Ejercicio resuelto de Microbiología y biotecnología · Biología

Durante la pandemia provocada por COVID-19 mucha gente ha elaborado pan en casa. Esta elaboración requiere la participación de microorganismos. Identifique qué tipo de microorganismos participa en la elaboración de ese pan, explicando sus características más importantes. ¿Es del mismo tipo que el utilizado en la fabricación del yogur? Justifique la respuesta. [1 punto]

$\textbf{Durante la pandemia provocada por COVID-19 mucha gente ha elaborado pan en casa. Esta elaboración requiere la participación de microorganismos. Identifique qué tipo de microorganismos participa en la elaboración de ese pan, explicando sus características más importantes. ¿Es del mismo tipo que el utilizado en la fabricación del yogur? Justifique la respuesta. [1 punto]}$

El microorganismo que interviene en la elaboración del pan es una levadura, $\textit{Saccharomyces cerevisiae}$.

Sus características más importantes son las siguientes. Es un hongo unicelular y, por tanto, un organismo eucariota: tiene núcleo con envoltura, mitocondrias, retículo endoplasmático, aparato de Golgi y ribosomas de tipo $80S$; su pared celular es de quitina y glucanos. Es heterótrofa, se nutre por absorción y se reproduce asexualmente por gemación, aunque también puede hacerlo sexualmente formando ascosporas. Y, sobre todo, es anaerobia facultativa: si dispone de oxígeno respira, y si no lo tiene realiza la fermentación alcohólica.

Su papel en el pan es precisamente ese. En el interior de la masa apenas hay oxígeno, de modo que la levadura degrada los azúcares procedentes del almidón de la harina por la vía de la glucólisis hasta ácido pirúvico, y después lo descarboxila a acetaldehído, liberando $CO_2$, y lo reduce a etanol para reoxidar el NADH:

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

De los dos productos, en la panadería interesa el dióxido de carbono: sus burbujas quedan atrapadas en la red de gluten y hacen que la masa suba y quede esponjosa. El etanol se evapora durante el horneado, y las levaduras mueren con el calor.

No es del mismo tipo que el utilizado en la fabricación del yogur, y la diferencia es de fondo.

El yogur lo producen bacterias lácticas, principalmente $\textit{Lactobacillus delbrueckii}$ subespecie $\textit{bulgaricus}$ y $\textit{Streptococcus thermophilus}$, que actúan en cooperación. Son organismos procariotas: carecen de núcleo y de orgánulos membranosos, su ADN es circular y desnudo y sus ribosomas son $70S$. Pertenecen, por tanto, a un reino distinto del de las levaduras.

Y el proceso metabólico tampoco es el mismo. Estas bacterias realizan la fermentación láctica: hidrolizan la lactosa de la leche y reducen el piruvato directamente a ácido láctico, sin desprender $CO_2$ y sin producir etanol. El ácido láctico acumulado baja el pH hasta alrededor de $4{,}5$, y a ese pH la caseína alcanza su punto isoeléctrico, se desnaturaliza y precipita: eso es lo que hace que la leche cuaje y adquiera la textura del yogur, además de conservarlo frente a las bacterias putrefactoras.

Lo único que ambos casos comparten es el principio general: son fermentaciones, procesos anaerobios en los que el aceptor final de electrones es una molécula orgánica y cuyo único objeto, para el microorganismo, es reoxidar el NADH para que la glucólisis no se detenga. Lo que para él es un desecho es justamente lo que la industria aprovecha.