Los Microorganismos En La Industria De Los Alimentos

Los microorganismos en la industria de alimentos

Microorganismos y alimentos

Habitualmente, los microorganismos tienen mala fama. Se los asocia a las enfermedades y al deterioro de los alimentos. Sin embargo, cumplen muchas funciones beneficiosas para otros seres vivos y el ambiente. Además, el hombre ha aprendido a aprovecharlos en beneficio propio. Por ejemplo, en la producción de alimentos.

La biotecnología alimentaria tradicional utiliza ampliamente los microorganismos, que intervienen en diferentes etapas de las producción del alimento. Son esenciales para la producción de muchos alimentos, como el vino, la cerveza, panificados, productos lácteos, entre otros. En muchos de estos productos los microorganismos hacen su función durante el proceso de producción, pero no están presentes como células vivas en el producto alimentario. En otros, los microorganismos están presentes en el producto, como en muchos productos lácteos.

Los microorganismos se usan también ampliamente para producir suplementos y aditivos (por ej. vitaminas, conservantes, aromatizantes y colorantes naturales), o aditivos para el procesado, como las enzimas. Las enzimas purificadas a partir de microorganismos se utilizan para producir ingredientes como el jarabe de maíz rico en fructosa.

Muchos microorganismos, que tienen una larga tradición de utilización en la industria alimentaria, se han modificado mediante técnicas tradicionales de mutagénesis y de selección. Esto ha permitido un uso cada vez más eficiente y controlado de los microorganismos. Además, en los últimos años se han desarrollado las herramientas para poder mejorarlos por técnicas de ingeniería genética, lo que ha hecho aún más eficiente su aprovechamiento.

Los Microorganismos

La definición clásica de microorganismo considera que es un organismo microscópico constituido por una sola célula o agrupación de células. Se consideran como tales a las bacterias, los hongos (levaduras y hongos filamentosos muy pequeños), e incluye también a los virus, aunque la estructura de ellos es más simple y no llega a conformar una célula.

Bacterias. La célula procariota típica de una Eubacteria posee pared celular, membrana citoplasmática y el citoplasma sin organelas ni divisiones, en el cual el material genético (un solo cromosoma circular) se encuentra suelto en el citoplasma ya que no existe envoltura nuclear, en una región conocida como nucleoide. Algunas especies contienen plásmidos, que son pequeñas moléculas circulares de ADN que suelen codificar para genes que le otorgan a la bacteria ciertas ventajas adaptativas, como por ejemplo: enzimas que le permiten degradar distintas fuentes de carbono, enzimas que producen antibióticos o incluso otras enzimas que le permiten tolerar la presencia de ciertos antibióticos.

Entre las especies bacterianas de interés industrial están las bacterias del ácido acético, Gluconobacter y Acetobacter que pueden convertir el etanol en ácido acético, principal componente del vinagre. Las bacterias del ácido láctico incluyen, entre otras, las especies de los géneros Streptococcus, Lactobacillus y Leuconostoc que producen yogur y queso.

Hongos Las levaduras son organismos eucariontes, y como tales tienen el material genético en el

núcleo, cuentan con organelas y sistema de membranas (mitocondrias, retículos, etc), y tienen pared celular. La levadura más conocida y utilizada para la mayoría de los procesos fermentativos es Saccharomyces cerevisiae (ver Cuaderno 50). Con ella se produce el pan, el vino y la mayoría de las demás bebidas alcohólicas

Existen otros tipos de hongos asociados a los alimentos y que no son levaduras. Se trata de los hongos filamentosos, pluricelulares que presentan regiones del cuerpo diferenciadas. Sus células son eucariontes, con pared celular. Dentro del grupo de los hongos filamentosos se encuentran aquellos que son fuente de enzimas comerciales (amilasas, proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos (cítrico, láctico), quesos especiales (Camembert, Roquefort) y de las setas.

Uso de microorganismos a escala industrial

El uso de microorganismos para la obtención de alimentos es una de las aplicaciones más antiguas de la biotecnología. En la actualidad se han ido seleccionando las mejores cepas y se han desarrollado grandes industrias y economías en base a ellos.

Ya sea bacteria o levadura, existen varias características que debe cumplir un microorganismo para su uso en la industria:

• El tamaño de la célula debe ser pequeño para facilitar el intercambio de sustancias con el entorno y permitir, de esta forma, una elevada tasa metabólica.

• Producir la sustancia de interés.

• Estar disponible en cultivo puro.

• Ser genéticamente estable.

• Crecer en cultivos a gran escala.

• Crecer rápidamente y obtener el producto deseado en un corto período de tiempo.

• No ser patógeno para el hombre o para los animales o plantas.

• El medio de cultivo debe estar disponible en grandes cantidades y ser relativamente barato.

La fermentación

El proceso común que interviene en la fabricación del pan, el vino y los quesos (por citar sólo algunos alimentos), es la fermentación que realizan los microorganismos presentes en la materia prima. El término fermentación es entendido de forma distinta en el contexto de la biología celular que en el contexto industrial.

En el sentido biológico la fermentación es un proceso de obtención de energía en condiciones anaeróbicas (ausencia de oxígeno) que puede generar como producto final ácido láctico (fermentación láctica, por las bacterias ácido-lácticas) o etanol (fermentación alcohólica por levaduras).

La reacción de la fermentación láctica sería:

Glucosa ---------> Ácido Láctico + energía + H2O

La reacción de la fermentación alcohólica sería:

Glucosa -------> Etanol + energía + CO2

En el contexto industrial, se denomina fermentación a un proceso microbiano a gran escala, tanto si se realiza en condiciones aeróbicas como anaeróbicas.

Bacterias productoras de queso

La elaboración del queso consta de varias etapas, que comienza con la pasteurización de la leche. Luego se agrega el fermento que contiene las bacterias lácticas, y se deja madurar la leche. Como consecuencia de la fermentación, en la cual las bacterias degradan el azúcar de la leche (lactosa), se obtiene ácido láctico. El ácido láctico desnaturaliza las proteínas de la leche (fundamentalmente caseína) que precipitan arrastrando con ellas la grasa. Además, produce acidez que inhibe el desarrollo de gérmenes indeseables, incluyendo los potencialmente

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