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12 L O S F U N D A M E N T O S D E L A M I C R O B I O L O G Í A Los microorganismos se pueden utilizar para eliminar la polución en un proceso conocido como biorremediación. En la biorremediación se utilizan los microorganismos para consu- mir vertidos de petróleo, disolventes, plaguicidas y otros con- taminantes tóxicos para el ambiente. En la biorremediación se acelera la eliminación del contaminante añadiendo al ambiente contaminado microorganismos especiales o nutrientes que estimulan la degradación de los contaminantes por parte de microorganismos autóctonos. En cualquier caso, el objetivo es acelerar la desaparición del contaminante. Los microorganismos también pueden servir para obtener productos comercialmente valiosos. La microbiología indus- trial trata del cultivo a gran escala de microorganismos que crecen de manera natural para obtener grandes cantidades de productos de relativamente bajo costo, como antibióticos, enzi- mas y determinados productos químicos. La biotecnología, en cambio, utiliza microorganismos modificados genéticamente para sintetizar productos de gran valor, como insulina u otras proteínas humanas, normalmente a pequeña escala. La genó- mica ha mejorado notablemente tanto la microbiología indus- trial como la biotecnología al hacer posible la inspección del genoma de prácticamente cualquier organismo en busca de genes de interés comercial. Como se muestra en la explicación anterior, la influencia de los microorganismos en los humanos es enorme, y sus activida- des son esenciales para el funcionamiento del planeta. O, como dijo tan acertadamente el eminente químico y microbiólogo francés Louis Pasteur: «En la naturaleza, el papel de lo infinita- mente pequeño es infinitamente grande». En la segunda mitad de este capítulo seguimos con nuestra introducción al mundo de los microorganismos con un resumen histórico de las contribu- ciones de Pasteur y otros grandes científicos que resultaron fun- damentales para el desarrollo de la ciencia de la microbiología. MINIRREVISIÓN Cite dos razones por las que los microorganismos son importantes en las industrias alimentaria y agrícola. Dé algunos ejemplos de biocombustibles. ¿Cómo puede la fijación de nitrógeno en los nódulos radiculares contribuir a la producción de biocombustible? ¿Qué es la biotecnología y cómo puede mejorar la vida de los seres humanos? Microorganismos, alimentos, energía y medio ambiente Los microorganismos desempeñan funciones importantes en la industria alimentaria, como el deterioro, la seguridad y la pro- ducción de los alimentos. El deterioro de los alimentos por sí solo causa grandes pérdidas económicas cada año, y los sectores de la comida enlatada, congelada y seca se desarrollaron como formas de conservar los alimentos que, de otro modo, sufrirían el dete- rioro microbiano. La seguridad alimentaria requiere el control constante de los productos alimentarios para asegurar la ausencia de patógenos y la trazabilidad de los brotes de enfermedad para identificar el origen de los patógenos. Los alimentos frescos como la carne, la fruta y la verdura son más vulnerables a la contami- nación microbiana y tienen una vida útil breve por la única razón de que la contaminación es prácticamente imposible de prevenir. Aunque la seguridad es un problema importante para la industria alimentaria, no todos los microorganismos presen- tes dañan los alimentos o a quienes los consumen. Muchos son deseables o incluso esenciales, como los que crecen en los ali- mentos fermentados (Figura 1.11). Por ejemplo, muchos produc- tos lácteos dependen de la actividad de los microorganismos para producir ácidos fundamentales característicos de los pro- ductos, como en las fermentaciones que producen quesos, yogur y mantequilla. El chucrut, los encurtidos y algunas salchi- chas también están sometidos a fermentaciones microbianas. Además, los alimentos de panadería y las bebidas alcohólicas se basan en la actividad fermentadora de la levadura, que genera como ingredientes fundamentales, respectivamente, dióxido de carbono (CO 2 ) para hacer subir la masa y alcohol (Figura 1.11). Estos productos de fermentación no solo son sustancias desea- bles, sino que funcionan también como conservantes de los ali- mentos frente al crecimiento de microorganismos perjudiciales. Algunos microorganismos producen biocombustibles. Por ejemplo, el gas natural (metano, CH 4 ) es un producto del meta- bolismo anaeróbico de un grupo de arqueas llamadas metanó- genos. El alcohol etílico (etanol), producido por la fermentación microbiana de la glucosa obtenida de materias primas como la caña de azúcar, el maíz o las hierbas de crecimiento rápido, es uno de los principales combustibles o complementos de com- bustible para motor (Figura 1.12). Los materiales de desecho como los residuos domésticos, los residuos animales o la celu- losa también se pueden convertir en etanol y metano; y la soja (Figura 1.9) contiene aceites que se pueden convertir en com- bustible para motores diésel. (a) (b) GLUCOSA 2 Etanol + 2 CO 2 Ácido propiónico + ácido acético + CO 2 2 Ácido acético Fermentaciones Alimentos fermentados 2 Ácido láctico Figura 1.11 Alimentos fermentados. (a) Principales fermentaciones en diversos alimentos fermentados. El producto de la fermentación (etanol o ácido láctico, propiónico o acético) conserva el alimento y le da su sabor característico. (b) Foto de varios alimentos fermentados en la que se muestra el producto de fermentación característico de cada uno de ellos. https://booksmedicos.org booksmedicos.org Botón1:
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