Ejercicio resuelto de Microbiología y biotecnología · Biología

En muchos procesos relacionados con la industria alimentaria se producen fermentaciones por microorganismos.

a) Ponga dos ejemplos de dichos procesos y mencione el tipo de microorganismos implicados. [0,5 puntos]

b) Comente la función metabólica que desempeñan los microorganismos citados e indique los productos iniciales y finales del proceso. [0,5 puntos]

$\textbf{a) Ponga dos ejemplos de dichos procesos y mencione el tipo de microorganismos implicados. [0,5 puntos]}$

La elaboración de pan, vino y cerveza mediante fermentación alcohólica. El microorganismo implicado es una levadura, $\textit{Saccharomyces cerevisiae}$, que es un hongo unicelular eucariota y anaerobio facultativo.

La elaboración de yogur, queso, chucrut y embutidos curados mediante fermentación láctica. Los microorganismos son bacterias lácticas, procariotas de los géneros $\textit{Lactobacillus}$, $\textit{Streptococcus}$ y $\textit{Lactococcus}$.

Valen igualmente la producción de vinagre por fermentación acética, a cargo de bacterias del género $\textit{Acetobacter}$ —que en rigor no es una fermentación, sino una oxidación aerobia—, y la maduración de quesos azules con el hongo $\textit{Penicillium}$.

$\textbf{b) Comente la función metabólica que desempeñan los microorganismos citados e indique los productos iniciales y finales del proceso. [0,5 puntos]}$

En los dos casos, la función metabólica es la misma: obtener energía en ausencia de oxígeno mediante una fermentación. Los microorganismos degradan la glucosa por la glucólisis hasta ácido pirúvico, con un rendimiento de dos ATP, y como no disponen de cadena respiratoria que reoxide el NADH, reducen el piruvato a otro compuesto orgánico. Esa reducción final no da energía: su único objeto es regenerar el $NAD^{+}$ que la glucólisis necesita para no detenerse. Lo que para el microorganismo es un desecho es justamente lo que la industria aprovecha.

En la fermentación alcohólica, el producto inicial es la glucosa —procedente del almidón de la harina o de los azúcares del mosto— y los productos finales son etanol y $CO_2$:

$C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2\ C_2H_5OH + 2\ CO_2 + 2\ \text{ATP}$

En la panadería interesa el $CO_2$, cuyas burbujas quedan atrapadas en la red de gluten y hacen subir la masa, mientras que el etanol se evapora en el horno; en el vino y la cerveza interesa el etanol.

En la fermentación láctica, el producto inicial es la lactosa de la leche, que la bacteria hidroliza en glucosa y galactosa, y el producto final es el ácido láctico:

$C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2\ \text{CH}_3\text{-CHOH-COOH} + 2\ \text{ATP}$

El ácido láctico acumulado baja el pH de la leche hasta alrededor de $4{,}5$, y a ese pH la caseína alcanza su punto isoeléctrico, se desnaturaliza y precipita: la leche cuaja y se obtiene el yogur. La acidez conserva además el producto, porque impide el crecimiento de bacterias putrefactoras.