MICROBIOLOGIA INDUSTRIALLAS NUEVAS TECNOLOGIAS

Las nuevas tecnologías comprenden una serie de aplicaciones de descubrimientos científicos cuyo núcleo central consiste en una capacidad cada vez mayor de tratamiento de la información. Por un lado, la información simbólica, programando la comunicación inteligente entre máquinas. Por otro lado, descifrando y reprogramando la información de la materia viva, mediante la Ingeniería Genética, base fundamental de la Biotecnología. Las nuevas tecnologías de mayor importancia son:

MICROELECTRONICA, TELECOMUNICACIONES, NUEVOS MATERIALES Y BIOTECNOLOGIA

MICROBIOLOGIA INDUSTRIALBIOTECNOLOGIA MODERNA

ORIGENES DE LA BIOTECNOLOGIA

• El descubrimiento efectuado por un grupo de investigadores de las Universidades de California, San Francisco y Stanford, de que el DNA podía ser cortado, recombinando e insertado en un organismo diferente, abriendo nuevas posibilidades para la Biotecnología.

DEFINICION

• La Biotecnología es el uso integrado de los conocimientos y técnicas de la Bioquímica, Microbiología e Ingeniería con la finalidad de aplicar tecnológicamente las posibilidades de los microorganismos, cultivo de tejidos o partes de ellas.

MICROBIOLOGIA INDUSTRIALDESARROLLO HISTORICO DE LA BIOTECNOLOGIA

Descubrimiento y trabajos preliminares de la penicilina (1929) Producción de antibióticos a a escala industrial. Florey (1941) Fabricaciones de Ac. Glutámico en Japón y Lisina en EE.UU(57 Descubrimientos sucesivos de antibióticos durante la Segunda Guerra

Mundial, estudio de Biorreactores e Ind. Farmaceuticas. El descubrimiento de la estructura del DNA Watson (1953) Aislamiento del DNA (1969) Manipulación genética que se inicia con Boyer, Berg y col. (1970-

1973) Universidades de Stanford y California. Introducen por primera vez un gen construido químicamente en una bacteria que reconoce y procesa como propia, produciendo una Hormona la somatostatina.

MICROBIOLOGIA INDUSTRIALDESARROLLO HISTORICO DE LA BIOTECNOLOGIA

Diez años después en la universidad Gante transfirieron el gen de una bacteria a una planta haciendose resistente a los insectos

Producción de anticuerpos monoclonales por fusión celular, Milstein y Col. (1975) Fusionaron células de mieloma de ratón con linfocitos de bazo de ratones inmunizados contra un determinado antígeno, obteniendo células de mieloma híbrido HIBRIDOMAS. Clonando estas células pueden obtenerse grandes Cantidades de un anticuerpo específico para un determinado antígeno.

En el año 1981 Itakura y Hood, desarrollaron una máquina automática para sintetizar genes.

Las recientes Clonaciones practicadas en ovejas, monos y otros animales abren una amplia posibilidad de aplicaciones.

MICROBIOLOGIA INDUSTRIALTECNICAS PRINCIPALES DE LA BIOTECNOLOGIA

La Biotecnología esta integrada por un amplio espectro de técnicas, Las que se pueden clasificar en las de Frontera y las tradicionales, que se detallan a continuación:

TRADICIONALES (Química de polímeros, Cromatografía de filtración, Química de péptidos, Caracterización de proteínas, Anticuerpos monoclonales, Estudios de estructura activa, Estructura de ácidos nucleicos, Inmunodiagnóstico.)

NUEVAS (Inmovilización de proteínas, Separaciones Bioespecíficas, Síntesis de péptidos, Ingeniería enzimática, Ingeniería genética, Modelación molecular, Biosensores, Cultivo de Tejidos y Sondas DNA/RNA.

MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL BIOTECNOLOGIA DE LAS FERMENTACIONES

Las técnicas más antiguas de la Biotecnoligía, que destacan por su importancia son la microbiología, Los procesos de fermentación y la enzimología.

Mediante los procesos de fermentación se han producido, industrialmente productos relacionados con las areas:

Alimentos y Bebidas (proteínas, aminoácidos, saborizantes conservantes, enzimas, bebidas fermentadas, etc.)

Medicina y Farmacia (antibioticos, vitaminas, anticuerpos monoclonales, hormonas, esteroides,etc.)

Química (solventes, ácidos orgánicos, enzímas, alcoholes) Contaminación Ambiental (tratamiento de residuos, aguas,

recuperación de minerales, etc.)

MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL PROGRESOS DE LOS PROCESOS DE FERMENTACION

Leeuvenhock (1630) Primer microscopio (microorganismos) Desmazieres (1826) Microscopio desarrollado (M. Organizados) Pasteur (!826) Fermentación alcohólica y láctica , función micro Hansen (1883) Taxonomía de los microorganismos Guilliermon (1912) describe la Citología de los microorganismo Winge (1912) Estructura interna del núcleo Muller Thurgau (1908) Siembra de Cultivos puros y asociación Rossi y Castelli (1933) distribución ecológica de microorganism Iñigo (1950)Distribución de levaduras y bacterias vínicas en Esp Dittrich (1977) Distribución de microorg. En Alemania Lafon- Lafoucade (1983) Aplicación de bacterias en procesos .

MICROBIOLOGIA INDUSTRIALSUSTRATOS UTILIZADOS

Los sustratos empleados son de diversa naturaleza, pueden ser de naturaleza renovable y no renovable, Los parámetros de selección de un sustrato son:• Disponibilidad y abundancia (cantidad, localización)

• Precio (costo sustrato representa el 30 a 50 % del Ct)

• Toxicidad (sustratos industriales y sustratos agrícolas)

• Eficiencia de Conversión

• Pretratamiento del Sustrato.

Melaza, Azúcar, Cereales, Pulpas y jugos de fruta, Madera, Suero de leche, Lactosa, Licor de sulfito, Cáscaras de fruta, Papel y desperdicios celulósicos, Metanol, Etanol, n-parafi

MICROBIOLOGIA INDUSTRIALCONDICIONES DE FERMENTACION

En todos los casos es necesario alcanzar una productividad elevada, para lo cual la fermentación debe transcurrir en las condiciones más adecuadas que optimicen el sistema. Las variables de control de los procesos de fermentación son:• a) Temperatura, b) pH, c) Relación Carbono

Nitrógeno, d) Concentración de Azúcares, e)Relación P/O f) Aireación, g) Presión, h) Velocidad de agitación, i) Productividad

T° Psicrofilos(5-15), Mesofilos(20-40), Termófilos(45-60) pH Bacterias 6-8, Levaduras 4- 6 y mohos 3-7.