Producción de vitaminas

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Universidad Tecnológica Nacional 
Facultad Regional Mendoza 
 
 
 
 
Monografía 
PRODUCCIÓN DE VITAMINAS 
 
Autores: 
▪ ABURTO 
▪ DESIMONE 
▪ DI FELICE 
▪ DOMINGUEZ 
▪ TELLO 
Cátedra de Biotecnología – Titular: Ing. Ricardo Puglisi – JTP: Ing. Noelia Robles -2023- 
- 
 
 
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ÍNDICE 
 INTRODUCCION 
 Vitaminas 
 Descubrimiento y denominación original 3 
VITAMINAS ESENCIALES 5 
FUNCION REGULADORA 
 Origen 9 
 Necesidades de los seres vivos 
 Resultado de las deficiencias 
 Evolución de los organismos vitamino-dependientes 10 
DETERMINACION DE LAS FUENTES DE VITAMINAS 11 
PRODUCCION 
 Producción de vitaminas a nivel industrial 13 
 Vitamina B12 
 Vitamina C 14 
 Vitamina K 15 
 Vitamina D2 
 Vitamina B2 16 
PRODUCCION DE VITAMINA B12 
 Características de los microorganismos 17 
 Biosíntesis y regulación metabólica 19 
 Proceso de producción 20 
 Propagación del cultivo 
 Fermentación 21 
 Operaciones y proceso de separación 
 Tratamiento de efluentes 23 
 ETAPAS EN DETALLE 
 Pretratamiento 24 
 Fermentación 
Extracción y purificación 25 
 
BIBLIOGRAFIA 28 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUCCIÓN: 
Vitamina 
Cualquiera de las diversas sustancias orgánicas necesarias en pequeñas cantidades para la salud y 
el crecimiento normales de las formas superiores de vida animal. Las vitaminas se diferencian en 
varios aspectos de otros compuestos biológicamente importantes, como las proteínas, los hidratos 
de carbono y los lípidos. Aunque estas últimas sustancias también son indispensables para el 
correcto funcionamiento del organismo, casi todas ellas pueden ser sintetizadas por los animales en 
cantidades adecuadas. En cambio, las vitaminas no pueden sintetizarse en cantidades suficientes 
para satisfacer las necesidades del organismo, por lo que deben obtenerse de la dieta o de alguna 
fuente sintética. Por esta razón, las vitaminas se denominan nutrientes esenciales. Las vitaminas 
también se diferencian de los demás compuestos biológicos en que se necesitan cantidades 
relativamente pequeñas para completar sus funciones. En general, estas funciones son de 
naturaleza catalítica o reguladora, facilitando o controlando reacciones químicas vitales en las 
células del organismo. Si una vitamina falta en la dieta o el organismo no la absorbe correctamente, 
puede aparecer una enfermedad carencial específica. 
Las vitaminas suelen designarse con determinadas letras del alfabeto, como la vitamina D o la 
vitamina C, aunque también se designan con nombres químicos, como niacina y ácido fólico. Los 
bioquímicos las separan tradicionalmente en dos grupos, las vitaminas hidrosolubles y las 
liposolubles. 
Descubrimiento y denominación original 
Algunas de las primeras pruebas de la existencia de las vitaminas surgieron a finales del siglo XIX con 
los trabajos del médico y patólogo holandés Christiaan Eijkman. En 1890 apareció una enfermedad 
nerviosa (polineuritis) entre sus pollos de laboratorio. Observó que la enfermedad era similar a la 
polineuritis asociada al trastorno nutricional beriberi. En 1897 demostró que la polineuritis se 
producía al alimentar a los pollos con una dieta de arroz blanco pulido, pero que desaparecía cuando 
los animales eran alimentados con arroz sin pulir. En 1906-07, el bioquímico británico Sir Frederick 
Gowland Hopkins observó que los animales no pueden sintetizar ciertos aminoácidos y concluyó 
que los macronutrientes y las sales no pueden por sí solos favorecer el crecimiento. 
En 1912 -el mismo año en que Hopkins publicó sus hallazgos sobre los nutrientes ausentes, que 
describió como factores o sustancias "accesorios"-, un científico polaco, Casimir Funk, demostró que 
la polineuritis producida en palomas alimentadas con arroz pulido podía curarse complementando 
la dieta de las aves con un concentrado elaborado a partir de salvado de arroz, un componente de 
la cáscara exterior que se retiraba del arroz durante el pulido. 
 
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Funk propuso que la polineuritis se debía a la falta en la dieta de las aves de un factor vital (ahora 
se sabe que es la tiamina) que podía encontrarse en el salvado de arroz. 
Funk creía que algunas enfermedades humanas, en particular el beriberi, el escorbuto y la pelagra, 
también estaban causadas por deficiencias de factores del mismo tipo químico. 
Como cada uno de estos factores tenía un componente nitrogenado conocido como amina, 
denominó a los compuestos "aminas vitales", término que más tarde acortó a "vitaminas 
En 1913, el investigador estadounidense Elmer McCollum dividió las vitaminas en dos grupos: "A 
liposoluble" y "B hidrosoluble". A medida que se multiplicaban las reclamaciones por el 
descubrimiento de otras vitaminas, los investigadores llamaron a las nuevas sustancias C, D, 
etcétera. Más tarde se descubrió que el factor de crecimiento hidrosoluble, la vitamina B, no era 
una entidad única sino al menos dos, de las cuales sólo una prevenía la polineuritis en las palomas. 
El factor requerido por las palomas se denominó vitamina B1, y el otro, esencial para las ratas, 
vitamina B2. A medida que se fueron conociendo las estructuras químicas de las vitaminas, también 
se les dieron nombres químicos, por ejemplo, tiamina para la vitamina B1 y riboflavina para la 
vitamina B2. 
En el cuadro de la siguiente pagina veremos las vitaminas esenciales, su función biología y los 
síntomas que causan al cuerpo la deficiencia de estas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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HIDROSOLUBLES 
VITAMINA NOMBRES/ 
FORMAS 
ALTERNATIVAS 
FUNCION BIOLOGICA SINTOMAS DE 
DEFICIENCIA 
Tiamina vitamina B1 componente de una 
coenzima en el 
metabolismo de los 
hidratos de carbono; 
contribuye a la función 
nerviosa normal 
deterioro de los nervios y 
atrofia del músculo 
cardíaco 
Riboflavina vitamina B2 Componente de 
coenzimas necesarias 
para la producción de 
energía y el metabolismo 
de lípidos, vitaminas, 
minerales y fármacos; 
antioxidante. 
inflamación de la piel, 
lengua y labios; 
alteraciones oculares; 
síntomas nerviosos 
Niacina ácido nicotínico, 
nicotinamida 
Componente de 
coenzimas utilizado 
ampliamente en el 
metabolismo celular, la 
oxidación de moléculas 
combustibles y la síntesis 
de ácidos grasos y 
esteroides. 
lesiones cutáneas, 
trastornos 
gastrointestinales, 
síntomas nerviosos 
 
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vitamina B6 piridoxina, 
piridoxal, 
piridoxamina 
componente de 
coenzimas en el 
metabolismo de 
aminoácidos y otros 
compuestos que 
contienen nitrógeno; 
síntesis de hemoglobina, 
neurotransmisores; 
regulación de los niveles 
de glucosa en sangre 
dermatitis, depresión 
mental, confusión, 
convulsiones, anemia 
ácido fólico folato, folacina, 
ácido 
pteroilglutámico 
componente de 
coenzimas en la síntesis 
de ADN, metabolismo de 
aminoácidos; necesario 
para la división celular, 
maduración de glóbulos 
rojos 
Formación alterada de 
glóbulos rojos, debilidad, 
irritabilidad, dolor de 
cabeza, palpitaciones, 
inflamación de la boca, 
defectos del tubo neural 
en el feto 
vitamina 
B12 
cobalamina, 
cianocobalamina 
cofactor de enzimas en el 
metabolismo de 
aminoácidos (incluido el 
ácido fólico) y ácidos 
grasos; necesario para la 
síntesis de nuevas 
células, la formación 
normal de la sangre y la 
función neurológica 
suavidad de la lengua, 
trastornos 
gastrointestinales, 
síntomas nerviosos 
 
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ácido 
pantoténico 
 
como componente de la 
coenzima A, esencial para 
el metabolismo de los 
hidratos de carbono, las 
proteínas y las grasas; 
cofactor de la elongación 
de los ácidos grasos 
debilidad, trastornos 
gastrointestinales, 
síntomas nerviosos, 
fatiga, trastornos del 
sueño, inquietud, 
náuseas 
Biotina 
 
cofactor en el 
metabolismo de 
carbohidratos, ácidos 
grasos y aminoácidos 
dermatitis, caída del 
cabello, conjuntivitis,síntomas neurológicos 
vitamina C ácido ascórbico antioxidante; síntesis de 
colágeno, carnitina, 
aminoácidos y hormonas; 
función inmunitaria; 
mejora la absorción del 
hierro no hemo 
(procedente de alimentos 
vegetales) 
encías inflamadas y 
sangrantes, dolor y 
rigidez de las 
articulaciones y 
extremidades inferiores, 
hemorragias bajo la piel 
y en los tejidos 
profundos, cicatrización 
lenta de las heridas, 
anemia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Liposolubles 
vitamina A retinol, retinal, 
ácido retinoico, 
betacaroteno 
(versión vegetal) 
visión normal, integridad 
de las células epiteliales 
(mucosas y piel), 
reproducción, desarrollo 
embrionario, crecimiento, 
respuesta inmunitaria 
alteraciones oculares 
que provocan ceguera, 
retraso del crecimiento, 
piel seca, diarrea, 
vulnerabilidad a las 
infecciones 
vitamina D calciferol, 
calatriol (1,25-
dihidroxi vitamina 
D1 u hormona de 
la vitamina D), 
colecalciferol 
(D3; versión 
vegetal), 
ergocalciferol 
(D2; versión 
animal) 
mantenimiento de los 
niveles de calcio y fósforo 
en sangre, mineralización 
adecuada de los huesos 
crecimiento óseo 
defectuoso en niños, 
huesos blandos en 
adultos 
vitamina E alfa-tocoferol, 
tocoferol, 
tocotrienol 
antioxidante; interrupción 
de las reacciones en 
cadena de los radicales 
libres; protección de los 
ácidos grasos 
poliinsaturados, 
membranas celulares 
neuropatía periférica, 
descomposición de los 
glóbulos rojos 
vitamina K filoquinona, 
menaquinona, 
menadiona, 
naftoquinona 
síntesis de proteínas 
implicadas en la 
coagulación sanguínea y 
el metabolismo óseo 
alteración de la 
coagulación de la sangre 
y hemorragias internas 
 
 
 
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FUNCIÓN REGULADORA 
Las vitaminas regulan las reacciones que se producen en el metabolismo, a diferencia de otros 
componentes de la dieta conocidos como macronutrientes (por ejemplo, grasas, hidratos de 
carbono, proteínas), que son los compuestos utilizados en las reacciones reguladas por las 
vitaminas. La ausencia de una vitamina bloquea una o más reacciones metabólicas específicas en 
una célula y, con el tiempo, puede alterar el equilibrio metabólico dentro de una célula y también 
en todo el organismo. 
A excepción de la vitamina C (ácido ascórbico), todas las vitaminas hidrosolubles tienen una función 
catalítica; es decir, actúan como coenzimas de enzimas que funcionan en la transferencia de energía 
o en el metabolismo de grasas, carbohidratos y proteínas. La importancia metabólica de las 
vitaminas hidrosolubles se refleja en su presencia en la mayoría de los tejidos vegetales y animales 
implicados en el metabolismo. 
Algunas de las vitaminas liposolubles forman parte de la estructura de las membranas biológicas o 
contribuyen a mantener la integridad (y, por tanto, indirectamente, la función) de las membranas. 
Algunas vitaminas liposolubles también pueden funcionar a nivel genético controlando la síntesis 
de ciertas enzimas. A diferencia de las hidrosolubles, las vitaminas liposolubles son necesarias para 
funciones específicas en tejidos altamente diferenciados y especializados; por lo tanto, su 
distribución en la naturaleza tiende a ser más selectiva que la de las vitaminas hidrosolubles. 
Origen 
Las vitaminas, que se encuentran en todos los organismos vivos ya sea porque se sintetizan en el 
organismo o porque se adquieren del medio ambiente, no se distribuyen por igual en la naturaleza. 
Algunas están ausentes en determinados tejidos o especies; por ejemplo, el betacaroteno, que 
puede convertirse en vitamina A, se sintetiza en los tejidos vegetales, pero no en los animales. Por 
otra parte, las vitaminas A y D3 (colecalciferol) sólo se encuentran en los tejidos animales. Tanto las 
plantas como los animales son importantes fuentes naturales de vitaminas para el ser humano. 
Dado que las vitaminas no se distribuyen por igual en los alimentos, cuanto más restringida sea la 
dieta de un individuo, más probable será que carezca de cantidades adecuadas de una o más 
vitaminas. Las fuentes alimentarias de vitamina D son limitadas, pero puede sintetizarse en la piel a 
través de la radiación ultravioleta (procedente del Sol); por lo tanto, con una exposición adecuada 
a la luz solar, la ingesta alimentaria de vitamina D tiene poca importancia. 
Todas las vitaminas pueden sintetizarse o producirse comercialmente a partir de fuentes 
alimentarias y están disponibles para el consumo humano en preparados farmacéuticos. El 
procesado comercial de los alimentos (por ejemplo, la molienda de cereales) destruye o elimina con 
frecuencia cantidades considerables de vitaminas. En la mayoría de estos casos, sin embargo, las 
vitaminas se sustituyen por métodos químicos. Algunos alimentos se enriquecen con vitaminas que 
normalmente no están presentes en ellos (por ejemplo, se añade vitamina D a la leche). 
 
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La pérdida de vitaminas también puede producirse al cocinar los alimentos; por ejemplo, el calor 
destruye la vitamina A, y las vitaminas hidrosolubles pueden pasar de los alimentos al agua y 
perderse. Ciertas vitaminas (por ejemplo, las vitaminas B y K) pueden ser sintetizadas por 
microorganismos normalmente presentes en los intestinos de algunos animales; sin embargo, los 
microorganismos no suelen suministrar al animal huésped una cantidad adecuada de vitamina. 
Necesidades en los seres vivos 
Las necesidades de vitaminas varían según la especie, y la cantidad de una vitamina que necesita un 
organismo concreto es difícil de determinar debido a los numerosos factores (por ejemplo, la 
variación genética, las proporciones relativas de otros componentes de la dieta, el estrés 
medioambiental). Aunque no existe un acuerdo uniforme sobre las necesidades humanas de 
vitaminas, las ingestas diarias recomendadas son lo suficientemente elevadas como para tener en 
cuenta las variaciones individuales y las presiones medioambientales normales. 
Existe una serie de interrelaciones entre las vitaminas y entre éstas y otros componentes de la dieta. 
Las interacciones pueden ser sinérgicas (es decir, cooperativas) o antagónicas, reflejando, por 
ejemplo, el solapamiento de funciones metabólicas (de las vitaminas B en particular), funciones 
protectoras (por ejemplo, las vitaminas A y E), o dependencia estructural (por ejemplo, el cobalto 
en la molécula de vitamina B12). 
Resultados de las deficiencias 
La ingesta inadecuada de una vitamina específica da lugar a una enfermedad carencial característica 
(hipovitaminosis), cuya gravedad depende del grado de privación vitamínica. Los síntomas pueden 
ser específicos (por ejemplo, ceguera nocturna funcional por carencia de vitamina A) o inespecíficos 
(por ejemplo, pérdida de apetito, retraso del crecimiento). Es posible que no aparezcan todos los 
síntomas de una enfermedad carencial específica; además, la naturaleza de los síntomas puede 
variar según la especie. Algunos efectos de las deficiencias vitamínicas no pueden revertirse 
añadiendo la vitamina a la dieta, especialmente si se han producido daños en tejidos no 
regenerativos (p. ej., córnea del ojo, tejido nervioso, hueso calcificado). 
Una carencia de vitamina puede ser primaria (o alimentaria), en cuyo caso la ingesta alimentaria es 
inferior a las necesidades normales de la vitamina. Puede producirse una deficiencia secundaria (o 
condicionada) (aunque la ingesta alimentaria sea adecuada) si existe una enfermedad preexistente 
o un estado de estrés (por ejemplo, mala absorción intestinal de los alimentos, alcoholismo crónico, 
embarazos y lactancia repetidos). 
Evolución de los organismos vitamino-dependientes 
La evolución de los procesos metabólicos en las formas primitivas de vida requirió el desarrollo de 
sistemas enzimáticos para catalizar las complejas secuencias de reacciones químicas implicadas en 
el metabolismo. 
 
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 Al principio, el medio ambiente presumiblemente podía suministrar todos los compuestosnecesarios (incluidas las coenzimas vitamínicas); con el tiempo, estos compuestos se sintetizaban 
dentro de un organismo. Sin embargo, a medida que evolucionaron las formas de vida superiores, 
se fue perdiendo la capacidad de sintetizar algunas de estas coenzimas vitamínicas. 
Como las plantas superiores no necesitan vitaminas ni otros factores de crecimiento, se supone que 
conservan la capacidad de sintetizarlos. Sin embargo, algunos grupos de insectos necesitan niacina, 
tiamina, riboflavina, vitamina B6, vitamina C y ácido pantoténico. Todos los vertebrados, incluidos 
los humanos, necesitan fuentes alimentarias de vitamina A, vitamina D, tiamina, riboflavina, 
vitamina B6 y ácido pantoténico; algunos vertebrados, sobre todo los más evolucionados, tienen 
necesidades adicionales de otras vitaminas. 
DETERMINACIÓN DE LAS FUENTES DE VITAMINAS 
El análisis cuantitativo del contenido vitamínico de los alimentos es importante para identificar las 
fuentes dietéticas de vitaminas específicas (y también de otros nutrientes). A continuación, se 
describen tres métodos utilizados habitualmente para determinar el contenido de vitaminas. 
❖ Métodos fisicoquímicos 
La cantidad de vitamina en un producto alimenticio puede determinarse estudiando las 
características físicas o químicas de la vitamina, por ejemplo, un grupo químicamente reactivo en la 
molécula de vitamina, fluorescencia, absorción de luz a una longitud de onda característica de la 
vitamina o técnicas de dilución de radioisótopos. Estos métodos son precisos y pueden detectar 
cantidades muy pequeñas de la vitamina. Sin embargo, se han encontrado derivados 
biológicamente inactivos de varias vitaminas que pueden interferir en estas determinaciones; 
además, estos procedimientos pueden no distinguir entre las formas ligadas (es decir, no 
disponibles) y disponibles de una vitamina en un alimento. 
❖ Ensayo microbiológico 
El ensayo microbiológico sólo es aplicable a las vitaminas del grupo B. La tasa de crecimiento de una 
especie de microorganismo que requiere una vitamina se mide en medios de crecimiento que 
contienen diversas cantidades conocidas de un preparado alimenticio que contiene cantidades 
desconocidas de la vitamina. La respuesta (medida como tasa de crecimiento) a las cantidades 
desconocidas de vitamina se compara con la obtenida a partir de una cantidad conocida de la 
vitamina pura. Dependiendo de la forma en que se haya preparado la muestra de alimento, el 
procedimiento puede indicar la disponibilidad de la vitamina en la muestra de alimento para el 
microorganismo. 
 
 
 
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❖ Ensayo en animales 
Todas las vitaminas, a excepción de la vitamina B12, pueden estimarse mediante la técnica de 
ensayo en animales. Una ventaja de este método es que los animales sólo responden a las formas 
biológicamente activas de las vitaminas. Por otro lado, pueden surgir muchos otros factores de 
interferencia y complicación; por lo tanto, los experimentos deben estar rígidamente 
estandarizados y controlados. Por lo general, se realizan estimaciones simultáneas utilizando un 
preparado vitamínico estándar puro como referencia y el alimento desconocido cuyo contenido 
vitamínico se busca; cada prueba se repite utilizando dos o más cantidades diferentes tanto del 
estándar como del desconocido en los ensayos que se enumeran a continuación. 
En un ensayo de crecimiento suelen utilizarse la rata, el pollito, el perro (utilizado específicamente 
para la niacina) y el conejillo de Indias (utilizado específicamente para la vitamina C). Un criterio 
utilizado en un ensayo de vitaminas es el aumento del peso corporal en respuesta a diferentes 
cantidades de una vitamina específica en la dieta. Existen dos tipos de ensayos de crecimiento. En 
un ensayo de crecimiento profiláctico, se mide el aumento de peso de animales jóvenes a los que 
se administran diferentes cantidades de vitamina. En un ensayo de crecimiento curativo, se mide el 
aumento de peso en animales a los que primero se priva de una vitamina y luego se les administran 
distintas cantidades de esta. El ensayo de crecimiento curativo tiende a proporcionar resultados 
más consistentes que la técnica profiláctica. 
En un ensayo de tiempo de reacción, primero se priva a un animal de una vitamina hasta que 
aparece un síntoma específico de deficiencia; después se le da una cantidad conocida de un extracto 
alimentario que contiene la vitamina, y el síntoma de deficiencia desaparece en uno o dos días. El 
tiempo necesario para la reaparición de los síntomas específicos cuando se vuelve a privar al animal 
de la vitamina proporciona una medida de la cantidad de vitamina administrada originalmente. El 
ensayo de respuesta gradual, que puede ser profiláctico o curativo, depende de una respuesta 
característica que varía en grado con la dosis de vitamina. Un ejemplo de esta técnica es un ensayo 
para la vitamina D en el que el contenido de cenizas medido del hueso de la pata de una rata o un 
pollo se utiliza para reflejar la cantidad de calcificación ósea que se produjo como resultado de la 
administración de una cantidad específica de vitamina D. En un ensayo de todo o nada, el grado de 
respuesta no puede medirse; se selecciona un nivel arbitrario para separar las respuestas positivas 
de las negativas. El porcentaje de animales que reaccionan positivamente proporciona una medida 
de la respuesta; por ejemplo, la vitamina E puede medirse obteniendo el porcentaje de fertilidad en 
ratas hembra apareadas con éxito. 
 
 
 
 
 
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Producción: 
Producción de vitaminas a nivel industrial 
La producción de vitaminas a través del empleo de microorganismos es una técnica ampliamente 
utilizada en la industria alimentaria y farmacéutica. Los microorganismos pueden sintetizar 
vitaminas de forma natural como parte de su metabolismo o pueden ser modificados 
genéticamente para producir mayores cantidades de vitaminas específicas. 
Algunos ejemplos de vitaminas producidas por microorganismos incluyen: 
-Vitamina B12 (cobalamina): es producida por bacterias del género Propionibacterium 
(Propionibacterium freudenreichii) o del género Corynebacterium (Corynebacterium glutamicum) 
y se utiliza comúnmente como suplemento alimenticio para vegetarianos y veganos. 
-Vitamina C: es producida por ciertas cepas de bacterias y levaduras, y se utiliza en la industria 
alimentaria como conservante y antioxidante. 
-Vitamina K: es producida por bacterias del género Escherichia o del género Bacillus (Bacillus 
subtilis) es una cepa comúnmente utilizada para la producción de vitamina K2, también conocida 
como menaquinona y se utiliza como suplemento en personas con deficiencia de esta vitamina. 
-Vitamina B2: la vitamina B2 es importante para mantener la salud de la piel, los ojos y el sistema 
nervioso. También es necesaria para la producción de glóbulos rojos y para mantener la función 
hepática adecuada. Esta se produce por levaduras del género Saccharomyces (Saccharomyces 
cerevisiae). 
-Vitamina D2: Esta vitamina es esencial para el cuerpo humano ya que ayuda a mantener niveles 
adecuados de calcio y fósforo en la sangre, lo que es importante para la salud ósea y dental. Estas 
se producen por bacterias del género Streptomyces (Streptomyces griseus). 
Además de estas vitaminas, otros microorganismos también pueden producir vitaminas del 
complejo B, como la niacina, la riboflavina y el ácido fólico. 
La producción de vitaminas a través de microorganismos puede ser una alternativa rentable y 
sostenible a la producción sintética de vitaminas, ya que utiliza procesos naturales y renovables. Sin 
embargo, es importante asegurar que los microorganismos utilizados en la producción de vitaminas 
sean seguros y estén libres de contaminantes que puedan afectar la calidad del producto final. 
 
 
 
 
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Vitamina B12 
La vitamina B12 es una vitamina esencial para la salud humana que desempeña un papelimportante 
en la producción de glóbulos rojos, la síntesis de ADN y la función del sistema nervioso. Aunque se 
encuentra en alimentos de origen animal como la carne, los huevos y los lácteos, también se puede 
producir a través de microorganismos. 
La producción de vitamina B12 por microorganismos se realiza mediante fermentación. Se utilizan 
cepas específicas de bacterias, especialmente del género Propionibacterium, que sintetizan y 
secretan la vitamina en el medio de cultivo. Posteriormente, la vitamina B12 se purifica y se utiliza 
como suplemento alimenticio o como ingrediente en productos alimentarios. 
La vitamina B12 es importante para personas que llevan dietas vegetarianas o veganas, ya que es 
difícil obtener la cantidad suficiente de esta vitamina a partir de alimentos de origen vegetal. 
Además, la vitamina B12 también se utiliza como suplemento en personas con anemia perniciosa o 
deficiencia de esta vitamina debido a problemas de absorción en el intestino. 
También se ha investigado el uso de la vitamina B12 en el tratamiento de ciertas enfermedades 
como el Alzheimer, la depresión y la fatiga crónica, aunque aún se necesitan más estudios para 
confirmar su efectividad. 
En resumen, la producción de vitamina B12 por microorganismos es una técnica importante para 
satisfacer las necesidades de la población vegetariana o vegana, así como para el uso en la industria 
alimentaria y farmacéutica. La vitamina B12 es esencial para una buena salud y desempeña un papel 
importante en la producción de glóbulos rojos, la síntesis de ADN y la función del sistema nervioso. 
 
Vitamina C 
La vitamina C, también conocida como ácido ascórbico, es una vitamina hidrosoluble que tiene un 
papel importante en el sistema inmunológico, la síntesis de colágeno y la absorción de hierro. 
Aunque se encuentra en muchos alimentos, como frutas y verduras, también se puede producir a 
través de microorganismos. 
La producción de vitamina C por microorganismos se realiza mediante fermentación. Se utilizan 
cepas específicas de bacterias o levaduras que sintetizan y secretan la vitamina en el medio de 
cultivo. La vitamina C producida por microorganismos se purifica y se utiliza como suplemento 
alimenticio o como ingrediente en productos alimentarios y cosméticos. 
 
 
 
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Los usos de la vitamina C producida por microorganismos incluyen: 
-Suplementos alimenticios: La vitamina C es esencial para una buena salud y puede ser utilizada 
como suplemento alimenticio para aquellos que no reciben suficiente vitamina C a través de su 
dieta. 
-Aditivos alimentarios: La vitamina C producida por microorganismos se utiliza como aditivo en 
alimentos y bebidas para mejorar su sabor, textura y vida útil. 
-Cosméticos: La vitamina C producida por microorganismos se utiliza en productos cosméticos 
debido a sus propiedades antioxidantes y su capacidad para mejorar la salud de la piel. 
-Industria farmacéutica: La vitamina C producida por microorganismos se utiliza en la fabricación de 
medicamentos debido a sus propiedades antioxidantes y su capacidad para mejorar la absorción de 
otros nutrientes. 
 
Vitamina K 
La vitamina K es una vitamina liposoluble que desempeña un papel importante en la coagulación 
sanguínea y la salud ósea. Aunque se encuentra en algunos alimentos, como las verduras de hojas 
verdes y los aceites vegetales, también se puede producir a través de microorganismos. 
La producción de vitamina K por microorganismos se realiza mediante fermentación. Se utilizan 
cepas específicas de bacterias, especialmente del género Bacillus, que sintetizan y secretan la 
vitamina en el medio de cultivo. La vitamina K producida por microorganismos se purifica y se utiliza 
como suplemento alimenticio o como ingrediente en productos alimentarios y cosméticos. 
Los usos de la vitamina K producida por microorganismos incluyen: 
-Suplementos alimenticios: La vitamina K es esencial para una buena salud y puede ser utilizada 
como suplemento alimenticio para aquellos que no reciben suficiente vitamina K a través de su 
dieta. 
-Aditivos alimentarios: La vitamina K producida por microorganismos se utiliza como aditivo en 
alimentos y bebidas para mejorar su sabor, textura y vida útil. 
-Cosméticos: La vitamina K producida por microorganismos se utiliza en productos cosméticos 
debido a sus propiedades antioxidantes y su capacidad para mejorar la salud de la piel. 
-Industria farmacéutica: La vitamina K producida por microorganismos se utiliza en la fabricación de 
medicamentos para tratar enfermedades como la osteoporosis y la coagulación sanguínea. 
 
 
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Vitamina D2 
La vitamina D2, también conocida como ergocalciferol, es una forma de vitamina D que se produce 
de forma natural en algunos hongos y plantas cuando son expuestos a la luz ultravioleta. Esta 
vitamina es esencial para el cuerpo humano ya que ayuda a mantener niveles adecuados de calcio 
y fósforo en la sangre, lo que es importante para la salud ósea y dental. 
La vitamina D2 se encuentra en algunos alimentos, como los hongos, y también se puede obtener a 
través de suplementos alimenticios o de exposición a la luz solar. Cuando se expone la piel a la luz 
solar, se produce una forma de vitamina D3 que es transformada por el hígado y los riñones en la 
forma activa de la vitamina D que es utilizada por el cuerpo. 
La vitamina D2 es importante para prevenir enfermedades como el raquitismo y la osteoporosis, y 
también se ha demostrado que tiene efectos beneficiosos sobre el sistema inmunológico y la salud 
cardiovascular. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la vitamina D2 no es tan eficaz 
como la vitamina D3 para elevar los niveles de vitamina D en el cuerpo, y algunos estudios sugieren 
que la vitamina D2 puede ser menos efectiva para la prevención de ciertas enfermedades. 
 
Vitamina B2 
La vitamina B2, también conocida como riboflavina, es una vitamina soluble en agua que se 
encuentra en muchos alimentos, incluyendo carnes, lácteos, huevos, verduras y cereales 
fortificados. La riboflavina es importante para el metabolismo de las proteínas, los carbohidratos y 
las grasas en el cuerpo, y también es esencial para la producción de energía. 
Además, la vitamina B2 es importante para mantener la salud de la piel, los ojos y el sistema 
nervioso. También es necesaria para la producción de glóbulos rojos y para mantener la función 
hepática adecuada. 
La deficiencia de vitamina B2 es rara en países desarrollados, pero puede ocurrir en personas con 
dietas extremadamente limitadas o en aquellos con trastornos que afectan la absorción de 
nutrientes. Los síntomas de la deficiencia de vitamina B2 incluyen inflamación de la boca y la lengua, 
piel agrietada en la esquina de la boca, y en casos graves, anemia y problemas neurológicos. 
La riboflavina se puede obtener a través de la dieta, pero también está disponible en forma de 
suplemento. Sin embargo, el consumo excesivo de vitamina B2 es poco común y no se han 
observado efectos adversos significativos. En general, la riboflavina es una vitamina importante para 
la salud general del cuerpo y se encuentra en una variedad de alimentos saludables. 
 
 
 
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PRODUCCIÓN DE VITAMINA B12: 
PROCESO DE PRODUCCIÓN: MICROORGANISMOS, CONCEPTOS BÁSICOS 
La biosíntesis de la vitamina B12 es una de las rutas metabólicas más complejas conocidas, 
controlada por 30 genes, es el cofactor más complejo en la naturaleza y es sintetizado 
exclusivamente por ciertas procariotas. La biosíntesis de esta vitamina implica aproximadamente 30 
reacciones enzimáticas de las cuales varias son altamente sensibles al oxígeno. Muchos de los pasos 
se han investigado, sin embargo, el metabolismo no se ha aclarado completamente. La síntesis de 
B12 con las bacterias Escherichia coli, Propionibacterium shermanii, Pseudomonas denitrificans, y 
Salmonella typhimurium se ha estudiado a fondo. 
En la actualidad las vitaminas,en general, se producen por cuatro métodos diferenciados: 
aislamiento a partir de fuentes naturales, síntesis química, síntesis bioquímica y síntesis microbiana. 
En el caso concreto de la producción de cobalamina: 
– El aislamiento no es viable económicamente, por no conocerse fuentes naturales en las cuales se 
encuentre en cantidades lo suficientemente elevadas como para que se rentabilice su extracción, 
que resulta cara y compleja. 
– La síntesis química resulta muy tediosa, comprendiendo hasta 70 etapas de reacción, debido a la 
elevada complejidad estructural de la molécula, por lo que se considera inviable tecnológicamente. 
– La síntesis bioquímica implementa procesos de reacción enzimática, simplificando la síntesis 
química y reduciendo el número de etapas de reacción. No obstante, la simplificación resulta 
insuficiente, pues en la actualidad sigue sin ser viable desde el punto de vista tecnológico, aunque 
se postula como una posible opción de futuro. 
– La síntesis microbiana es actualmente la única opción viable de producción industrial. Este proceso 
consiste en obtener el producto de interés a través del metabolismo de un microorganismo. Los 
más ampliamente estudiados son: Acetobacterium sp., Propionibacterium freudenreichii y 
Pseudomonas denitrificans. 
El procedimiento consiste en realizar la fermentación en un medio de cultivo adecuado, separar la 
biomasa producida y extraer la vitamina B12 generada. En la actualidad los científicos orientan sus 
investigaciones hacia las técnicas de manipulación genética para producir esta vitamina por 
métodos más económicos 
 Características de los microorganismos 
● Pseudomonas denitrificans: es un grupo importante de bacilos Gram negativos 
quimioorganotróficos aeróbicos, rectos o curvados y presentan un tamaño de 0,5 a 1 
micrómetro por 1,5 a 4 micrómetro, sin esporas. Presentan un metabolismo respiratorio y 
son capaces de producir aeróbicamente pequeñas cantidades de ácido procedentes de 
glucosa o de compuestos orgánicos de bajo peso molecular. 
 
 
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Algunos son quimiolitotróficos y utilizan H2 o CO como únicos donadores de electrones. Por 
otro lado, requieren condiciones mínimas de humedad y un pH neutro, entre 7 y 7,8. 
presentan el inconveniente de ser aerobios, lo que dificulta en gran medida la operación, 
siendo el oxígeno el elemento fundamental a controlar en el sistema reaccionante 
 
● Propionibacterium freudenreichii spp. shermanii: es una bacteria Gram positiva, no móvil, 
anaeróbica con forma de vara, mesófila y no esporulada. Los miembros del género 
Propionibacterium son ampliamente utilizados en la producción de vitamina B12, de 
compuestos de tetrapirrol, y de ácido propiónico, así como en los probióticos y las industrias 
de queso a partir de hidratos de carbono, ácido láctico y polihidroxialcoholes. Dado que esta 
especie no produce exotoxinas o endotoxinas, son consideradas como seguras para uso 
humano según la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos, por lo 
que son las preferidas para la producción de dicha vitamina. 
 
● Propionibacterium freudenreichii spp. freudenreichii: pertenece al grupo de las bacterias 
propiónicas y, como todas ellas, es Gram positiva, de crecimiento lento, inmóvil, con forma 
de bacilo y no formadora de esporas. En cuanto a su metabolismo, suelen ser anaerobias 
estrictas o, como mucho aerotolerantes. Llevan a cabo procesos fermentativos produciendo 
ácido propiónico, dióxido de carbono y ácido acético. 
 Para ambas Propionibacterium deberán implementar estrategias de control para 
mantener la concentración de ácido propiónico, subproducto metabólico, en condiciones 
de correcta operación. Además, en algunos de los procesos que emplean este tipo de cepas 
se obtienen producciones elevadas, que pueden llegar a los 200 mg/L por ciclo de operación 
(Vandame et al., 2016) empleando medios de cultivo relativamente sencillos y sin necesidad 
de incluir operaciones previas de ingeniería genética que, a priori, podrían complicar y 
encarecen en gran medida la preparación de las cepas. 
Propionibacterium freudenreichii cuenta con la aprobación GRAS1 por la FDA (American 
Food and Drug Administration) y la QPS (Qualified Presumption of Safety) y se ha aplicado 
con éxito a la producción comercial de B12, con una alta producción informada de 
aproximadamente 200 y 300 mg/L para cepas naturales y modificadas genéticamente 
respectivamente (Vandame & Revuelta, 2016). Por estas razones es la bacteria más 
favorable para la producción industrial de esta vitamina (Piwowarek, Lipinska, Hac-
Szymanczuk, Bzducha-Wrobel &Synowiec, 2017) 
Propionibacterium 
El género de las Propionibacterium (PAB) pertenece a la familia de las Propionibacteriaceae y al 
Phylum actinobacteria. Los PAB se dividen clásicamente en dos grupos: asociados a productos 
lácteos (aislados de queso y leche) y cutáneos (piel humana). P. freudenreichii y P. acidipropionici 
son los PAB lácteos comúnmente utilizados en los alimentos. La especie P. freudenreichii se divide 
además en dos subespecies (subsp. freudenreichii y subsp. shermanii) basada dicha división en la 
utilización de la lactosa y la reducción de nitratos. 
 
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Sin embargo, esta división fenotípica ha sido cuestionada porque las cepas pertenecientes al 
subgrupo freudenreichii no siempre son lactosa negativas. P. freudenreichii es uno de los pocos 
microorganismos que ha sido ampliamente estudiado para desentrañar la biosíntesis microbiana de 
la vitamina B12 (Chamlagain, 2016). 
 Este género fermenta con un amplio rango de fuentes de carbono para obtener energía y son en su 
mayoría aerotolerantes. El nombre Propionibacterium proviene de su capacidad para producir 
grandes cantidades de ácido propiónico, así como de acetato y dióxido de carbono a partir de 
fuentes de carbono fermentables. El lactato también puede usarse como fuente de carbono lo que 
también da como resultado la producción de ácido propiónico como producto final de fermentación. 
PAB tiene una vía fermentativa única para producir ácido propiónico. En condiciones anaeróbicas o 
microaerobias, metaboliza glucosa por glicólisis en piruvato, que luego se oxida a acetato y dióxido 
de carbono. El poder reductor producido en esta conversión se usa en el ciclo de metilmalonil-CoA, 
para producir ácido propiónico. La ruta de la metilmalonil-CoA depende de dos vitaminas: biotina 
para la transferencia de CO2 y adenosilcobalamina (AdoB12) para la conversión de succinil-CoA en 
R-metilmalonilo. La ruta convierte el piruvato por un ciclo de citrato inverso en succinil-CoA, que 
luego se convierte en R-metilmalonilo y finalmente en el producto final ácido propiónico. Se produce 
ATP en la glucólisis y un ATP adicional en la ruta de metilmalonil-CoA. La dependencia de B12 de la 
vía explica la producción de esta vitamina por PAB. 
 Los PAB son capaces de crecer en condiciones microaerobias y pueden usar oxígeno molecular 
como aceptor de electrones. Sorprendentemente, si un cultivo se desplaza de condiciones 
anaeróbicas a aeróbicas, P. freudenreichii comienza a usar propionato y produce piruvato mediante 
una ruta de metilmalonil-CoA inversa y utilizando oxígeno como aceptor final de electrones. Se 
demostró que la producción de B12 se detiene en condiciones aeróbicas, pero se reinicia 
rápidamente cuando se vuelve a cambiar a condiciones anaeróbicas. Otros aceptores de electrones 
inorgánicos que puede usar PAB son sulfito, nitrato y hierro. 
BIOSÍNTESIS Y REGULACIÓN METABÓLICA 
 La biosíntesis de B12 se divide comúnmente en tres partes: la síntesis de uroporfirinógeno III, la 
formación del anillo de corrina y la adenilación del anillo de corrina y el ensamblaje del grupo de 
nucleótidos. La obtención de B12 se inicia mediante la síntesis de ácido 5-aminolevulinato (ALA), 
una aminocetona estable. Como se observa en la figura 6-1, ALA se puede sintetizar por dos rutas, 
ya sea a partir de la condensación de succinil-CoA y glicina(ruta C4) mediada por la enzima ALA 
sintasa o, más comúnmente, a partir de ácido glutámico (ruta C5), proceso más complejo que 
requiere de tres enzimas: glutamil-tRNA sintasa, glutamato-tRNA deshidrogenasa y GSA 
aminotransferasa (Murooka, Piao, Kiatpapan & Yamashita, 2005). 
 La conversión de ALA en uroporfirinógeno III (urogen III) consta de tres pasos, cada uno mediado 
por una enzima. La primera de estas enzimas es ALA deshidratasa, que cataliza una reacción de 
condensación entre dos moléculas de ALA para generar PBG. La siguiente enzima PBG deaminasa, 
polimeriza cuatro moléculas de PBG en 1-hidroximetilbilano (HMBL). 
 
 
 
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 La última enzima de la síntesis de tetrapirrol es uroporfirinógeno III (urogen III) sintasa que se 
conoce como cosintetasa. Luego, el uroporfirinógeno III puede descarboxilarse como ocurre en la 
síntesis de hemo y clorofilas, o puede ser metilado para formar precorrin-2, el último metabolito 
común para la síntesis de la coenzima F430, sirohaem y cobalamina. En la precorrin-2, la vía de la 
cobalamina se divide en una vía aeróbica y anaeróbica. 
En los pasos finales de la síntesis, la reducción del anillo de corrina sirve para estabilizar la quelación 
de cobalto. Luego, se produce la adenilación del cobalto, formando el ligando β. Finalmente, el 
αligando es producido por un conjunto de reacciones. Primero, se une un brazo de aminopropanol 
al anillo de corrina y se fosforila o, como alternativa, se une un brazo de aminopropanol ya 
fosforilado. El grupo de fósforo se activa mediante la adición de un GDP de adenosina a expensas 
de un GTP. Concomitantemente, se activa un α-ribazol ((α) -D-ribosil-5,6-dimetilbencimidazol) y 
tiene lugar una reacción transferasa que reemplaza a la adenosina-GDP por α-ribazol y da como 
resultado la formación de la coenzima B12 (Piwowarek, Lipińska, Hać-Szymańczuk, Kieliszekl & 
Ścibisz, 2017). 
PROCESO DE PRODUCCIÓN: CONCEPTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 El proceso de producción se compone de 4 etapas bien diferenciadas, a saber:
 
 1) Propagación de cultivo: comienza en el laboratorio con la cepa liofilizada. Este material 
microbiológico seleccionado constituye el punto de partida con el cual se debe aumentar la cantidad 
de este mediante sucesivos pasajes en Erlenmeyer de volúmenes crecientes que son generalmente 
operados en agitadores de vaivén o rotatorios en cámaras de cultivo. 
La cepa del propio microorganismo se adquiere en la forma liofilizada de algunas de las colecciones 
de cultivos mencionadas con anterioridad y no debería ser adquirida más que al comienzo de la 
operación de la planta, en caso de conservarse en condiciones en las que su reproducción pudiese 
llevarse a cabo correctamente cuando correspondiese. Al tener la cepa liofilizada, es necesario 
realizar algunas operaciones previas para disponer del microorganismo en forma activa para la 
fermentación. Las más relevantes se mencionan a continuación: 
 -ACTIVACIÓN DE LA CEPA: El microorganismo se reconstituye y se siembra utilizando el medio de 
cultivo, las condiciones de incubación y el procedimiento indicado en las instrucciones del 
organismo proveedor de la cepa. Luego de activar la cepa se debe ir incrementando el volumen del 
recipiente de cultivo, para conseguir la velocidad de crecimiento adecuada. Es vital esta operación 
para que a escala industrial se alcancen los resultados óptimos. 
-PREPARACIÓN DEL INÓCULO: El inóculo se prepara con la composición idéntica al medio de 
fermentación, pero en menor volumen, realizando el mismo ajuste de pH y condiciones de 
esterilidad. Después se realiza el pasaje celular de la cepa activada y por último se procede a la 
incubación a 30 °C, con agitación durante 24 horas (Wang, Zhang, Jiao, Liu y Wang, 2015). 
Finalmente se agrega el mismo al fermentador para iniciar la fermentación, siendo el volumen del 
inóculo el 5% del volumen del fermentador 
2) Fermentación: con el material obtenido anteriormente, se siembra el tanque de inoculación y 
se pasa posteriormente al prefermentador y fermentador industrial. Un proceso esencial ligado a la 
producción es la preparación y esterilización de los medios que se lleva a cabo también en esta etapa 
(previamente a la inoculación) mediante un intercambiador de calor. 
 
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Un proceso de fermentación típico es esencialmente un proceso que se lleva a cabo en un recipiente 
llamado fermentador o en general, biorreactor, mediante el cual determinados sustratos que 
componen el medio de cultivo son transformados por acción microbiana en metabolitos y biomasa. 
El microorganismo va aumentando en su concentración en el transcurso del proceso al mismo 
tiempo que el medio se va modificando y se forman productos nuevos como consecuencia de las 
actividades catabólicas y anabólicas. 
Las funciones del biorreactor son: 
a) Mantener las células uniformemente distribuidas en todo el volumen de cultivo a 
fin de prevenir la sedimentación o la flotación. 
b) Mantener constante y homogénea la temperatura. 
c) Minimizar los gradientes de concentración de nutrientes. 
d) Suministrar oxígeno a una velocidad tal que satisfaga el consumo cuando sea 
necesario. 
e) El diseño debe ser tal que permita mantener el cultivo puro; una vez que todo el 
sistema ha sido esterilizado y posteriormente sembrado con el microorganismo 
deseado. 
Para satisfacer los cuatro primeros puntos es necesario que el biorreactor esté provisto de 
un sistema de agitación, así como una camisa o un serpentín por donde circula un fluido 
caliente o frío, además para el punto d) se requiere de un sistema que inyecte aire en el 
cultivo (Ertola et al., 2006). Entre los objetivos principales de un sistema de agitación, caben 
destacar los siguientes: Mezclar los fluidos y la fase gaseosa, dispersar el aire y permitir la 
transferencia del oxígeno, poner en suspensión las partículas sólidas y, mantener un 
entorno uniforme y homogéneo en todo el recipiente (Stanbury, Whitaker & Hall, 1995). 
Propionibacterium exhibe un metabolismo complejo, pero tiene pocos requerimientos 
nutricionales. PAB fermenta una variedad de sustratos, que incluyen carbohidratos, polioles 
tales como glicerol y ácidos orgánicos como ácido láctico 
Por lo tanto, las principales materias primas que se emplean en el proceso fermentativo 
son: - Glucosa (C6H12O6) como fuente carbonada. 
- Un medio complejo como el licor de maceración de maíz. 
- Una fuente de nitrógeno, generalmente sulfato de amonio ((NH4)2SO4. 
- Un sistema amortiguador de pH, como dihidrógeno fosfato de potasio (KH2PO4). 
- Precursor vitamínico 5,6-dimetilbenzimidazol (DMB). 
 
 
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- Una sustancia que ceda el ion cobalto que se presenta en la estructura de la molécula de 
cobalamina. Generalmente con este fin, se emplea cloruro de cobalto (CoCl2), sal que en 
disolución en el medio de cultivo aporta iones de cobalto en cantidad suficiente para que 
se efectúe la síntesis de vitamina. 
 - Agua desionizada en grandes cantidades en comparación con el resto de las materias 
primas. 
Una vez que se tiene el medio de cultivo, éste se debe esterilizar, es decir, reducir el número 
de microorganismos del medio de fermentación de manera de evitar cualquier tipo de 
contaminación y, por lo tanto, evitar la competición por los nutrientes y permitir, de esta 
manera, que el microorganismo específico utilizado dé los rendimientos en biomasa y/o 
metabolitos específicos. Esta etapa se realiza por medio de calor indirecto, en un 
intercambiador de calor, para lograr los parámetros de esterilidad (121 °C – 30 segundos) 
(Gómez Manrique, 2017), tomando como referencia la cepa Bacillus stearotermophylus. A 
continuación, se enfría el medio de cultivo a una temperatura próxima requerida por el 
fermentador. En general, la temperatura del cultivo se establece en 30 °C, cerca de la 
temperatura de crecimiento óptimo del PAB. El pH del cultivo debe controlarse, 
generalmenteen el rango 6.5-7, para neutralizar los ácidos orgánicos acumulados y evitar 
la inhibición del cultivo por un pH bajo debido a la presencia de ácidos acéticos y propiónicos 
no disociados. 
 3) Operaciones y proceso de separación y purificación de los productos: estas etapas 
comprenden en forma general y sucesivamente: 
a) separación de la biomasa por centrifugación 
b) lisis celular por tratamiento térmico o mecánico con molino de bolas 
c) conversión a cianocobalamina por adición de cianuro de hidrógeno o de potasio (esta etapa 
no es estrictamente necesaria) 
d) separación por extracción o adsorción 
e) purificación por cristalización y finalmente 
f) aislamiento del producto. 
 4) Tratamiento de efluentes: si bien no tiene una relación directa con el producto, que es la razón 
de ser de la industria de fermentación, representa una etapa imprescindible ya que es fundamental 
controlar la calidad del efluente que sale de la instalación y que es enviado generalmente a un curso 
de agua, sea un canal, arroyo, un río o al mar 
 
 
 
 
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PROCESO DE PRODUCCIÓN: ETAPAS EN DETALLE 
1) ETAPA DE PRETRATAMIENTO 
El medio de cultivo debe prepararse a partir del mezclado de sus sustancias componentes. 
Para evitar la degradación temprana del mismo, la mezcla de la disolución de glucosa y la 
disolución fosfatada, que lo componen, se efectúa antes de comenzar la etapa de reacción 
en un mezclador M-03 para luego pasar al fermentador. La glucosa se disuelve en agua 
desionizada en el mezclador M-01. El dihidrógeno fosfato de potasio, el cloruro de cobalto 
y el CSL, previamente pasteurizado, se disuelven en agua desionizada en el mezclador M-
02. Tanto la disolución de glucosa que sale de M-01, como la disolución fosfatada que sale 
de M-02 deben esterilizarse. Estas corrientes se esterilizan por separado para evitar 
pérdidas en la calidad de los nutrientes debido a las reacciones de Maillard, las cuales se 
producen por la reacción entre grupos carbonilos de la glucosa y grupos amino del CSL 
(Stanbury, Whitaker & Hall, 1995). 
 El tratamiento de esterilización es idéntico en ambos casos, la corriente líquida de salida de 
cada mezclador se alimenta a un intercambiador de calor (M-01 a E-01 y M-02 a E-03) previo 
aumento de su presión para evitar que se evapore. En los intercambiadores de calor (E-01 
y E-03) se aumenta la temperatura de la corriente hasta 121 °C, manteniéndose así 30 
segundos para asegurar la lisis celular. Tras este aumento de temperatura, sendas 
corrientes líquidas se alimentan a otro intercambiador (E-01 a E-02 y E-03 a E-04) donde su 
temperatura se disminuye hasta 40 °C. Una vez se ha llevado a cabo el proceso de 
esterilización las corrientes de salida de los trenes de esterilización son enviadas al 
mezclador M-03, que actúa como tanque pulmón previo a la entrada al reactor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2) ETAPA DE FERMENTACIÓN 
El proceso de fermentación se lleva a cabo en régimen discontinuo, en un reactor batch de tipo 
tanque agitado con refrigeración, procesándose por lotes. Teniéndose el medio de cultivo 
esterilizado almacenado en un mezclador, se extrae de éste por lotes, correspondiente a la 
capacidad de los fermentadores. 
 Tras introducir el medio de cultivo en el correspondiente fermentador, se alimenta un inóculo de 
elevada concentración del microorganismo Propionibacterium freudenreichii procedente de un 
reactor de siembra, comenzando la fermentación que dura 160 horas (Wang, Zhang, Jiao, Liu & 
Wang, 2015). Las condiciones de fermentación son 30 °C y pH 7. El proceso empleado controla la 
adición del precursor vitamínico 5,6-dimetilbenzimidazol (DMB), almacenado en el depósito, que se 
ha de añadir a las 84 horas de fermentación para obtener los mejores rendimientos (Wang et al, 
2015). Una vez pasadas las 160 horas de fermentación, el medio de cultivo resultante que contiene 
ácido propiónico y ácido acético, generados por el metabolismo bacteriano, biomasa y cobalamina, 
contenida en el medio intracelular, se extrae del fermentador pasando a almacenarse en un 
depósito, que se emplea como tanque pulmón para dosificar el volumen tratado en la etapa 
siguiente 
 
3) ETAPA DE EXTRACCIÓN Y PURIFICACIÓN 
Una vez finalizado el proceso de fermentación, se realiza un proceso de recuperación de la 
vitamina B12 en condiciones de pureza adecuada para su comercialización como producto 
farmacéutico al. El tratamiento post-fermentación se lleva a cabo tomando como materia 
prima el producto almacenado en que proviene de la salida del reactor. 
 
 
 
 
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- SEPARACIÓN DEL MICROORGANISMO DEL MEDIO DE CULTIVO RESTANTE: En 
primer lugar, el medio de cultivo se extrae a una temperatura media de 25 °C, 
enviándose a una centrifuga. En este dispositivo se centrifuga en régimen continúo 
retirándose el sobrenadante, considerándose que en la centrifugación no existe 
aumento de temperatura. El líquido obtenido en la centrifugación, que es una 
disolución acuosa de los componentes del medio de cultivo y los subproductos del 
metabolismo bacteriano, se envía a tratamiento de efluentes, mientras que el 
sólido sobrenadante, compuesto por la población de bacterias productora de la 
fermentación, se envía a un molino de bolas. 
- RUPTURA CELULAR Y SEPARACIÓN DEL MEDIO INTRACELULAR DEL RESIDUO 
SÓLIDO: En el molino de bolas se produce la ruptura celular, obteniéndose un 
sólido, compuesto por los residuos de la membrana celular húmeda, y un líquido, el 
medio intracelular en el cual está contenida la vitamina B12 producida por la 
bacteria. Se considera que en su operación no se produce aumento de temperatura, 
al actuar el líquido como lubricante en el equipo. La suspensión obtenida de la 
operación en el molino de bolas se alimenta a otra centrífuga. En esta se separa una 
fase líquida, compuesta por el citoplasma (fundamentalmente agua), material 
genético, lípidos y la propia vitamina B12, de una fase sólida, compuesta por los 
restos de membrana plasmática y pared celular (fundamentalmente lípidos). El 
sobrenadante obtenido en la centrífuga se envía a tratamiento de efluentes, 
mientras que el líquido obtenido se envía a un adsorbedor. Al igual que en la 
primera centrifuga, no se produce aumento de temperatura. 
- ADSORCIÓN/DESORCIÓN DE COBALAMINA: El líquido obtenido de la centrifugación 
en se hace pasar por una torre de lecho fijo empaquetado de resinas (Duolite S861). 
El lecho adsorbe durante un período de 25 horas hasta saturarse a una temperatura 
de 25 °C y pH 5. Para poder abastecer las necesidades del proceso, es necesario 
alternar los períodos de adsorción y desorción en dos torres. Por lo tanto, de los 
adsorbedores salen y entran alternativamente diferentes corrientes líquidas, según 
se esté llevando a cabo la operación de adsorción o regeneración. Mientras se está 
produciendo la operación de adsorción, a la torre de lecho fijo entra la corriente 
líquida procedente de la centrífuga CN-02 y sale una corriente líquida cuya 
composición es idéntica a la del alimentado, pero habiéndosele retirado toda la 
vitamina B12, quedando ésta adsorbida en el lecho de resinas. Cuando se está 
llevando a cabo la operación de regeneración, se alimenta a la torre de adsorción 
una disolución acuosa de metanol al 40%, extrayéndose una disolución similar a la 
alimentada enriquecida con la cobalamina. Esta operación se lleva a cabo en un 
tiempo de 10 minutos y en las mismas condiciones de temperatura y pH que la 
adsorción. A efecto de los cálculos del balance de energía, se consideran 
despreciables las variaciones de temperatura en esta etapa. 
 
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- CRISTALIZACIÓN DE COBALAMINA: La disolución acuosa de metanol y cobalamina 
que proviene de la regeneración del lecho de adsorción, se envía a un cristalizador. 
En este, la disolución de cobalamina se concentra por evaporación a un vacío del 
85% (0,15 atm de presión) y una temperaturade 48 °C. Al evaporarse el disolvente, 
la solución se concentra progresivamente. El disolvente gaseoso sale del 
cristalizador hacia el condensador, incluido en el mismo, donde se condensa 
enfriándose hasta 25 °C, recirculándolo como agente extractor de nuevo en el 
adsorbedor. La disolución concentrada con la cobalamina precipitada pasa del 
cristalizador al filtro secador donde, por una parte, se obtiene el sólido precipitado 
como cobalamina de alta pureza (98%), y por otra, una disolución acuosa de 
metanol y cobalamina, saturada de ésta. La cobalamina cristalizada que se obtiene 
del paso por el filtro-secador se envía a almacenamiento, el cual debe estar a 4 °C 
para evitar su deterioro. La disolución saturada que sale del filtro se recircula 
mezclándose con el efluente del adsorbedor, compuesto también por agua, 
metanol y cobalamina, en el mezclador para optimizar los resultados de 
cristalización de vitamina B12 obtenidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFIA 
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https://lpi.oregonstate.edu/es/mic/vitaminas/vitamina-B12 
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https://www.nhs.uk/conditions/vitamins-and-minerals/ 
https://www.nia.nih.gov/health/vitamins-and-minerals-older-adults 
https://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/vitamins/ 
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