Question

Importancia de la fermentación para los procesos industriales

Answer 1

  En este capítulo vamos a utilizar la producción de vino como esquema para estudiar los principios básicos de la microbiología industrial y de la biología de microorganismos. Más adelante estudiaremos otros procesos de producción industrial con un mayor detalle.     La microbiología industrial está dedicada a la utilización comercial de microorganismos e incluye procesos que tienen gran importancia económica, ambiental y social.     Tradicionalmente se ha utilizado la palabra fermentación en microbiología industrial para describir los procesos de cultivo de microorganismos con propósitos industriales. Sin embargo, no hay que confundir esta utilización del térmico con el proceso bioquímico de fermentación consistente en la regeneración del poder reductor (NADH) por un procedimiento no oxidativo (estos procesos se estudiarán más adelante en el curso). La fermentación que tiene lugar en la producción del vino, en este sentido, comprende ambos significados: por un lado, se trata bioquímicamente de un proceso de fermentación (producción de alcohol a partir de glucosa en condiciones anaerobias) y es una fermentación industrial en el sentido de que se trata de un proceso industrial llevado a cabo por microorganismos.     El desarrollo de una fermentación industrial incluye dos tipos de procesos denominados, por sus nombres en inglés, procesos upstream y procesos downstream. Los procesos upstream comprenden la selección y preparación del microorganismo, la preparación del medio de cultivo y de las condiciones de fermentación (cultivo). Los procesos downstream incluyen la purificación del producto y el tratamiento de los residuos de la fermentación.     En el proceso de fermentación del mosto de uva para producir vino, podemos distinguir los procesos upstream de la selección y preparación de cepas de levadura, tratamiento del mosto y acondicionamiento de loas condiciones de fermentación. Los procesos downstream comprenden, en este caso, el tratamiento del vino para su clarificación y el de los residuos del proceso.     Los productos fabricados por fermentaciones industriales pueden agruparse grosso modo en dos clases:(1) los productos de gran volumen y bajo valor (en este grupo se incluyen los productos alimenticios, bebidas, aditivos alimentarios y algunos productos químicos producidos por fermentación) y(2) los productos de bajo volumen y alto valor (los fármacos, por ejemplo).     Por otro lado, hay que señalar que tienen origen en fermentaciones industriales un gran número de productos de uso cotidiano que pertenecen a diferentes grupos:(1) alimentos (derivados lácteos y de vegetales fermentados), bebidas (vino, cerveza, etc.), aditivos alimentarios (vinagre, ácido cítrico, carotenos, etc.).(2) productos farmacéuticos: antibióticos ß-lactámicos (penicilinas y cefalosporinas), antibióticos aminoglicósidos y tetraciclinas; compuestos antitumorales y otros fármacos (lovastatina, por ejemplo, utilizada para controlar la producción de colesterol).(3) Enzimas microbianas tales como proteasas, amilasas, etc.(4) Productos químicos tales como alcoholes, polisacáridos, disolventes (acetona), lípidos, productos base para la producción de plásticos, etc.(5) Productos recombinantes diseñados por ingeniería genética.     Además de estas utilidades, los microorganismos se usan industrialmente en ciertos procesos de microbiología ambiental tales como el tratamiento de residuos sólidos y líquidos y en biorremediación. Estos aspectos serán tratados más adelante en este curso.2.- Producción de vino     Se trata de una fermentación para la fabricación de un producto de gran volumen y bajo valor añadido. En el proceso, un hongo (Saccharomyces cerevisiae) crece utilizando el azúcar (glucosa) presente en el mosto de uva para producir alcohol. El proceso puede esquematizarse como sigue:     Vamos a utilizar el estudio de la fermentación del vino para revisar los factores que intervienen en un proceso industrial estudiando en los próximos apartadosEl microorganismo (hongos)El crecimiento de microorganismosEl medio de cultivoEl proceso de fermentación