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MICROORGANISMOS DE USO INDUSTRIAL

Daniela Escobar Vargas
10-02


Institución Educativa Julio Cesar Turbay Ayala


Soacha
2016

TIPOS DE MICROORGANISMOS INDUSTRIALES

Los microorganismos que sintetizan productos útiles para el hombre representan, como  máximo, unos pocos centenares de especies de entre las más de 100000 descritas en  la Naturaleza. Los pocos que se han encontrado con utilidad industrial son apreciados  por elaborar alguna sustancia que no se puede obtener de manera fácil o barata por otros métodos.

1.- Levaduras

Las levaduras se vienen utilizando desde hace miles de años para la fabricación de pan  y bebidas alcohólicas. La levadura que sin duda fue la primera y aún hoy en día sigue  siendo la más utilizada por el hombre es Saccharomyces cerevisiae de la que se  emplean diferentes cepas para la fabricación de cerveza, vino, sake, pan y alcoholes  industriales. Kluyveromyces fragilis es una especie fermentadora de la lactosa que se  explota en pequeña escala para la producción de alcohol a partir del suero de la leche. Yarrowia lipolytica es una fuente industrial de ácido cítrico. Trichosporum cutaneum desempeña un importante papel en los sistemas de digestión aeróbica de aguas residuales debido a su enorme capacidad de oxidación de compuestos orgánicos, incluídos algunos que son tóxicos para otras levaduras y hongos, como los derivados fenólicos.

2.- Hongos filamentosos

Los hongos tienen una gran importancia económica, no tan sólo por su utilidad, sino también por el daño que pueden causar. Los hongos son responsables de la degradación de gran parte de la materia orgánica de la Tierra, una actividad enormemente beneficiosa ya que permite el reciclaje de la materia viva. Por otro lado,  los hongos causan gran cantidad de enfermedades en plantas y animales y pueden destruir alimentos y materiales de los que depende el hombre. Los efectos perjudiciales de los hongos están contrarrestados por su utilización industrial. Los hongos son la base de muchas fermentaciones como la combinación de soya, habichuelas, arroz y cebada que dan lugar a los alimentos orientales miso, shoyu y tempeh. Los hongos son también la fuente de muchos enzimas comerciales (amilasas, proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos (cítrico, láctico), antibióticos (penicilina), quesos especiales (Camembert).

3.- Bacterias
Entre las especies bacterianas de interés industrial están las bacterias del ácido acético, Gluconobacter y Acetobacter que pueden convertir el etanol en ácido acético. El género Bacillus es productor de antibióticos (gramicidina, bacitracina, polimixina), proteasas e insecticidas. Del género Clostridium cabe destacar Clostridium acetobutylicum que puede fermentar los azúcares originando acetona y butanol. Las bacterias del ácido láctico incluyen, entre otras, las especies de los géneros Streptococcus y Lactobacillus que producen yogur. Corynebacterium glutamicum es una importante fuente industrial de lisina. El olor característico a tierra mojada se debe a compuestos volátiles (geosmina) producidos por Streptomyces aunque su principal importancia radica en la producción de antibióticos como anfotericina B, kanamicina, neomicina, estreptomicina, tetraciclina, etc.

CARACTERISTICAS

Existen una serie de características que comparten todos los microorganismos y que  suponen ciertas ventajas para su uso en la industria. La más fundamental, el pequeño  tamaño de la célula microbiana y su correspondiente alta relación de superficie a  volumen. Esto facilita el rápido transporte de nutrientes al interior de la célula y permite,  por consiguiente, una elevada tasa metabólica. Así, la tasa de producción de proteína  en las levaduras es varios órdenes de magnitud superior que en la planta de soya, que,  a su vez, es 10 veces más alta que en el ganado. Esta velocidad de biosíntesis microbiana extremadamente alta permite que algunos microorganismos se reproduzcan  en tan solo 20 minutos (Escherichia coli). Los ambientes capaces de albergar vida  microbiana son muy variados. Se han encontrado especies que viven a temperaturas  comprendidas entre el punto de congelación del agua y el punto de ebullición, en agua salada y dulce, en presencia y en ausencia de aire. Algunos han desarrollado ciclos de vida que incluyen una fase de latencia en respuesta a la falta de nutrientes: en forma  de esporas permanecen inactivos durante años hasta que el medio ambiente, más favorable, permita el desarrollo de las células. Los microorganismos se hallan capacitados para acometer una extensa gama de reacciones metabólicas y adaptarse así a muchas fuentes de nutrición. Versatilidad que hace posible el que las fermentaciones industriales se basen en nutrientes baratos.  Un microorganismo de uso industrial debe producir la sustancia de interés; debe estar disponible en cultivo puro; debe ser genéticamente estable y debe crecer en cultivos a  gran escala. Otra característica importante es que el microorganismo industrial crezca rápidamente y produzca el producto deseado en un corto período de tiempo. El microorganismo debe también crecer en un relativamente barato medio de cultivo disponible en grandes cantidades. Además, un microorganismo industrial no debe ser patógeno para el hombre o para los animales o plantas. Otro requisito importante es la facilidad de separar las células microbianas del medio de cultivo; la centrifugación es dificultosa o cara a gran escala. Los microorganismos industriales más favorables para esto son aquellos de mayor tamaño celular (hongos filamentosos, levaduras y bacterias filamentosas) ya que estas células sedimentan más fácilmente que las bacterias unicelulares e incluso son más fáciles de filtrar.

¿QUÉ ES?

Los microorganismos de uso industrial, son microorganismos que se utilizan en procesos de fermentación industrial o como probióticos. Son, principalmente, levaduras, mohos, bacterias y actinomicetes (bacterias filamentosas); hoy se suman a ellos los cultivos de células de mamífero y los "hibridomas": nuevas células creadas por la fusión de dos líneas celulares. La mayoría de los microorganismos no tienen uso industrial pero de los microorganismos que se aíslan de la naturaleza se seleccionan aquellos que fabrican uno o más productos de interés específicos, si bien los microorganismos que se utilizan en la industria han sido aislados de la naturaleza por métodos tradicionales, estos son modificados mucho antes de ingresar a la industria. Estas modificaciones se pueden llevar a cabo genéticamente ya sea por mutaciones o por recombinaciones y tienen por objeto obtener una especialización metabólica elevada para aumentar el rendimiento en metabolitos particulares. De hecho las vías metabólicas menores se reprimen o se eliminan.

Los microorganismos industriales pueden presentar propiedades pobres de desarrollo, pérdida de capacidad de esporulación y propiedades celulares y bioquímicas alteradas. Aunque estas cepas pueden desarrollarse muy bien en las condiciones altamente especializadas del fermentador industrial, pueden presentar un crecimiento pobre en los ambientes naturales muy competitivos. Aunque la fuente de todas las cepas industriales es el ambiente natural, a medida que los procesos industriales se han ido perfeccionando a través de los años, diversas cepas industriales se han ido depositando en colecciones de cultivo en distintos países. Cuando se patenta un nuevo proceso industrial se debe dejar una cepa capaz de llevar a cabo ese proceso en una colección de cultivos reconocida.

INTRODUCCIÓN

Los microorganismos que sintetizan productos útiles para el hombre representan, como máximo, unos pocos centenares de especies de entre las más de 100.000 que existen en la naturaleza. Su importancia en la fabricación de la cerveza, el vino y el pan se descubrió casi por accidente. Las levaduras que transforman la malta, el zumo de uva y la masa de pan son organismos ubicuos, como las bacterias que fermentan la leche y los mohos que determinan las características distintivas de las diversas clases de quesos. A estos tres grupos de microorganismos con aplicaciones industriales —levaduras, mohos y bacterias— debe añadirse un cuarto, los Actinomicetes, bacterias filamentosas habitantes del suelo, cuyo valor como fuente de antibióticos no se descubrió hasta la década de los cuarenta. A todos ellos hay que sumarles ya unas células que, si bien no se encuentran libres en la naturaleza, pueden fabricar sustancias útiles en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades: cultivos de células de mamíferos.No existe ninguna raya definida que permita dividir los microorganismos útiles de los inútiles. Todos son útiles en el sentido de que ayudan a reciclar las moléculas del mundo orgánico. En este aspecto no son meramente útiles, sino indispensables. Un considerable número de microorganismos pueden, evidentemente, ser nocivos para animales y plantas. Pero la mayoría suelen mostrarse inocuos. Los pocos que se han encontrado con utilidad industrial son apreciados por elaborar alguna sustancia que no se puede obtener de manera tan fácil o barata por otros métodos. En contados casos, el objetivo del cultivo son las mismas células microbianas, la levadura del pan, por ejemplo. Lo frecuente, sin embargo, es que la sustancia deseada sea un producto de su metabolismo, como el etanol.