Los 23 usos de los microorganismos en la industria

Si te preguntaran qué tienen en común un trozo de queso Roquefort y una vacuna, seguramente dirías que nada en absoluto. Pero lo cierto es que sí que comparten algo: para obtenerse, se necesitan microorganismos. Cientos de industrias requieren de bacterias, hongos e incluso virus para elaborar sus productos.

Y es que pese a su mala fama, no todos los microorganismos son malos para nuestra salud. De hecho, de las millones de especies de bacterias que existen, solo 500 son patógenas para el ser humano. Y de estas, únicamente 50 son realmente peligrosas. Es un porcentaje muy pequeño.

Pero es que de las restantes, ya no solo es que su presencia no nos resulte dañina, sino que pueden incluso ser beneficiosas. Solo hay que tener en cuenta que nuestro cuerpo es un auténtico zoo de bacterias y hongos que, lejos de ser una amenaza, conforman nuestra microbiota, desempeñando funciones sin las cuales nuestra supervivencia sería difícil, si es que no imposible.

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Teniendo en cuenta su inocuidad, su facilidad de adaptación a condiciones extremas, su variedad de metabolismos, los productos capaces de sintetizar, su increíblemente rápido desarrollo y reproducción y las altísimas velocidad metabólicas que consiguen, los microorganismos son perfectos para “trabajar” en la industria, ya sea alimentaria, farmacéutica, química, cosmética… No importa. El uso de microorganismos a nivel industrial está cada vez más extendido.

Y en el artículo de hoy haremos un repaso de (casi) todo lo que los seres vivos más pequeños pueden ofrecernos.

¿Qué usos tienen los microorganismos en la industria?

Ya desde la antigüedad aprovechamos (aunque al principio no lo supiéramos) a los microorganismos para conseguir productos. Sin ir más lejos, la producción de vino consiste en una fermentación en la que unos hongos, que constituyen lo que se conoce como levadura, transforman el azúcar de la uva en alcohol etílico. Y la humanidad lleva produciendo vino desde, según las investigaciones, el año 5400 a.C. Así que estamos utilizando a los microorganismos desde tiempos inmemoriables.

Evidentemente, conforme los conocimientos en microbiología avanzaban, cada vez éramos más capaces de perfeccionar las técnicas, mejorar los procesos, descubrir nuevas especies, modificar genéticamente a bacterias para que “funcionaran” mejor, idear nuevos procesos industriales, aumentar el rendimiento…

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Modificar a los seres vivos o aprovechar los productos que generan es de una enorme utilidad en las industrias. A continuación veremos algunos de los usos que damos a los microorganismos a nivel industrial.

1. En la industria alimentaria

Llevamos utilizando microorganismos en la industria alimentaria desde hace miles de años. Al principio, sin saberlo y sin tener conocimiento de las condiciones que necesitaban las bacterias y hongos para dar el máximo rendimiento. Hoy en día, muchos alimentos se producen utilizando microorganismos de las especies y en las cantidades justas que sabemos que son útiles para darle al producto unas propiedades nutritivas y organolépticas (aroma y gusto) adecuadas.

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1.1. Fermentación alcohólica

Absolutamente todas las bebidas alcohólicas se obtienen gracias a la acción de microorganismos, en concreto hongos capaces de realizar la fermentación alcohólica, que consiste en metabolizar el azúcar y generar alcohol como producto final. Dependiendo del sustrato, es decir, de dónde venga el azúcar, del microorganismo utilizado y de la fermentación que realice, será una bebida u otra. Cerveza, vino, cava, sidra, vodka… Todos se obtienen mediante microorganismos.

1.2. Fermentación láctica

Los quesos también tienen una historia de miles de años. Pues bien, todos los quesos, yogures y otros productos en los que la leche se transforma se obtienen gracias a la acción de distintos microorganismos, generalmente hongos. Dependiendo de la especie, de cómo es el proceso, de las condiciones en las que se realiza y de cómo es la leche de partida, el producto final será distinto. Todos los quesos se obtiene a través de la fermentación láctica, un proceso metabólico que convierte la leche en estos productos.

1.3. Producción de probióticos y prebióticos

Los probióticos (microorganismos vivos) y prebióticos (fibras vegetales que estimulan su crecimiento) son muy útiles para mantener en un buen estado de salud nuestra microbiota intestinal. Evidentemente, estos se obtienen gracias a microorganismos tratados a nivel industrial.

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1.4. Obtención de alimentos altamente calóricos

Especialmente interesantes para combatir la desnutrición, los alimentos altamente calóricos o que representan un gran aporte de vitaminas son cada vez más importantes. Y esta alta cantidad de calorías es posible gracias a procesos industriales en los que se utilizan microorganismos.

1.5. Obtención de suplementos alimenticios

De igual modo, prácticamente todos los suplementos alimenticios, especialmente los vitamínicos, se obtienen gracias a los productos generados por distintas especies de microorganismos tratadas a nivel industrial.

1.6. Producción de aditivos

Los aditivos alimentarios son sustancias químicas que, para obtenerse, se utilizan de forma más o menos directa los microorganismos, pues los productos que generan como parte de su metabolismo son aprovechables.

2. En la industria farmacéutica

A nivel farmacéutico, los microorganismos son incluso más importantes que a nivel alimenticio, pues su uso es necesario en la práctica totalidad de procesos destinados a obtener productos que preserven nuestra salud. Veamos por qué.

2.1. Desarrollo de fármacos

Durante el desarrollo de los fármacos o medicamentos, el uso de microorganismos es casi obligado. Y es que muchas veces, los principios activos de estos son sustancias químicas generadas por alguna especie concreta de microorganismo. Por lo tanto, estos seres microscópicos han sido (y continúan siendo) imprescindibles para que dispongamos de los medicamentos que tenemos actualmente.

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2.2. Obtención de vacunas

Las vacunas son fármacos en las que un microorganismo patógeno ha sido modificado en mayor o menor medida para, una vez inoculado en nuestro interior, despierte la inmunidad pero sin hacernos enfermar, pues las propiedades de patogenicidad han sido eliminadas. No es necesario decir que sería absolutamente imposible disponer de vacunas sin el uso industrial de las bacterias, hongos y virus patógenos.

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2.3. Descubrimiento de antibióticos

Desde que Fleming descubriera que unos hongos sintetizaban un producto que mataba a las bacterias y que más tarde sería bautizado como penicilina, la historia de la medicina ha estado marcada por los antibióticos. Todos y cada uno de ellos son sustancias químicas producidas por microorganismos, por lo que estos “seres productores de antibióticos” se aíslan y se utilizan en la industria para sintetizarlos en masa.

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2.4. Producción de insulina

La insulina es una hormona que regula los niveles de azúcar en sangre. Sin embargo, las personas con diabetes, por distintas causas, tienen problemas en la síntesis o la actuación de esta insulina y, para evitar daños graves, deben inyectarla en su sistema circulatorio. La producción industrial de insulina ha salvado (y sigue salvando) millones de vidas, pues la diabetes es una enfermedad mortal que afecta a más de 400 millones de personas en el mundo. Todas y cada una de ellas dependen de las dosis de insulina para vivir, la producción de la cual se consigue mediante el uso de microorganismos que la sintetizan.

2.5. Uso de células madre

Las células madre están destinadas a, en cuanto mejoren las técnicas, revolucionar por completo el mundo de la medicina. Y es que utilizar estas células para regenerar tejidos y órganos es el futuro de esta ciencia. Aunque no se utilizan microorganismos como tal, al consistir en la manipulación de células microscópicas a nivel más o menos industrial, lo incluimos en esta lista.

2.6. Producción de sueros

La aplicación intravenosa de sueros es de enorme importancia en los hospitales, pues estas soluciones líquidas contienen agua, vitaminas, enzimas, minerales y otros productos que mantienen estables a los pacientes y que se producen a nivel industrial utilizando los productos metabólicos de distintos microorganismos.

3. En la industria téxtil

Por extraño que parezca, los microorganismos también se utilizan en la industria textil, es decir, aquella enfocada a producir fibras útiles para la confección de piezas de ropa.

3.1. Obtención de biofibras

Las fibras utilizadas en la industria téxtil pueden ser sintéticas o naturales. Estas fibras naturales también se conocen como biofibras y en su producción suelen intervenir, dependiendo del tipo de fibra y la finalidad, microorganismos, que ayudan a obtener productos interesantes a nivel industrial.

3.2. Mejorar el rendimiento de los procesos

La industria téxtil utiliza muchas enzimas distintas producidas por microorganismos para mejorar su rendimiento. Estas enzimas son moléculas propias del metabolismo celular de los microorganismos que, dependiendo de qué tipo sean, ayudan a extraer el almidón de las fibras, a eliminar la grasa de las fibras, a descomponer el peróxido de hidrógeno tóxico que queda después de la fase de blanqueamiento, a hacer los tejidos más blandos, etc.

3.3. Desarrollo de colorantes naturales

Algunas industrias téxtiles apuestan por los colorantes naturales para dar color a la ropa. Algunos de ellos pueden proceder de pigmentos sintetizados por distintas especies de microorganismos, por lo que aquí tenemos otro uso de los seres microscópicos en la industria téxtil.

4. En la industria química

Los microorganismos también son increíblemente importantes en la industria química, es decir, en todos aquellos procesos de transformación de unas materias primas en productos finales. Veamos sus principales usos.

4.1. Producción de biocombustibles

Los biocombustibles son mezclas de sustancias orgánicas que pueden utilizarse como combustible, es decir, como fuente de energía en los motores de combustión interna. Su producción es acelerada gracias al uso de microorganismos en los conocidos como biorreactores, donde se utilizan estos seres unicelulares para acelerar las reacciones químicas necesarias para obtenerlos.

4.2. Obtención de plásticos biodegradables

Los plásticos biodegradables tienen que ser nuestra apuesta de futuro si queremos frenar la contaminación de nuestro planeta. Su producción es posible gracias al uso de microorganismos, pues las sustancias químicas necesarias para su fabricación proceden del mundo microscópico. Además, tienen que desarrollarse entendiendo el metabolismo de estos seres vivos, pues serán ellos los que degradarán los plásticos.

4.3. Eliminación de gases tóxicos

Los microorganismos también son muy importantes en lo que se conoce como biorremediación, es decir, todas aquellas técnicas basadas en el uso de bacterias, hongos e incluso virus para descontaminar ecosistemas. Hay microorganismos capaces de metabolizar gases que resultan tóxicos para nosotros (y la mayoría de seres vivos) y convertirlos en otros gases más inocuos.

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4.4. Saneamiento de aguas residuales

Este mismo principio continúa en el agua. Y es que el tratamiento de las aguas residuales para convertirlas en aguas aptas para el consumo o, al menos, hacer que no sean tóxicas, es posible gracias a distintas especies de microorganismos que metabolizan las sustancias químicas presentes en el agua sucia (incluida la materia fecal) y la transforman en productos que no dañan nuestra salud.

4.5. Eliminación de metales pesados del suelo

Los metales pesados (mercurio, arsénico, cadmio, plomo, cobre…) son muy tóxicos y contaminan muy rápidamente los suelos en los que son abocados, generalmente fruto de los residuos de las industrias. Del mismo modo que pasa con el aire y el agua, los microorganismos también pueden ser utilizados a nivel terrestre para metabolizar estos metales y convertirlos en productos menos contaminantes.

4.6. Reciclaje de productos de desecho

El reciclaje también es posible gracias a los microorganismos. Y es que son ellos los que transforman químicamente la “basura” y el resto de residuos y desechos en productos que pueden reaprovecharse en distintas industrias.

5. En la industria cosmética

Por último, los microorganismos también son importantes en la industria cosmética, pues participan en mayor o menor medida en el proceso de fabricación de muchas cremas y otros productos cosméticos.

5.1. Desarrollo de cosméticos

A nivel industrial, los microorganismos son muy útiles en cosmética, pues muchos productos se basan en sustancias químicas que se obtienen del metabolismo de estos microorganismos. De todos modos, sigue siendo importante respetar las condiciones de uso, pues hay patógenos que son capaces de crecer en estos productos.

5.2. Obtención de cremas rejuvenecedoras

Las cremas rejuvenecedoras tienen su ingrediente estrella: el ácido hialurónico. Esta molécula forma parte de nuestra dermis y da rigidez y firmeza a la piel, además de potenciar la retención de agua, dándole un aspecto más hidratado y juvenil. Con el tiempo, su síntesis se vuelve cada vez menos efectiva y, por lo tanto, la piel luce menos joven. Afortunadamente, podemos utilizar microorganismos a nivel industrial que sintetizan en masa este ácido hialurónico, el cual se recoge y se fabrican cremas en base a él.

• Para saber más: “Las 3 capas de la piel: funciones, anatomía y características”

Referencias bibliográficas

• Abatenh, E., Gizaw, B., Tsegaye, Z., Wassie, M. (2017) “Application of microorganisms in bioremediation-review”. Journal of Environmental Microbiology.
• Tonukari, N., Jonathan, A.O., Ehwerhemuepha, T. (2010) “Diverse applications of biotechnology”. Research Gate.
• Naz, Z. (2015) “Introduction to Biotechnology”. Research Gate.