la Royal Society: el anteriormente mencionado Antoni Van Leeuwenhoek y
Robert Hooke. Ambos hicieron una contribución muy importante al ámbito de la
ciencia, pero no fue hasta más adelante que, gracias a sus primeras
investigaciones, se pudieron seguir estudiando los microorganismos y sus
posibles funciones. (Gest, 2004) Estos cuatro científicos vienen representados
en las siguientes imágenes para obtener una idea visual de quienes eran:
5
Figura 1.1. Christiaan
Huygens
https://es.wikipedia.org/wiki/C
hristiaan_Huygens
Figura 1.2. Robert Hooke
https://es.wikipedia.org/wiki/R
obert_Hooke
Figura 1.3. Antoni Van
Leeuwenhoek
https://es.wikipedia.org/wiki/Anton_
van_Leeuwenhoek
Figura 1.4. Zacharias Janssen
https://es.wikipedia.org/wiki/Zach
arias_Janssen
6
Las diferentes aplicaciones de los microorganismos comenzaron hace miles de
años e incluyen alimentación, salud, producciones tanto vegetal como animal,
recursos industriales, minería y servicios, pero no fue hasta principios del s. XX
que se empezó a conocer y a utilizar procedimientos microbiológicos con control
y más conocimiento. Podemos diferenciar diferentes etapas históricas,
dividiéndose estas en: 1) antes del siglo XX; 2) 1900-1945; 3) 1945-1979; 4)
Hasta la actualidad. (Departamento de Educación, Cultura, Ciencia y Tecnología,
2006)
En 1663, Robert Hook aportó en una reunión de Royal Society dos descripciones
detalladas de especies microscópicas que había observado: la primera fue moho
en un trozo de cuero y la segunda una sanguijuela en vinagre, por lo que con el
tiempo escribió un libro llamado “Micrographia” donde, por primera vez se
pueden ver dibujos e imágenes reales sacadas con microscopía. (Guest, 2004)
Más adelante, Leeuwenhoek iba a tener acceso a dicho libro y fue el primero en
observar pequeños animáculos gracias a su microscopio (siendo el descubridor
de las bacterias, ya que no solo fue la primera persona en poder observarlas,
sino que fue el primero en pensar siquiera en mirar) pero en ningún momento lo
asoció a nada parecido al proceso de fermentación. Fue gracias al trabajo de
Pasteur que se zanjó el debate de si ésta era debida a microorganismos o no,
respondiendo a preguntas cómo cuál era el origen de la fermentación: si químico
o microbiológico. (Buchholz & Collins, 2013)
Durante la Segunda Guerra Mundial se incrementaron las demandas de
penicilina descubierta por Alexander Fleming, por lo que comenzó la fabricación
industrial de ésta a la vez de que fueron apareciendo más antibióticos como fue
la estreptomicina (una nueva sustancia antibacteriana aislada a partir de dos
cepas de actinomyces). (Schatz, Bugle, E., & Waksman, 1944) La penicilina junto
con el descubrimiento de la fermentación alcohólica han sido dos grandes
promotores de la industria desde el comienzo de su fabricación con fines
económicos.
Las levaduras tienen la capacidad de convertir de forma muy eficaz los azúcares
en etanol tanto en presencia como en ausencia de oxígeno, por lo que gracias a
estas se consiguió obtener estos productos tan importantes económicamente a
lo largo de la historia como lo son el vino, o Saccharomyces cerevisiae (la
7
levadura de la cerveza). (Walker & S.K. Walker, 2018) Estos dos derivados de la
fermentación fueron fundamentales económicamente, sobre todo en países de
Europa, Asia y Norteamérica convirtiéndose en una de las principales
actividades económicas del momento. (Buchholz & Collins, 2013) El problema
que presenta la fermentación alcohólica es que, aun conociendo todo lo que
conocemos hoy en día sobre ella y su expresión génica, todavía estamos lejos
de comprenderla completamente. (revisado en Compagno et al., 2014).
Siempre se utilizaron procesos químicos para la industria, pero con el paso del
tiempo se vio que no eran lo suficientemente rentables económicamente por lo
que comenzaron las prácticas de las diferentes tecnologías microbiológicas:
1. Tecnologías enzimáticas: dedicada al uso de las células microbianas y
sus propios sistemas enzimáticos.
2. Tecnologías de fermentación: dedicada a la producción supervisada de
estas células, y de sus metabolitos y enzimas.
(Vandamme, 2010)
1.2 Biocatalizadores
Para obtener un producto u obtener un rendimiento de interés biotecnológico se
utiliza un biocatalizador, los cuales poco a poco se están introduciendo más en
los procesos industriales sustituyendo a otros procesos basados en la química
orgánica por motivos ambientales y legales. (Microbiología industrial y
alimentaria, 2000)
Un buen ejemplo de esto sería la industria farmacéutica la cual es una de las
industrias que más polución y residuos produce; de este modo es que gracias al
uso de los biocatalizadores son capaces de trabajar con nuevos disolventes.
Estos procesos aumentan el carácter sostenible al producir fármacos. (Gago,
2012)
Tenemos diferentes tipos de biocatalizadores:
1) Microorganismos
Los microorganismos tienen la habilidad de producir una gran cantidad de
biomasa y mucha variedad de enzimas en un corto plazo de tiempo.
Gracias a esta habilidad y a la capacidad de crecer bajo diversas
8
condiciones los han hecho muy interesantes a la hora de decidir utilizarlos
a modo de biocatalizadores (o biotransformadores). (B., Montenegro M.,
Vélez S., García P., & Durango R., 2009)
Estos en comparación con otros biocatalizadores cuentan con una serie
de ventajas que los hace más interesantes a la hora de utilizarlos en
industria ya que crecen sobre una gran variedad de sustratos lo que da
flexibilidad y reduce su coste.
2) Enzimas
Las enzimas que tienen mayor importancia económica actualmente son
las xilanasas y amilasas, que son utilizadas para fabricar biocombustibles,
detergentes, procesar pieles y para elaborar alimento de animales.
Hay una clara diferencia entre la obtención de enzimas gracias a las
plantas y los animales en comparación con obtenerlas de los
microorganismos, y es que cuando son de origen animal o vegetal, la
obtención es estacionaria, mientras que si su origen es microbiológico
estas pueden ser obtenidas siempre que se quiera. (Biocatalizadores:
Desarrollo tecnológico de enzimas con beneficios a gran escala, 2014)
3) Cultivos celulares
Las reacciones que han sido catalizadas por enzimas actualmente se
están utilizando mucho a escala industrial, sin embargo las reacciones
que son catalizadas por células se utilizan muy específicamente a pesar
de que han surgido muchos avances que podemos denominar como
“microorganismos a la carta”, que trata de diseñar células específicas para
cada tipo de proceso industrial. Este tipo de procesos en comparación con
las enzimáticas son más económicas y accesibles, pero usualmente
pueden conducirnos a obtener unos productos secundarios que no son
interesantes para nuestro resultado.
Nos podemos ceñir a tres procesos que sean catalizados por células:
Una enzima intracelular que es complicada de aislar
Una enzima necesita de una coenzima
Trabajando en procesos que sean multi-enzimáticos
(Gago, 2012)
9
2. ÁMBITOS Y PROCESOS DE LA MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL
Podríamos dividir los usos de la microbiología industrial en tres ámbitos:
ambiental, clínico y alimentario, ya que aunque la historia de la microbiología y
la biotecnología es muy antigua, en la actualidad influye en numerosos campos
proporcionándonos protección sanitaria, medioambiental y un gran desarrollo en
la producción industrial. (Buchholz & Collins, 2013)
2.1 Microbiología clínica
Esta disciplina es la que se centra en el seguimiento de las diferentes patologías
que pueden ocasionar los microorganismos, las infecciones y busca conocer qué
puede haber ocasionado una enfermedad.
Dentro de la microbiología clínica voy a hablar de algunos ejemplos que son
importantes dentro de la salud, la industria y la actualidad que son: la
microbiología y sus actualizaciones informáticas, los probióticos, prebióticos,
simbióticos y metabolitos secundarios.
2.1.1 Microbiología e informática
Históricamente, todos los análisis que se han realizado dentro del área de la
microbiología clínica han sido manuales (mejorando las técnicas conforme
avanzaban los conocimientos e investigaciones sobre el área) pero, si bien es
cierto que muchas técnicas siguen realizándose manualmente, la continua y
creciente demanda de pruebas microbiológicas y la (cada vez menor)
disponibilidad de tecnólogos de microbiología ha ido derivando en que cada vez
más métodos se vayan automatizando y mejorar la productividad. (Bailey,
Ledeboer, & D. Burnham, 2018)
Un buen ejemplo de nueva herramienta que se está investigando si es rentable
o no implantar es la PCR digital, ya que aunque puede detectar mejor las
variantes con menor número de copias y da una cuantificación completa, nos da
un rendimiento más bajo, es mucho más costosa y compleja a la hora de
realizarla.
La dPCR y RT-dPCR podrían ser muy útiles a la hora de cuantificar dianas de
virus de RNA o DNA con gran diversidad de secuencias, como podría ser el VIH
o COVID. (Kuypers & Keith R., 2017)
10
Con la situación que vivimos actualmente debido a la enfermedad basada en
SARS-CoV-2 necesitamos un método de análisis de muestras que nos reduzca
lo máximo posible los resultados de falsos negativos ya que la rtPCR utilizada
actualmente no los elimina al no ser tan precisa. (Alteri, y otros, 2020)
2.1.2 Probióticos
Como definición los probióticos son organismos vivos no patógenos
(generalmente de origen humano) que siendo administrados correctamente en
el organismo pueden mejorar la salud del hospedador. Hay diversos tipos de
bacterias reconocidas como probióticos, y se podrían clasificar en dos grupos:
levaduras y bacterias, pero los más conocidos son Lactobacillus spp. y
Bifidobacterium spp. (Guillot, 2018)
La utilización de probióticos y prebióticos en el tratamiento de algunas
enfermedades como la producida por clostridium difficile ayuda a reestablecer la
microflora del intestino, el sistema inmunitario y a competir contra las bacterias
patógenas que se encuentren en el organismo, bajando así los niveles de diarrea
que tienen los pacientes y la gravedad de sus diagnósticos. (G. & González-
Molero, 2007)
El problema que presentan es que a la hora de querer administrarlos son muy
sensibles a los cambios ambientales, por tanto se están estudiando técnicas de
microencapsulación que sean apropiadas para los probióticos. Hay diferentes
métodos para producir las cápsulas:
1) Procesos químicos
La polimerización inferfacial trata de polimerizar un monómero de dos
sustancias que no son miscibles. De esta manera se formará una
pared que será la de la microcápsula. Consta de tres pasos:
- Producir una suspensión de agua en aceite por medio de una fase
orgánica
- Formar una membrana en la superficie de las gotas de agua gracias
a añadir un compuesto soluble en aceite a la emulsión que hemos
mencionado previamente
11
- Conseguir una suspensión acuosa mediante la separación de las
cápsulas en su fase orgánica y su posterior traspaso a agua (un medio
para conseguirlo podría ser con una centrifugadora)
2) Procesos físicos
El secado por aspersión es un proceso para pasar un material fluido a
estado sólido pulverizándolo en un medio para secarlo a temperaturas
elevadas en un corto tramo de tiempo. La viabilidad de este método
es muy alta ya que nos proporciona la seguridad de poder ser usado
con materiales sensibles al calor.
3) Procesos físicoquímicos
La coacervación consiste en la separación de fases por medio de tres
pasos:
- Formación de una fase líquida, un material a recubrir y un material
que nos sirva de pared (o cobertura)
- Colocación del líquido sobre el material que queremos cubrir
- Consolidación de la pared
Este método nos permite conseguir unas cápsulas de un tamaño muy
pequeño (incluso micrómetros) pero con gran capacidad para
encapsular, ofreciendo además protección contra la oxidación y
evaporación.
(Martín Villena, Morales Hernández, Gallardo Lara, & Ruiz Martínez,
2008)
2.1.3 Prebióticos
Los prebióticos tienen una función similar a los probióticos, pero estos se
caracterizan por ser ingredientes no digeribles por el tracto intestinal que sirven
de sustrato a los microorganismos estimulando el crecimiento de determinadas
especies al llegar al colon (en el caso de los colónicos) para obtener un beneficio
en el hospedador.
Los mayores candidatos a ser considerados prebióticos son los carbohidratos no
digeribles que se encuentran en leche, miel, hortalizas, verduras… En resumen,
se encuentran de manera natural en muchos ingredientes a los que tenemos fácil
12
acceso; de esta manera se puede extraer directamente mediante soluciones
acuosas. Hoy en día la población cada vez está más concienciada con tener una
vida saludable y con mejorar su salud lo que ayuda a que este tipo de
compuestos esté cada vez más normalizado en nuestra sociedad ya que siempre
hay un poco de controversia a la hora de utilizar productos que pueden pensar
que acarree “problemas” y que se pueda seguir investigando más usos y
beneficios. (Corzo, y otros, 2015)
2.1.4 Simbióticos
Los simbióticos se componen de la unión de prebióticos con probióticos
(independientemente de que sea uno de cada o varios), de esta manera el efecto
terapéutico sería mayor que el que produciría cada uno de estos compuestos por
separado.
El uso de simbióticos aplicados en la dieta se ha visto sobretodo en pacientes
con cáncer y para prevenir las infecciones pre y postoperatorias ya que se ha
visto que la translocación bacteriana que se produce en ese plazo de tiempo es
una de las principales causas de infección. Este tipo de terapia favorece a
potenciar el sistema inmunológico del intestino y mantiene controlada la flora
intestinal gracias a que los probióticos aumentan los linfocitos y potencian la
fagocitosis y a que los prebióticos disminuyen los niveles de pH en el colon
liberando ácido láctico. (Flesch, Poziomyck, & Damin, 2014)
2.1.5 Metabolitos secundarios
Son producidos en la naturaleza y sus diferentes funciones son de supervivencia.
Tienen diferentes utilidades muy importantes en el ámbito clínico, como podrían
ser:
1) Luchar contra otros microorganismos como bacterias, plantas,
insectos, amebas, hongos e incluso animales más grandes
2) Transportadores de metales
3) Cooperar en la simbiosis entre plantas, animales e insectos-microbios.
4) Hormonas sexuales
5) Efectores de diferenciación
13
Algunos de estos metabolitos secundarios estimulan o inhiben la
germinación, por tanto estos metabolitos podrían ralentizar la
germinación hasta conseguir un entorno más favorable para el
crecimiento o incluso para limpiar el entorno de los microorganismos que
son competidores entre sí durante este crecimiento. (Demain & Fang,
2000)
2.2 Microbiología alimentaria
Los microorganismos, aparte de poder encontrarlos en cualquier parte de
nuestro hábitat como puede ser nuestro cuerpo, superficies, aire o agua, también
los podemos usar en nuestro beneficio (o en nuestra contra si no son
debidamente tratados causando intoxicaciones o infecciones) para mejorar
alimentos y nuestra calidad de vida. A continuación voy a hablar sobre los
carotenoides los cuales son una fuente muy importante en nuestra alimentación,
sobre la conservación de alimentos, las gomas, la purificación del agua y las
microalgas.
2.2.1 Carotenoides
Los carotenoides son pigmentos en general insolubles en agua que se
encuentran en organismos fotosintéticos y uno de los componentes más
importantes de los alimentos. La pérdida o destrucción de los pigmentos que este
compuesto proporciona provoca una reducción del valor nutritivo además de una
pérdida sensorial del alimento. (Meléndez-Martínez, Vicario, y Heredia, 2004)
Dentro de los carotenoides podemos encontrar los β-carotenoides que son el
mayor precursor de la vitamina A estando su absorción intestinal muy regulada.
A los carotenoides se les atribuyen algunas propiedades o beneficios como
reducir los riesgos de enfermedades cardiovasculares y del cáncer entre otras.
Sin embargo, y pese a su importancia en la salud, a la hora de producir
colorantes de origen vegetal y mercantilizarlos nos encontramos problemas que
afectan directamente al medioambiente, por tanto se ha investigado la
posibilidad de producir carotenoides microbiológicamente lo que bajaría el costo
de producción y no sería necesario su forzoso traslado hacia zonas donde sea
imposible obtener estos colorantes de otra manera. (Mata-Gómez, César
Montañez, Méndez-Zavala, & Noé Aguilar, 2014)
14
2.2.2 Conservación de alimentos
En los últimos tiempos ha habido un aumento de interés de consumir alimentos
sin aditivos que sean sensorialmente aceptables y seguros. Al querer alimentos
más saludables pero que se conserven mejor, con mayor seguridad, calidad e
inocuidad se han ido estudiando diferentes métodos de conservación que nos
ayuden en todos estos ámbitos. De esta manera, la conservación de los
alimentos nos ayudaría a prolongar su vida útil, satisfacer la demanda de
productos, nos daría una mayor calidad, tratamientos térmicos menos severos,
menos uso de conservantes y menor pérdida económica, además de dar una
protección adicional y de disminuir la transmisión de patógenos.
Más de 250 enfermedades pueden ser transmitidas por alimentos, y más del
90% de esas enfermedades son de origen microbiano (casi todas alterantes y no
patógenos). Para controlar los microorganismos hay diferentes métodos: uso de
desinfectantes, tratamientos térmicos, aditivos químicos, bioconservantes,
envasados activos y tratamientos de altas presiones, pero hace unos años surgió
lo conocido como tecnología de barreras que combina dos o más de las técnicas
mencionadas, proporciona más calidad sensorial y tiene menos aditivos.
Envases activos. Se han ido modificando con el tiempo ya que
prácticamente todos los alimentos son envasados, tanto pescados,
como carnes o verduras. El tipo de envase utilizado cambia la
duración del alimento y son modificados en función de lo que
vamos a importar y exportar. Permiten una gran duración del
alimento pero una vez abiertos hay que consumirlos rápidamente
ya que comienza la descomposición.
Aceites esenciales. Son líquidos aceitosos de la planta que
proporcionan propiedades antimicrobianas y/o antioxidantes, como
por ejemplo el romero. Se utilizan desde la edad media como
virucidas o bactericidas, y su actividad depende del carácter
hidrofílico, de los compuestos químicos que presente y del tipo de
microorganismo con el que se use.
Un ejemplo sería el timol, que proviene del tomillo y actúa sobre la
pared de las bacterias. Está aceptado como GRAS (generally
recognized as safe) y aprobado por FDA (food and drug
15
administration). Una característica del timol es que si no se toma
en dosis concretas puede ser tóxico con nuestra microbiota. Dos
aplicaciones del timol son el control de bacterias resistentes a
antibióticos y el control en la formación de biopelículas.
Los biofilms son una comunidad sésil en un medio líquido y
bacterias que se encuentran embebidas en una matriz extracelular
con bacterias formando un conglomerado. Estos biofilms están
compuestos en un 97% de agua siendo el 3% restante los propios
microorganismos y la matriz polimérica y se encuentran adheridos
en superficies sólidas, en equipos hospitalarios, en la industria
farmacéutica y en la alimentaria.
Su formación consta de cuatro pasos: 1) adhesión 2) multiplicación
y adhesión a otras bacterias 3) maduración (horas o días) 4)
desprendimiento activo.
Bacterias formadoras de biofilm: E. coli, Salmonella, S. aureus, L.
monocytogenes y B. cereus.
Las bacteriocinas son péptidos bacterianos producidos por
bacterias ácido-lácticas con capacidad antimicrobiana y potencial
conservante que atacan a bacterias en cepas alterantes. Pueden
actuar de forma aditiva o sinérgica cuando se emplean junto con
otras técnicas de conservación. Cuentan con una serie de ventajas
que las hacen muy interesantes a la hora de aplicarlas en
alimentos: disminuyen el riesgo de transmisión de patógenos,
prolongan la vida útil de los alimentos, disminuyen las pérdidas
económicas debidas a la alteración de los alimentos, brindan una
protección adicional en condiciones de abusos de temperatura,
permiten una aplicación de tratamientos térmicos más suaves,
satisfacen las altas demandas de la industria y permiten el
desarrollo de nuevos alimentos.
Recubrimientos comestibles. Son capas delgadas de material
consumible que contienen sustancias antimicrobianas que evitan
la presencia de patógenos. Para poder utilizarse debe recoger seis
requisitos: debe secarse rápidamente, no producir espuma, ser
resistentes al agua, no debe agrietarse ni caerse, tampoco debe
16
reaccionar de forma adversa con los alimentos y por ultimo debe
ser económico y con baja viscosidad.
2.2.3 Gomas
Las gomas son moléculas hidrofóbicas o hidrofílicas con un alto peso molecular
que son capaces de hacer geles y contienen algunas características de los
coloides. Usualmente el término usado como goma se refiere a polisacáridos
solubles en agua que son obtenidos gracias a procesamientos microbiológicos y
vegetales, tanto terrestres como marinos.
Estas gomas realizan tres funciones a la hora de procesar alimentos:
1) Emulsificar
2) Estabilizar
3) Espesar
2.2.4 Purificación de aguas residuales
Dentro de la microbiología alimentaria podríamos incluir la importancia de la
purificación del agua; en numerosas ciudades en las que la obtención de agua
no está asegurada muchas familias optan por la opción de almacenar aguas en
tanques donde puede ser fácilmente contaminada y, en consiguiente, perjudicial
para la salud. (Rubino, Corona, Jiménez Pérez, & Smith, 2018)
El tratamiento del agua es una de las principales preocupaciones de la salud
pública: más de 1,5 millones de personas mueren anualmente sólo de diarrea
por contraer diversas enfermedades al no purificar el agua, por lo que la OMS
concluyó que numerosas enfermedades infecciosas que afectan al mundo hoy
en día no cesarán hasta que el agua potable sea un bien de acceso a todo el
mundo.
El parámetro más conocido a la hora de medir la calidad que tiene el agua es
DBO5, demanda bioquímica de oxígeno, este parámetro se midió incubando
agua en botellas Winkler durante cinco días, determinándose por tanto la
cantidad de oxígeno requerida por una población microbiana para conseguir
oxidar la materia orgánica encontrada en una muestra de agua en el periodo de
tiempo anteriormente comentado). (Campuzano, 2011)
17
El tratamiento de aguas residuales pasa por una serie de procesos ordenados
que nos aseguran la completa purificación y la buena conservación de la
maquinaria e instalaciones.
1. Previamente, antes de tratar las aguas residuales debe haber un
acondicionamiento de estas. Los distintos procesos para este
tratamiento son:
Tamices: eliminar sólidos gruesos
Trituradores: desmenuzar los sólidos
Desarenadores: eliminar arena y grava
Desengrasadores: eliminar grasa y aceite
Preaeración: controlar el olor y mejorar el comportamiento
hidráulico
2. Tratamiento primario con el objetivo de eliminar parte de la carga
orgánica y material sedimentable.
Flotación
Precipitación química
Filtros gruesos
Sedimentación primaria
Oxidación química
3. El tratamiento secundario trata de convertir la materia orgánica
disuelta en sólidos sediméntales que puedan ser divididos en tanques
de decantación. Los tratamientos que más se utilizan son los filtros
percoladores, los lodos activados y las lagunas de estabilización y
aerada.
4. El tratamiento terciario intenta complementar los procesos anteriores
para conseguir un resultado más puro que pueda ser utilizado como
aguas industriales o como recarga de acuíferos.
5. Para reducir la cantidad de microorganismos que se encuentren en el
agua se recurre a una desinfección de los organismos que puedan
causar enfermedades gracias a agentes de radiación, mecánicos,
físicos y químicos, siendo el más utilizado actualmente la adición de
cloro.
18
6. Al tratar las aguas residuales, sobre todo en los tratamientos tanto
primario como secundario se producen unos subproductos que no
pueden ser liberados sin tratar antes, ya que contienen una gran parte
de materia orgánica descomposable, de modo que hay que el sexto
paso sería un manejo de lodos y algunos de los procesos más
utilizados son la digestión u oxidación por vía húmeda. (Rojas, 2002)
Para comprender bien el orden de los pasos a realizar a la hora de purificar el
agua se ha realizado un esquema (figura 2.1) de las fases que se realizan donde
de izquierda a derecha se lee el nombre de las diferentes fases en orden
cronológico:
Acondicionar agua
Tratamiento primario
Tratamiento secundario
Tratamiento terciario
DesinfecciónManejo de
lodos
Figura 2.1. Esquema del proceso de purificación de las aguas residuales.
19
2.2.5 Microalgas
Su éxito dentro del ámbito biotecnológico a la hora de utilizarlas en industria se
basa en elegir la especie correcta con propiedades adecuadas para conseguir el
producto que nos interesa. Su importancia ha ido aumentando a lo largo de los
últimos años ya que su producción nos da diversos productos de valor ecológico,
piensos para animales, producción de biomasa para alimentos o incluso
cosmética.
Aplicación de las microalgas en nutrición animal. La adición de
Schizochytrium sp. en las dietas de algunos rumiantes provocó un
aumento de ácido docosahexaenoico (DHA) y ácido linoleico.
También la adición de esta especie provocó que la leche que daban
las cabras tuviese un aumento en los niveles de los ácidos grasos
omega-3.
Otras microalgas como S. platensis y Schizochytrium sp. se han
utilizado a modo de suplemento alimenticio en cerdos.
En los últimos años la acuicultura ha tenido un crecimiento a la hora
de producción de alimentos aumentando la variedad de especies y
su cantidad ya que las microalgas son una gran fuente alimentaria
en la cría de peces y crustáceos. (García, 2015)
Aplicación de las microalgas en nutrición humana. Hace setenta
años se comenzaron a utilizar microalgas en forma de cápsulas,
Las microalgas son microorganismos
fotosintéticos (como el que se ve
representado en la figura 2.2) que pueden
sintetizar lípidos, proteínas o carbohidratos
entre otros tipos de reservas de energías
gracias a la captación de la luz solar y que
podemos encontrar en prácticamente todos
los espacios o hábitats que conocemos.
Algunas de sus características son su
plasticidad metabólica y capacidad de
producir biodiesel, biomasa, ser fotoautótrofos
y seres de composición muy compleja.
Figura 2.2. Imagen de
microalga obtenida por
microscopía. (Márquez, y
otros, 2009)
20
polvo o pastillas a modo de suplemento alimenticio y actualmente
parte de las algas que se producen se incluyen en la dieta
alimenticia ya que tiene altos niveles de proteína. (Pulz & Gross,
2004) La especie más utilizada en nutrición humana es Spirulina,
que una vez incorporada en la dieta ayuda a mejorar el tránsito
estimulando el desarrollo de lactobacilos. Otras especies se
comercializan como compuestos multivitamínicos como podría ser
Chlorella. (García, 2015)
2.3 Microbiología ambiental
La ecología microbiana o microbiología ambiental es el área que se centra en el
estudio de los microorganismos en un hábitat que no es el de un laboratorio o
producto de algún proceso alimentario, si no que se encuentran a nuestro
alrededor. Dentro de la industria, se pueden utilizar para tratar problemas
ambientales o reducir el impacto que pueden ocasionar algunos procesos
químicos en nuestro entorno. A continuación me he centrado en los
biosurfactantes, la biolixiviación y los bioplásticos.
2.3.1 Biosurfactantes
Los biosurfactantes son moléculas anfipáticas producidas por los propios
microorganismos utilizadas en el tratamiento de los problemas presentados por
la industria petrolera, puesto que la extracción, comercialización y
almacenamiento supone un gran impacto medioambiental. Anteriormente se
habían utilizado métodos químicos para intentar solventar los problemas que
presentaba una fuga de petróleo en el mar, pero aparte de ser totalmente ineficaz
puede presentar otros inconvenientes como mayor contaminación y toxicidad por
haber un cúmulo de sustancias.
Hay dos tipos de biosurfactantes que se venden hoy en día a un precio muy
elevado: la bacteria Bacilo subtilis que produce una lipoproteína llamada
surfactin y la Pseudomonas aeruginosa, que elabora unos glucolípidos
denominados ramnolípidos. (Silva, y otros, 2018)
Numerosos tipos de microorganismos tienen la capacidad de degradar
hidrocarburos pero tienen la limitación de que si están absorbidos por la
estructura del suelo estos no pueden acceder a ellos y degradarlos.
21
Es muy importante tener en cuenta el tipo de polución que se busca reducir o
eliminar para elegir el biosurfactante más adecuado optimizando así su eficacia
y reduciendo la posible toxicidad que pueda presentar al sustrato.
Económicamente no es tan viable como el uso de surfactantes sintéticos ya que
su producción a gran escala es complicada pero mejora la degradación de
hidrocarduros, suelen ser biodegradables y menos tóxicos. (González, Torres
Bustillos, Mondaca Fernández, Balderas Cortés, & Gortáres Moroyoqu, 2010)
2.3.2 Biolixiviación
La biolixiviación es un proceso de bajo coste basado usar microorganismos
capaces de crecer en condiciones ambientales muy agresivas para extraer cobre
de minerales sin deteriorar el entorno.
Podemos encontrar abajo en la tabla 2.1 tanto las ventajas como desventajas a
la hora de comparar los procesos de biolixiviación con los de piro e
hidrometalurgia:
Ventajas Desventajas
Gran reducción del consumo energético al
reducir la temperatura necesaria en el
proceso pirometalúrgico, (el cual puede
ascender a 1500ºC), si no que se realiza a
temperaturas que rondan los 70ºC.
Lenta cinética, la duración del proceso de
biolixiviación aún es muy larga.
Tiene lugar en condiciones ambientales
siendo compatibles con los procesos
biogeoquímicos, por lo que los productos
resultantes no deterioran el
medioambiente.
Los residuos líquidos que se generan son
ácidos, y aunque se suele trabajar con un
ciclo cerrado, antes de verter estas aguas
deben ser tratadas.
Reducción de las emisiones de dióxido de
azufre (que produce la lluvia ácida) y de
anhídrido sulfuroso como ocurre en los
procesos pirometalúrgicos e
hidrometalúrgicos respectivamente,
evitando así la contaminación ambiental.
Se obtienen soluciones muy diluidas de modo
que no se puede obtener directamente de
ellas el metal.
22
El coste de operación e instalación es
menor que el necesario para extraer
metales utilizando calor.
En las reacciones biológicas se regeneran
tanto el ácido sulfúrico requerido como los
agentes de lixiviación por lo que el
consumo de reactivos es bajo.
Posible tratamiento de los residuos y de
productos poco rentables
económicamente.
(Rodríguez, Blázquez, Ballester, González, & Muñoz, 2001)
2.3.3 Bioplásticos
El creciente uso y producción de plásticos a lo largo de estos últimos años ha
llegado a producir millones de toneladas de basura que actualmente se
encuentra en el océano, provocando la posible extinción de una gran variedad
de especies marinas destruyendo así biodiversidad y provocando un serio
problema medioambiental. (Greenpeace, 2018) Los bioplásticos son materiales
que se consiguen gracias a fuentes sintéticas (o renovables) y su clasificación
depende del proceso de fabricación. Su obtención puede ser gracias a la papa,
celulosa o el quitasano (varios polisacáridos con alto potencial para formar
películas biodegradables) si es extraído de su biomasa, o también puede ser
conseguido gracias a proteínas como queratina o el colágeno.
Los grandes bioplásticos se representan en la siguiente imagen (figura 2.3):
Tabla 2.1. Ventajas y desventajas del uso de la biolixiviación frente a la hidro y pirometalurgia.
23
No todos tienen el mismo nivel o la misma capacidad de biodegradabilidad; esta
depende de las diferentes condiciones en las que se encuentre como el pH del
suelo, humedad, temperatura y flora microbiana. La biodegradabilidad puede
realizarse por dos métodos: 1) el método de prueba estándar 2) EN14046 ó ISO
14885 (en ambos métodos es realizada de manera controlada). (León, 2019)
Pueden ser agrupados en dos grandes grupos de estudio:
Extraídos gracias a recursos renovables con origen en biomasa.
Sintetizados biotecnológicamente.
(Avella, y otros, 2005)
3. MATERIALES Y MÉTODOS
Se han realizado diferentes búsquedas de artículos relacionados con la
microbiología industrial (tanto en inglés como en español) publicados en Pubmed
y Google Scholar (tanto en inglés, como en español y portugués) a lo largo de
los últimos años con el fin de realizar una comparación de diferentes
metodologías y aplicaciones en sus diversos campos, escogiendo finalmente
sobre la obtención de insulina, el uso de las bacteriocinas en la industria
Polilactida (PLA)Polímeros a base de
almidónPoliamidas (PA)
Polihidroxialcaonatos (PHA)
Partially biobased (PET)
Polycaprolactone (PCL)
Alcohol polivinílico (PVOH)
Figura 2.3. Los grandes bioplásticos con sus respectivas abreviaciones.
24
alimentaria y de la fabricación de los bioplásticos (dos artículos relacionados con
cada uno de estos temas) a modo de comparación de diferentes métodos y sus
resultados.
3.1 Criterios y métodos de búsqueda
El criterio de búsqueda ha sido en función del área que nos interesase, por
tanto se aplicaron filtros y diferentes normas para encontrar la mayor
variabilidad posible. A continuación veremos dos esquemas (figuras 3.1, 3.2)
con los diferentes resultados y criterios aplicados para escoger los artículos:
Pubmed
Microbiología
clínica
238833 resultados
Después de aplicar filtros de búsqueda:
16052
Microbiología
alimentaria
1500 resultados
Después de aplicar filtros de búsqueda: 125
Microbiología
ambiental
1728 resultados
Después de aplicar filtros de búsqueda: 65
Figuras 3.1. Procedimiento de selección de artículos sobre cada ámbito en Pubmed.
25
Finalmente, después de leer título, resumen y contenido además de descartar
los artículos, revisiones y libros que apareciesen en ambas plataformas o que
tengan contenido muy similar nos quedamos con:
9 de microbiología clínica, 58 de microbiología alimentaria y 38 de microbiología
ambiental.
4. RESULTADOS
A continuación se van a comentar los diferentes resultados de la búsqueda
bibliográfica realizada, después de seleccionar un tema en concreto de cada
ámbito y comparar metodologías o artículos. En primer lugar veremos dos
métodos de obtención de insulina, en segundo lugar el uso de las bacteriocinas
en la industria láctea y por último diferentes formas de fabricación de
bioplásticos.
4.1 Obtención de insulina
Una de las enfermedades que más afectan a la sociedad hoy en día es la
diabetes provocando hiperglucemia y posibles complicaciones derivadas de la
enfermedad. Hay diferentes formas de obtener la insulina necesaria para ayudar
con esta enfermedad, pero nos vamos a centrar en la producción de insulina
gracias a organismos bacterianos y en un proceso de fermentación para la
Scholar
Microbiología
clínica
49300 resultados
Después de aplicar filtros de búsqueda:
15500
Microbiología
alimentaria
18300 resultados
Después de aplicar filtros de búsqueda:
16300
Microbiología
ambiental
20100 resultados
Después de aplicar filtros de búsqueda:
15000
Figuras 3.2. Procedimiento de selección de artículos sobre cada ámbito en Google Scholar.
26
obtención de esta, ambos artículos obtenidos gracias a una búsqueda
bibliográfica.
Según el proceso de fermentación se utilizaron cepas de E. coli W3110 que
contenga el plásmido TrpLE-Met-Proinsulina. Se realizaron diferentes
fermentaciones (en concreto cuarenta y nueve) controlando pH, temperatura y
velocidad de crecimiento para definir finalmente las mejores condiciones de
fermentación. (Hernández, y otros, 2011)
Para producir insulina a partir de bacterias se utilizan enzimas para insertar en
el ADN bacteriano genes humanos para que estas bacterias consigan elaborar
material nuevo que previamente no eran capaces de sintetizar. Al ser la
capacidad de multiplicación muy elevada en los microbios se puede generar
mucha cantidad de la sustancia interesante en un corto plazo de tiempo, pero
para lograr el funcionamiento del experimento se debe primero aislar
correctamente el gen de la insulina.
En la tabla 4.1 podemos ver los agentes utilizados y los diferente resultados que
se obtienen con cada tipo de técnica:
Este tipo de técnicas de
recombinación de ADN (figura 4.1)
de los plásmidos bacterianos son
muy rentables económica y
científicamente y, en este caso
hablando de la insulina, es una gran
técnica para conseguir obtenerla y
contribuir a tratar a las personas con
la patología de la diabetes. (Gama,
Adams Schroeder, Martínez
Sánchez, & Salvadores Baledón,
2008)
Figura 4.1. Proceso de recombinación del
ADN.
https://es.wikipedia.org/wiki/Tecnolog%C3
%ADa_de_ADN_recombinante
27
Proceso Agente utilizado Resultado
Fermentaciones de lote
alimentado con volúmenes
de 10, 25 y 100 L
E. coli W3110 con plásmido
TrpLE-Met-Proinsulina
En 100L aumento del 100%
de las concentraciones de
proteína y TrpLE-Met-
Proinsulina
Mejora de rendimiento y
productividad en biomasa de
proinsulina en un 50%
Aumento del 40% de cuerpos
de inclusión
Recombinación de ADN E. coli Mucha cantidad de insulina
compatible genéticamente
con el paciente
Enzima clonadora β-
galactosidasa
Idéntica casi en su totalidad
con la producida
naturalmente
4.2 Uso de bacteriocinas en la industria láctea
Las bacteriocinas son toxinas a veces consideradas como antibióticos
sintetizadas por bacterias capaces de inhibir el crecimiento de cepas o bacterias
cercanas. El empleo de estas es de mucho interés hoy en día en la industria
alimentaria, ya que las producen las bacterias ácido lácticas (BAL) usualmente
aceptadas como GRAS (generally recognized as safe) por lo que serían
potenciales sustituyentes de los conservadores químicos tradicionales
abriéndonos paso a una nueva manera de preservación alimentaria.
En la industria láctea para inhibir las apariciones de Clostridium botulinum y de
Clostridium tyrobutyricum en quesos, además de otros tipos de bacterias
contaminantes se utiliza un antibiótico a modo de bioconservante sintetizado por
Lactotoccus lactis. (Burgos, Pérez Pulido, Cobo Molinos, Lucas, & Gálvez, 2017)
En la primera búsqueda bibliográfica encontramos una descripción de los
diferentes resultados obtenidos al añadir nisina en diferentes formas (como
encapsulada en liposomas o en nanovesículas de fosfatidil-colina de soja) en
Tabla 4.1. Comparación de diferentes técnicas de obtención de insulina mediante el uso de
microorganismos.
28
lugar de la nisina libre con el fin de evitar los efectos adversos que podía provocar
esta en los cultivos microbiológicos que dan lugar a la fermentación del queso.
La nisina ha sido la primera bacteriocina en poder ser comercializada además
de ser la que actualmente más documentada está, habiendo demostrado su alta
capacidad para disminuir la presencia de Staphylococcus aureus en el queso
fresco sin alterar sus características sensoriales ni su composición físicoquímica.
(Heredia-Castro, Hernández-Mendoza, González-Córdova, & Vallejo-Cordoba,
2017)
Se ha demostrado que la adición de nisina encapsulada a la nisina Z fueron muy
eficientes a la hora de inhibir la Listeria innocua en el queso Cheddar y Listeria
monocytogenes en el queso fresco Minas. Las cepas que producen las diferentes
variantes de la nisina Z provocan también una disminución en Clostridium
tyrobutyricum.
Otra forma de inhibir L. innocua por completo fue añadir la nisina junto con un
tratamiento térmico y almacenando el producto durante seis días. En las tablas
4.2 y 4.3 podemos ver los diferentes tratamientos aplicados, los espectros de
inhibición, la bacteriocina utilizada y el tipo de queso (o suero) donde se aplica.
Bacteriocina Tratamiento Espectro de
inhibición
Tipo de suero
Nisina Almacenamiento Listeria
monocytogenes
Suero de queso feta
Nisina Tratamiento con calor Listeria innocua Suero de queso
Nisina Baja temperatura Listeria innocua Concentrado de
proteína de suero
Tabla 4.2. Usos de Nisina para la obtención de sueros de queso con tratamiento y el espectro
de inhibición.
29
4.3 Biosíntesis de bioplásticos: PHA
“Los PHA son polímeros lineales de (R)-3-hidroxiácidos en los cuales el grupo
carboxilo de un monómero forma un enlace tipo éster con el grupo hidroxilo del
monómero siguiente” (Almeida, Ruiz, López, & Pettinari, 2004)
Gracias a sus propiedades físicas y su capacidad de biodegradación los PHA
están siendo muy estudiados en la industria a modo de sustituir los plásticos por
este tipo de material ya que los plásticos de polipropileno tardan alrededor de
quinientos años en descomponerse mientras que un bioplástico se descompone
en unas cuantas semanas y podrá ser reconocido por el medio en el que se
encuentre reduciendo así el impacto ambiental.
El microorganismo que tiene mayor capacidad de producir PHA es Ralstonia
eutropha. Después de acondicionar el sustrato, activar la cepa microbiana e
incubarla, se puede extraer el PHA y valorar la cantidad producida relacionándola
con el sustrato que se ha utilizado y con el tiempo de fermentación.
A continuación encontramos la tabla 4.4 explicando el procedimiento de
obtención de bioplástico a partir de la harina de yuca y el resultado obtenido con
el procedimiento:
Bacteriocina Tratamiento Espectro de
inhibición
Tipo de queso
Nisina Z Encapsulación en
liposoma
Listeria innocua Queso cheddar
Nisina Z Encapsulación en
liposoma
Listeria
monocytogenes
Queso minas
Nisina Ácido caprílico +
grasa +
cinamaldehido +
NaCl
Listeria
monocytogenes
Queso fresco
hispánico
Tabla 4.3. Usos de Nisina y Nisina Z para la obtención de tipos de queso con tratamiento y
el espectro de inhibición.
30
Procesos Ralstonia eutropha
Acondicionamiento del sustrato Hidrólisis enzimática a partir de harina de
yuca para obtener glucosa
Activación cepa microbiana Medio tripticasa soya
(triptona 17 g/L, soytona o peptona de
soya 3 g/L, glucosa 2.5 g/L, cloruro
de sodio 5.0 g/L, fosfato dipotásico de
hidrógeno 2.5 g/L)
Incubación 32ºC/48 horas
Fermentación A 30º durante 36 horas con agitación de 150
rpm
Extracción de PHA Centrifugación a 4500 rpm durante 15
minutos y extracción con 5mL de H2SO4
0,1M en ebullición 1 hora
Cantidad extraída 230,4 g/L (92%)
(Micán, López López, & Martínez Hernández, 2017)
Económicamente hablando aunque aún se siguen utilizando los plásticos
derivados del petróleo, se están investigando diferentes formas de producir estos
tipos de biomateriales para hacerlos más rentables y así tener una alternativa ya
que las reservas de petróleo están disminuyendo poco a poco.
Hay más modos de conseguir bioplásticos que no sea mediante
microorganismos; por ejemplo según un estudio publicado en Journal of
Undergraduate Research se pueden producir plásticos biodegradables gracias
al almidón encontrado en las cáscaras de plátano, el cual se extrae rayando el
endocarpio, deshidratándolo, triturándolo y finalmente moliéndolo. Después de
obtener este polvo, se agrega agua, vinagre y glicerina obteniendo una pasta
que será tratada con diferentes técnicas para conseguir, finalmente, nuestro
plástico biodegradable. Este experimento dio buenos resultados pero presentó
complejidad a la hora de extraer el almidón ya que es un procedimiento que
aparte de tener muchas pruebas a realizar, deben ser realizadas en su mayoría
manualmente. (Castillo, y otros, 2015)
Tabla 4.4. Método de obtención de bioplásticos.
31
En la tabla número 4.5 veremos el proceso de obtención de bioplásticos a partir
de la cáscara de un plátano, con los respectivos materiales necesarios y el
resultado obtenido:
Proceso Materiales necesarios Resultado
Incubación cepa
microbiana
Ralstonia eutropha Obtención de PHA
Aun en estudio su mejora de
productividad
Bioplástico a partir de la
cáscara de plátano
Almidón Pasta útil como bioplástico
Complejidad en el proceso
5. DISCUSIÓN
El objetivo de esta revisión era ver las diferentes aplicaciones que tienen los
microorganismos y sus aplicaciones industriales. Se han buscado sobre
diferentes ámbitos y finalmente se han incluido tres (uno de cada campo
mencionado) que son muy importantes no solo en la industria con fines
económicos, sino que son vitales o suponen un salto para mejorar las
condiciones que nos rodean tanto ahora como en un futuro como en el caso de
los bioplásticos que están pensados para reducir el impacto ambiental al que
estamos sometiendo a nuestro entorno diariamente sustituyendo a los plásticos
convencionales de manera eficiente intentando que su coste de fabricación sea
similar.
En cuanto a la sintetización de insulina, ambos procedimientos son
perfectamente válidos y viables y gracias al uso de bacterias podemos obtener
buenos resultados, pero es cierto que gracias a la recombinación de ADN en E.
coli esta hormona se obtiene casi idéntica a la natural secretada por el páncreas
y es genéticamente compatible con el paciente casi en su totalidad, mientras que
con las fermentaciones de bacterias, aunque el resultado sigue siendo muy
bueno presenta alguna desventaja en comparación.
Tabla 4.5. Método de obtención de bioplásticos.
32
Por último es gracias al uso de bacteriocinas que se pueden eliminar ciertas
cepas presentes en lo lácteos de forma natural que serían incompatibles con
nuestra salud y nos causarían enfermedades. Teniendo en cuenta el alto
consumo de quesos en nuestra actualidad y el creciente interés en la salud
alimentaria y en las mejoras industriales este tipo de práctica es muy rentable
económicamente, y aunque hoy en día la Nisina es de las pocas bacteriocinas
comercializadas por estar considerada como GRAS, poco a poco y con el avance
que va sufriendo poco a poco la industria alimentaria y microbiológica esta
variabilidad irá aumentando.
Todas estas aplicaciones, enfocadas a un ámbito o a otro no hubieran sido
posibles sin las continuas investigaciones que se han ido realizando sobre la
microbiología desde la invención del microscopio hasta hoy en día, y poco a poco
todas las técnicas se van refinando con el objetivo de conseguir también impulsar
la industria asegurándonos una mayor calidad en los procesos.
6. CONCLUSIONES
Las conclusiones que podemos sacar de este trabajo son las siguientes:
Poco a poco cada vez está más normalizado el uso de los
microorganismos para obtener diferentes beneficios que sin ellos nos
produciría más costo y polución.
La microbiología industrial hoy en día la podemos encontrar
prácticamente en todo lo que nos rodea y posee una importancia muy
grande, desde facilitarnos algunos procesos que hasta hace unos años
eran más rudimentarios, menos seguros o ni siquiera eran pensables
hasta algo tan cotidiano como es la conservación de los alimentos que
consumimos diariamente.
El uso de la microbiología enfocado en poder sustituir a los plásticos poco
a poco nos ofrece en una perspectiva de futuro una mejora
medioambiental.
La industria microbiológica está íntimamente relacionada con la salud
animal y humana; como hemos podido ver con el ejemplo de la
sintetización de insulina gracias a la recombinación de ADN o a la
fermentación de bacterias E. coli es un gran salto en la salud para las
33
personas diabéticas que no son capaces de sintetizar la insulina por ellos
mismos.
La estrecha relación entre alimentación y salud también está influida por
los microorganismos, tanto para beneficiarnos del uso de probióticos en
la dieta como para mejorar la conservación alimentaria y favorecer los
tratamientos en productos lácteos.
Aún queda investigación que realizar y seguir perfeccionando (o
mejorando) las técnicas hasta ahora utilizadas, además de conocer más
profundamente el mundo de la microbiología y continuar pensando
nuevas formas de mejorar esta industria ya que es un mundo en constante
cambio y lo que hoy en día no nos supone un problema, en unos años
podría serlo.
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