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Tema 15 aplicaciones de los microorganismos
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Tema 15 aplicaciones de los microorganismos

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  • 1. APLICACIONES DE LOS MICROORGANISMOS TEMA 15
  • 2. TEMARIO P.A.U.• 7.- Concepto de microbiología industrial. Importancia social y económica.• 8.- Aplicaciones de las fermentaciones: La fabricación del pan y del yogur como ejemplos de la utilidad de los microorganismos en el proceso de transformación de alimentos.
  • 3. CONCEPTO DE BIOTECNOLOGÍA• La Biotecnología se puede definir como el conjunto de técnicas basadas en la utilización controlada de seres vivos o de sus componentes, para la obtención industrial de productos de interés para el hombre.• Entre estos se encuentran: sustancias químicas (medicamentos, alimentos, combustibles, etc) o especies que mejoran la producción agrícola y ganadera, etc.
  • 4. CONCEPTO DE BIOTECNOLOGÍA• Los procesos biotecnológicos los podemos reunir en dos grupos: –Los tradicionales, que se basan en las fermentaciones –Los modernos basados en la ingeniería genética.
  • 5. CONCEPTO DE BIOTECNOLOGÍA• La biotecnología tradicional. Consiste en el cultivo a gran escala de microorganismos capaces de producir como resultado de su metabolismo sustancias de interés.• Estos procesos se basan en la obtención mediante técnicas genéticas clásicas (mutación, selección) de las cepas de microorganismos más productivas, en la mejora de las condiciones fisico-químicas de cultivo (pH, Tª, etc) para conseguir un alto rendimiento de la sustancia buscada, y en el perfeccionamiento de las técnicas de aislamiento y purificación, para separar eficazmente el producto de interés.
  • 6. CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA• La Biotecnología es de gran utilidad en numerosos campos: industria, ganaderia, agricultura, medicina etc.
  • 7. CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA
  • 8. LA BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA• Los microorganismos que sintetizan productos útiles para el hombre son unos pocos centenares de especies.• Los grupos de microorganismos de interés industrial: bacterias, levaduras y hongos.
  • 9. LA BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA• Estos microorganismos de interés industrial deben reunir las siguientes características: – Ser estables genéticamente, pero susceptibles de manipulación genética. – Ser capaces de crecer en cultivo a escala industrial y mantenerse en estas condiciones durante largo tiempo. – Ser capaces de crecer rápidamente en un medio de cultivo líquido y barato, y producir la sustancia deseada en un corto período de tiempo. – No ser patógenos ni para las personas ni para las plantas o animales. – Ser fácilmente eliminables del medio de cultivo.
  • 10. Producción de alimentos y bebidas• La producción de alimentos y bebidas por fermentación constituye una aplicación importante de la biotecnología.• Las fermentaciones más relevantes son: – La láctica – La alcohólica
  • 11. Fermentación láctica• En este proceso intervienen las llamadas bacterias lácticas (Lactobacillus y Lactococcus) que fermentan azucares sencillos y originan ácido láctico, estas bacterias que tienen efectos muy beneficiosos para el hombre, aparecen de forma natural en la leche no esterilizada. Mediante este proceso se lleva a cabo la fabricación del queso, yogur, mantequilla y otros derivados lácteos.
  • 12. Fermentación láctica: yogur
  • 13. Fermentación alcohólica• En este proceso intervienen levaduras del género Saccharomyces.• Este proceso se utiliza en la fabricación del pan y en la elaboración de bebidas alcohólicas (vino, cerveza, etc).
  • 14. Fabricación del pan• Al principio se hacían los panes ácimos (sin fermentar), hoy se utiliza el pan fermentado por levaduras de las especies Saccharomyces cerevisiae.• La levadura degrada los azúcares de la harina originando alcohol etílico y dióxido de carbono. El alcohol desaparece durante el horneado así como las levaduras, y el dióxido de carbono queda atrapado en la masa formando burbujas y dándole su aspecto característico.
  • 15. Fabricación del pan
  • 16. Fabricación del pan• Si criamos levaduras en un medio con abundante oxígeno, crecen abundantemente. De esta manera se recogen las células por centrifugación, prensarlas junto a ciertos aditivos y así se obtiene la levadura seca activa.
  • 17. Elaboración de cerveza, vino y otras bebidas alcohólicas• Intervienen levaduras como Saccharomyces cerevisiae, que produce una fermentación alcohólica de los azucares presentes en los granos de cereales malteados (germinados y posteriormente tostados) en el caso de la cerveza y en el zumo de uva caso del vino.• Obteniéndose un líquido con distinto porcentaje en alcohol etílico. Existen otras bebidas alcohólicas (brandy, ginebra, etc) que se obtienen por destilación del de las bebidas fermentadas.
  • 18. Elaboración de vino
  • 19. Elaboración de vino
  • 20. Elaboración de vino
  • 21. Elaboración de vino
  • 22. Elaboración de vino
  • 23. Elaboración de vino
  • 24. Elaboración de vino
  • 25. Producción de fármacos• Los productos de interés para la industria farmacéutica pueden agruparse en cuatro categorías: agentes antiinfecciosos (antibióticos, sulfamidas, vacunas, drogas antifúngicas, etc.), enzimas, vitaminas y esteroides.• Los antibióticos son sustancias químicas sintetizadas por microorganismos, que pueden matar o inhibir el crecimiento de otros microorganismos. Son producidos por hongos filamentosos (Penicillium) y bacterias actinomicetales (Streptomyces). El primero que se obtuvo fue la penicilina en 1929.• Otros logros posteriores han sido la obtención de la hormona de crecimiento, la insulina y el interferón (agente antitumoral), vacuna contra la hepatitis, etc
  • 26. Producción de antibióticos• Son sustancias liberadas naturalmente por los hongos filamentosos que inhiben el crecimiento, desarrollo o reproducción de las bacterias.• Entre ellos caben citar: Las penicilinas y bacitracinas que inhiben la síntesis de los peptidoglicanos de la pared celular de las bacterias; el cloranfenicol, las tetraciclinas y eritromicinas que impide la síntesis de proteínas bacterianas, incidiendo sobre los ribosomas.• Aunque se conocen más de 8000 antibióticos distintos, cada año se consiguen descubrir varios cientos más; para poder usarlos hay que identificar el organismo que lo fabrica, llevarlo a los biorreactores o fermentadores, obtener el producto, purificarlo, refinarlo y cristalizarlo para su uso comercial.
  • 27. Elaboración de productos químicos industriales y combustibles• Productos químicos que se emplean como disolventes, combustibles, lubricantes, adhesivos, plásticos, pesticidas, colorantes, cosméticos, aromatizantes, etc.• Los más importantes son: enzimas, compuestos orgánicos alifáticos y aminoácidos.
  • 28. Elaboración de productos químicos industriales y combustibles• Las enzimas se utilizan como descomponedores de grandes moléculas. Entre las que caben destacar: proteasas, amilasas, etc.• Los compuestos orgánicos alifáticos pueden diferenciarse en disolventes y ácidos orgánicos. – -Disolventes: Etanol, se usa como disolvente, anticongelante, como combustible de automóviles, etc. Glicerol, sirve como lubricante, en productos cosméticos y farmacéuticos. – -Los ácidos orgánicos industriales: acético, cítrico, etc. Se usan con distintos fines.• Los aminoácidos. Se destinan a la industria alimentaria, como suplemento para la alimentación, como potenciadores del sabor (glutámico), etc.