MICROORGANISMOS DE INTERES AGROINDUSTRIALLas reas de aplicacin de la Microbiologa industrial son muy variadas y de ellas surge ha importancia y el impacto que tiene esta disciplina en la actualidad. Las reas principales son: salud, alimentos, produccin vegetal y animal, insumos industriales, minera y servicios. En primer lugar se debe destacar la importancia de la Microbiologa Industrial en el mantenimiento de la salud y tratamiento de enfermedades, fundamentalmente por su aplicacin en la produccin de compuestos de actividad farmacolgica y vacunas.

En la Ing. agroindustrial de alimentos es tambin significativa la aplicacin de la Microbiologa Industrial en la produccin de bebidas, enzimas, saborizantes, productos lcteos, etc.

La produccin agropecuaria se ve tambin favorecida en sus aspectos de produccin vegetal y animal por un conjunto variado de procesos microbiolgicos que se han enriquecido notablemente en los ltimos aos con la utilizacin de tcnicas de ingeniera gentica.Procesos Agroindustriales en los que intervienen los microorganismos. (Ejemplos) Fermentaciones lcticas Fermentaciones alcohlicas Fabricacin de cerveza Fabricacin del pan Fabricacin de quesos

LEVADURAS DE IMPORTANCIA AGROINDUSTRIAL1. LEVADURA

Segn Tortora y Funke, Las levaduras son hongos unicelulares no filamentosos con una forma esfrica u oval tpica. Como los hongos filamentosos, las levaduras estn ampliamente distribuidas en la naturaleza; con frecuencia se les encuentra como una cubierta pulverulenta blanca en las frutas y las hojas.Las levaduras que se encuentran en los alimentos pueden ser beneficiosas o perjudiciales. Las fermentaciones producidas por levaduras intervienen en la elaboracin de alimentos como el pan, la cerveza, los distintos tipos de vino, el vinagre y los quesos de maduracin externa, cultivndose tambin para obtener enzimas y alimentos. Las levaduras son perjudiciales cuando producen la alteracin del sauerkraut, de los zumos de frutas, de los jarabes, de la melaza, de la miel, de las carenes, del vino, de la cerveza, y de otros alimentos.

2. IMPORTAMCIA AGROINDUSTRIAL

La mayora de las levaduras que se utilizan en la industria pertenecen al gnero Saccharomyces. El trmino levadura silvestre se aplica a cualquier levadura que no sea la que se est utilizando o aquella que su crecimiento se est estimulando. Por consiguiente, una levadura que se emplea para llevar a cabo un determinado tratamiento podra ser una levadura silvestre para otro tipo de tratamiento. La mayora de las levaduras silvestres indeseables son asporgenas o falsas levaduras. (W. C. Frazier y D. C. Westhoff, pg. 46).

3. Gneros de levadura utilizados en la agroindustria

Genero schizosaccharomyces

Las levaduras pertenecientes a este gnero, que tienen una forma de reproduccin asexual por fisin y producen cuatro u ocho esporas por asca mediante conjugacin isogmica, se han encontrado en frutas tropicales, en la melaza, en el suelo, en la miel, y en otras partes.

Genero Saccharomyces

Las clulas de estas levaduras pueden ser redondeadas, ovaladas o alargadas y pueden producir un seudomicelio. Se reproducen por gemacin multipolar o mediante la produccin de ascosporas, las cuales se pueden formar tras la conjugacin de dos clulas, o pueden derivar de clulas diploides cuando estas representan la fase vegetativa. La especie tipo S. cerevisiae, se emplea en muchas industrias alimentarias, utilizndose cepas especificas en la fermentacin de pan, como las levaduras de superficie en la fermentacin de la cerveza inglesa, en la fermentacin de los vinos, y en la produccin de alcohol, glicerol e invertasa.

Las levaduras de superficie son fermentadoras muy activas y crecen muy rpidamente a 20 C; la formacin de agregados celulares y la rpida produccin de CO2 ocasionan el desplazamiento de las clulas de levadura a la superficie de la masa liquida, y de aqu que a las levaduras responsables de la fermentacin se les conozca con la denoinacion de levaduras de superficie.

Las levaduras de fondo de tanque de fermentacin no forman agregados de clulas, crecen ms lentamente, y tienen mayor actividad fermentativa a temperaturas ms bajas 10 a 15C. el hecho de que no se formen agregados de clulas junto con la mayor lentitud, tanto de su crecimiento como la produccin de CO2 permiten que las levaduras sedimenten en el fondo.

La variedad ellipsoideus S. cerevisiae es una levadura que produce elevadas concentraciones de alcohol que se utiliza en la fabricacin industrial de alcohol, en la elaboracin de vinos y de licores de destilacin. S. uvarum, una levadura de fondo, se utiliza para la fabricacin de cerveza.

Genero KluyveromycesLas levaduras de este gnero se reproducen por gemacin multilateral, liberndose las esporas al llegar a su madurez, como por ejemplo la S. fragilis y S. lactis, tienen la capacidad de fermentar la lactosa, y tienen importancia en el tratamiento de la leche y en la elaboracin de productos lcteos.

Genero KluyveromycesSegn Lurder 1984, lo considera un subgnero de Saccharomyces. Las levaduras de este gnero son importantes por su capacidad para crecer en medios con elevadas concentraciones de azcar (de aqu se les conozca con el calificativo de osmfilas), interviene en la alteracin de la miel, jarabes y melaza, y tambin en la fermentacin de la salsa de soja y de algunos vinos. Z. nussbaumeri es una especie que crece en la miel.

Genero PichiaEstas levaduras de forma ovalada a cilndrica, pueden producir seudomicelio. Las ascosporas son redondeadas o tienen forma de sombrero; crecen en la superficie de lquidos en forma de pelcula; por ejemplo el P. menbranafaciens, produce un crecimiento en pelcula en la superficie de las cervezas y los vinos.

Genero HansenulaLas levaduras de este gnero son muy parecidas al de las Pichia por su aspecto. Aunque suelen ser ms fermentativas.

Genero DebaryomycesEstas levaduras de forma redondeada u ovalada forman pelculas en la superficie de las salmueras. Por ejemplo D. kloeckeri crece en la superficie del queso y embutidos.

Genero HanseniasporaEstas levaduras que tienen forma de limn, crecen en los zumos de las frutas. Las levaduras del genero Nadsonia son de gran tamao y tienen forma de limn.

Falsas levaduras1. Gnero Torulopsis.

Estn levaduras fermentativas originan problemas en las fabricas de cerveza y alteran alimentos diversos. T. Sphaerica fermenta la lactosa, por lo cual es capaz de alterar los productos lcteos, otras especies son capaces de alterar la leche condensada azucarada, los concentrados de zumo y alimentos acidos.

2. Gnero Candida.

Estas levaduras son capaces de alterar los alimentos con acidez y concentraciones de sal elevadas. La especie C. utilis se cultiva para incorporarla tanto a alimentos de consumo humano como a piensos; la especie C. krusei se cultiva para incorporarlo a los cultivos estrter que se utiliza en la industria de productos lcteos para mantener la actividad y aumentar la longevidad de las bacteria lcticas; la C. lipolytica es una especie lipoltica capaz de alterar la mantequilla y la oleomargarina.

3. Gnero Brettanomyces.

Estas levaduras producen grandes cantidades de cido e intervienen en la fermentacin de la cerveza belga e inglesa y vinos franceses. B. bruxellensis y B. lambicus son dos especies tpicas de este gnero.

4. Gnero Kloeckera.

Son levaduras imperfectas, por ejemplo el K. apiculata es una especie corriente en la superficie de las frutas y las flores.

5. Gnero Trichosporon.

Crecen a bajas temperaturas, encontrndose en las fbricas de cerveza y en la superficie de la carne vacuno refrigerada. El T. pullulans es una especie corriente.

6. Gnero Rhodotorula.

Estas levaduras, de color rojo, rosa, o amarillo, pueden producir manchas en la superficie de los alimentos, como por ejemplo manchas de distintos colores en la superficie de las carnes. Las levaduras formadoras de pelcula perteneciente a los gneros Pichia, Hansenula, Debaryomyces, Candida, y Trichosporon, crecen en la superficie de alimentos cidos, como son el sauerkraut y los encurtidos, oxidan los cidos orgnicos, y permiten que otros microorganismos menos tolerantes de la acidez lo sigan alterando.

Las levaduras apiculadas, o levaduras en forma de limn, de los gneros Saccharomycodes, Hanseniaspora, Nadsonia y Kloeckera, se consideran perjudiciales en la fermentacin de vino porque le comunican sabores desagradables, producen menos cantidad de alcohol.

Las levaduras osmfilas como Saccharomyces rouxii y S. mellis crecen bien en medios de elevada presin osmtica, es decir, en medios con elevadas concentraciones de azucares, sales, o de otros solutos; de esta manera produciendo alteraciones en productos secos.

BACTERIAS LCTICAS DE IMPORTANCIA AGROINDUSTRIAL

Desde el comienzo de la humanidad, las bacterias lcticas son empleadas para la fabricacin y conservacin de alimentos. El descubrimiento de su accin sobre la leche fue probablemente accidental pero su utilizacin fue perpetuada en forma de cultivos indicadores, simple recuperacin de una parte del medio de fermentacin.Las bacterias y otros microorganismos responsables de la transformacin eran evidentemente desconocidos por los utilizadores y el xito de estas operaciones estaba sometido a fluctuaciones y errores. Estas bacterias fueron y son todava utilizadas en forma de cultivos artesanales, pero el desarrollo de la industria de transformacin en particular de la industria lctea, ha llevado a la produccin de fermentos capaces de asegurar a la vez la calidad y la constancia del producto.

1. BACTERIAS LACTICAS

Es un grupo muy heterogneo de bacterias Gram + no esporuladas que tienen en comn la capacidad de producir acido lctico por fermentacin de azcares.Son microorganismos que una limitada capacidad biosinttica, por lo tanto requieren factores de crecimiento complejos como vitaminas del grupo B, purinas, pirimidinas y aminocidos.

Como carecen de porfirinas y citocromos, no realizan fosforilacin por transporte de electrones, reciben energa por fosforilacin a nivel sustrato. Producen energa nicamente por fermentacin. Carecen de la capacidad de biosintesis del grupo Hemo, razn por la cual son catalasa. Crecen en presencia o ausencia de co2.

2. LOS DIFERENTES GNEROS DE BACTERIAS LCTICAS

Al tratarse de un grupo heterogneo, las bacterias lcticas estn representadas por varios gneros de importancia.

Sus clulas son cocos: es el caso deStreptococcusLactococcusEnterococusLeuconostocPediococcus

Son bacilos:

Lactobacillus. Se distinguen adems por su tipo de fermentacin: homolctica o heterolctica.

3. APLICACIONES INDUSTRIALES

Es a partir de los aos 1900 cuando el desarrollo de las industrias de transformacin conduce a la produccin industrial de bacterias lcticas adaptadas a los distintos productos lcteos. Las bacterias lcticas producidas como fermentos comerciales son cultivos puros o cultivos mezclados pertenecientes a los gneros Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus y Bifidobacterium.

Normalmente, las bacterias que constituyen estos fermentos son especies determinadas y su actividad global caracteriza al fermento: la acidificacin, la proteolisis, la formacin de aromas, la obtencin de una textura, etc. Actualmente, las cepas comercializadas han sido aisladas de leche o de productos lcteos y en particular de cultivos iniciadores artesanales. Con el desarrollo de la gentica y de la ingeniera gentica en este campo, se utilizan ya cepas recombinadas naturalmente y las modificadas por ingeniera gentica estn actualmente en construccin.

4. LAS BACTERIAS LCTICAS EN LA INDUSTRIA LCTEA

La importancia de los fermentos lcticos es grande en la industria agroalimentaria y en particular en la industria lctea de transformacin. Los fermentos lcticos comerciales se cultivan generalmente en forma de cultivos iniciadores.

El crecimiento de estas bacterias en la leche y su actividad en los quesos tienen consecuencias beneficiosas para el alimento: la fermentacin de la lactosa hasta cido lctico acidifica el medio y juntamente con la proteolisis de las casenas provoca la coagulacin de la leche y la sinresis de la cuajada. Algunas cepas como el biovar diacetylactis de Lc. lactis o ciertos Leuconostoc son fuente de diacetilo componente principal del aroma de la mantequilla y de otros productos Meteos. Los fermentos lcticos termfilos Sc. thermophilus y Lb. bulgaricus producen acetaldehdo sobre todo a partir de ciertos aminocidos presentes en la leche o producidos por la protelisis.

Las bacterias heterofermentativas tales como Leuconostoc producen etanol y acetato que contribuyen a la formacin del aroma. Estos fenmenos pueden percibirse durante la maduracin de los quesos mediante la liberacin de enzimas proteolticas o lipolticas durante la lisis celular.Por ltimo, muchas de estas bacterias son capaces de excretar al medio compuestos antagonistas: perxidos, antibiticos o bacteriocinas cuyo espectro de accin puede ser suficientemente amplio para inhibir especficamente ciertas bacterias. As, ciertas cepas de Le. lactis subsp. lactis y de Lactobacillus producen bacteriocinas activas frente a las bacterias contaminantes y a veces frente a cepas patgenas.

El Caso de los Probiticos

Las bacterias lcticas se utilizan desde hace mucho tiempo en numerosas fermentaciones debido a sus cualidades propias. Entre ellas, los Lactobacillus se citan con frecuencia por su carcter no patgeno, su ausencia de toxicidad, su estabilidad y su buena viabilidad, su resistencia al pH y al cido lctico. Presentes en numerosos medios diferentes, estas bacterias pueden transformar numerosas fuentes de azcares: lactosuero, ensilados, extractos vegetales, almidn hidrolizado, etc. enriqueciendo el medio en vitaminas, aminocidos o enzimas. El mismo yogur puede ser considerado como un probitico

5. LAS BACTERIAS LCTICAS Y LOS PRODUCTOS CRNICOS

La flora espontnea predominante de la fermentacin de los productos crnicos est constituida por Lactobacilos. En 1940, Lb. plantarum, Lb. brevis y Lb. fermentum fueron propuestos en los Estados Unidos para la fabricacin de salchichones pero las dificultades de liofilizacin de estas especies hizo que se abandonasen en favor de los Pediococcus, primer fermento comercial disponible para los productos crnicos. En 1974 apareci un fermento concentrado congelado formado por Lb. plantarum slo o en cultivo mixto en asociacin con otras bacterias lcticas como Pediococcus acidilactici.

Los Pediococcus o Lactobacillus utilizados inhiben las Salmonellas, los Estafilococos, o Clostridium botulinum durante la fabricacin de las salchichas y del bacon. La adicin de diversas bacterias lcticas a la carne fresca permite una mejor conservacin.

6. LAS BACTERIAS LCTICAS Y LOS PRODUCTOS VEGETALES

La utilizacin de cultivos puros de bacterias lcticas para la fermentacin de productos vegetales ya sean pepinos, coles, aceitunas y otros productos es todava muy limitada y la regla es todava la fermentacin natural de estos productos por las bacterias lcticas presentes en su superficie y difciles de eliminar . Las bacterias presentes son sobre todo Lactobacilos: Lb. plantarum, Lb.casei lb.fermentum

7.LAS BACTERIAS LCTICAS Y LOS PRODUCTOS DE PANIFICACIN

La fabricacin de fermentos industriales bacterianos en la industria de la panificacin est todava en la infancia o en una fase inicial. Un cultivo iniciador industrial que contiene una sola especie (Lb. sanfrancisco) se utiliza en los Estados Unidos para fabricar pan francs con cultivo iniciador. Un cultivo de Lb. plantarum y de Candida trpicalis se usa en Francia para la fabricacin de pan.

MOHOS DE IMPORTANCIA INDUSTRIAL

1. MOHOSLos mohos u hongos filamentosos tienen una gran importancia econmica, debido a la vez a su nocividad y a su utilidad. Sus actividades nefastas son mltiples: alteracin de los productos alimentarios y deterioro en numerosos otros mbitos, produccin de micotoxinas, vida parasitaria a expensas del hombre, animales y plantas. Las acciones nocivas de estos microorganismos son, felizmente, ampliamente compensadas por sus actividades beneficiosas. Responsables de la destruccin de una gran parte de la materia orgnica terrestre, los mohos contribuyen ampliamente a la realizacin de los grandes ciclos biolgicos naturales. Han sido utilizados desde hace muchsimo tiempo por el hombre para la preparacin de alimentos, interviniendo sobre todo como agentes de fermentacin en la fabricacin de quesos y de alimentos de extremo oriente a base de soja. Sintetizan un gran nmero de sustancias complejas econmicamente muy importantes: enzimas, cidos orgnicos, antibiticos, alcaloides, etc. Los hongos comestibles, algunos de los cuales son cultivados industrialmente, pueden en cierto modo clasificarse entre los mohos en razn de la estructura filamentosa de su micelio; no obstante, sus fructificaciones masivos hacen este agrupamiento bastante discutible.2. MOHOS DE IMPORTANCIA INDUSTRIAL

1. Trichothecium

La especie habitual Trichothecium roseum es un moho de color rosa que crece en la madera, en el papel, en las frutas como manzanas y en hortalizas como los pepinos. Este moho se identifica fcilmente por los grupos de conidios bicelulares situados en el extremo de conidiforos cortos y erectos. Los conidios poseen una prolongacin apezonada en el punto de insercin, y encontrndose en este extremo la menor de las dos clulas de conidio.

2. Geotrichum

Las especies de este gnero, cuyo crecimiento primeramente tiene aspecto de una masa compacta que se vuelve blanda y cremosa, puede tener un color blanco, grisceo, naranja o rojo. La especie Geotrichum candidum se le conoce como hongo de la lechera, da un crecimiento de aspecto cremoso de color variable entre el blanco y el rojo. Las hifas de los mohos de este gnero son septadas y, en las especies habituales, poseen ramificaciones. Las esporas asexuales son astrosporas (oidios), las cuales pueden tener forma rectangular cuando son producidas en hifas sumergidas, y forma ovalada si las producen las hifas areas.

3. Neurospora

A la especie Neurospora sitophila, la mas importante de las que crece en los alimentos, se le conoce con la denominacin de moho rojo del pan porque su crecimiento rosado de textura laxa se le suele encontrar en la superficie del pan.

Tambin crece en la superficie de la caa de azcar y en la distintos alimentos. Rara vez se observa su fase perfecta, o fase en la que se producen ascosporas.

4. Sporotrichum

Entre las especies saprofitas de este gnero se encuentra Sporotrichum carnis, cuyo crecimiento ha sido hallado en la superficie de carnes refrigeradas, en las que se produce un moteado Blanco.

5. Botritis

La nica especie que tiene importancia en los alimentos es Botritis cinerea. Produce una enfermedad en las uvas, aunque puede crecer como saprofita en la superficie de algunos alimentos.

6. MucorLos mohos de este gnero Mucor intervienen en la alteracin de algunos alimentos y se utilizan en la fabricacin de otros. La especie Mucor rouxii se utiliza en el proceso industrial para la sacarificacin del almidn siendo especies de este gnero las que contribuyen a madurar algunos quesos.7. Rhizopus

La especie Rhizopus stolonifer el denominado moho del pan, es muy corriente e interviene en la alteracin de algunos alimentos como frutas, hortalizas, pan, etc.

8. Thamnidium

Thamnidium Elegans se encuentra en carne que se mantiene almacenada a temperaturas de refrigeracin en las que produce las denominadas barbas.

9. Aspergillus

Los aspergillus son mohos muy abundantes. Algunas especies intervienen en las alteraciones que experimentan los alimentos, mientras que son de utilidad para preparar determinados alimentos. El grupo Aspergillus glaucus con Aspergillus repens son especies que intervienen en la alteracin de alimentos. Los mohos de esta especie crecen bien en concentraciones elevadas de azcar y de sal, por tanto, en muchos alimentos con escaso contenido de humedad.

10. Endomyces

Hongos levaduriformes, que producen micelio y artrosporas. Algunas especies pudren las frutas.

11. Monascus

Las colonias de Monascus purpureus son delgadas e invasoras y de color rojizo o morado. Se encuentran creciendo en la superficie de los productos lcteos y del arroz chino rojo.

12. Sclerotinia

Algunas especies producen podredumbre de las hortalizas y frutas, en las que se encuentran en la fase de los conidios.13. Alternaria

Los mohos de este gnero son con frecuencia causa de alteracin de los alimentos. Alternaria citri produce podredumbre en los frutos. La masa miceliar suele tener un aspecto seco y un color verde grisceo, aunque las hifas, vistas al microscopio, muchas veces parecen casi incoloras.

14. Penicillum

Es otro genero de mohos de frecuente incidencia y de importancia en los alimentos. Penicillum expansum, moho cuyas esporas tienen un color verde azulado, produce la podredumbre blanda de las frutas; Penicillum digitatum, con conidios color verde oliva o verde amarillento, que produce la podredumbre blanda en las frutas ctricas. Penicillum italicum, se le conoce con la denominacin de hongo azul de contacto, provisto de conidios verde azulados, tambin produce podredumbre de las frutas ctricas. Penicillum camembert, con conidios grisceos, que se utilizan en la maduracin de quesos de Camembert y penicillum roqueforti, provisto de conidios de color verde con tinte azulado, ayuda en la maduracin de quesos azules, como el queso de Roquefort. Unas pocas especies producen ascas cuyas esporas se hayan en el interior de cleistotecios, mientras que otras pocas producen esclerocios y por esta razn han originado alteraciones en alimentos cidos enlatado.