La biotecnología aplicada a la industria alimentaria
Entre los alimentos más antiguos en cuya elaboración intervienen actividades biológicas tenemos:
- Productos lácteos: quesos, yogures y suero de leche, de alto valor económico y nutritivo.
- El vinagre que, además de servir como aromatizante de ensaladas y otros alimentos, sirve para preparar los encurtidos (pepinillos, aceitunas) y conservas de algunos alimentos.
- Los alimentos originados por la actividad de levaduras, como los productos de panadería y bollería, así como también las bebidas alcohólicas.
El pan es un producto biotecnológico producido mediante fermentación
Muchos microorganismos utilizados en los procesos industriales derivan inicialmente de ambientes naturales, como la levadura, que se encuentra en la piel de las uvas. A través de los años, para mejorar el rendimiento de la producción de los alimentos, se han ido perfeccionando cepas industriales que son objeto de patentes. En la actualidad se están introduciendo cepas modificadas genéticamente.
En esta tabla vemos algunos de los procesos anteriormente citados y el microorganismo responsable:
- Fabricación del vino: Saccharomyces uvarum
- Fabricación de la cerveza: Saccharomyces cerevisiae / S. calbergensis
- Fabricación de la sidra: Saccharomyces cidrii
- Fabricación del yogur: Lactobacillus bulgaricus
- Fabricación del pan: Saccharomyces cerevisiae
Además de los alimentos tradicionales, la industria alimentaria se sirve de los microorganismos para obtener materias primas que entran a formar parte de la composición de diferentes tipos de alimentos. Éste es el caso de los aditivos, que dan sabores ácidos (ácido cítrico), salados (glutamato monosódico) o dulces (aspartamo, combinación de dos aminoácidos producidos por dos microbios).
Muchos de los alimentos comentados, especialmente los más tradicionales, son el resultado de procesos de fermentación, rutas catabólicas en las que, a partir de un compuesto orgánico inicial, se obtienen otros compuestos orgánicos más pequeños. Según el tipo final de producto que se obtenga, distinguimos entre:
- Fermentación láctica, implicada en la obtención de productos lácteos. A partir de la lactosa de la leche se origina ácido láctico.
- Fermentación alcohólica, proceso característico de las levaduras (Saccharomyces) cuando se encuentran en ambientes anaerobios (sin oxígeno) en los que transforman azúcares en alcohol.
- Fermentación acética, proceso típico de ciertas bacterias aerobias; en él, a partir de etanol de cualquier origen se obtiene ácido acético, utilizando parte de la ruta de la respiración celular que necesita del oxígeno.
El recipiente en el que se facilita el crecimiento de los microorganismos y la obtención de sus productos se denomina fermentador. Su tamaño oscila desde unos cuantos litros, a escala de laboratorio, a cientos de miles de litros, a escala industrial. El único requisito que deben cumplir los fermentadores que se utilizan para procesos anaeróbicos es que han de eliminar el calor que se genera durante la fermentación. En los de procesos aeróbicos hay que asegurar el mezclado permanente de las materias primas y de los microorganismos con una aireación adecuada.
Algunas industrias se dedican a fabricar enzimas sintetizadas por microorganismos que sean capaces de actuar fuera de las células, las cuales son muy útiles en las industrias alimentaria, farmacéutica y textil. Su ventaja es su elevada especificidad de sustrato y el hecho de que catalizan la formación de isómeros ópticos concretos. Destaca la producción de extremozimas, enzimas que funcionan en condiciones ambientales extremas. Como cualquier reacción química se acelera a elevadas temperaturas, las extremozimas de microbios termófilos resultan ideales para trabajar en esas condiciones. Para aumentar la cantidad de enzimas que sintetizan los microorganismos, se añaden al fermentador inductores adecuados.
Fermentadores industriales