Fermentación

Capítulo 2

ASPECTOS GENERALES
DE LOS PROCESOS DE FERMENTACION

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 transforma
dos por acción microbiana en metabolitos y biomasa. El microorganismo va aumentando en suconcentración 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. Los dos fenómenos crecimiento y formación de producto, tienen lugar durante el desarrollo del proceso simultáneamente
o no según los casos.
Efectores internos y externos
El comportamiento de un microorganismo encrecimiento es el resultado de
la interacción que se produce entre el microorganismo y el medio ambiente en el
reactor, y que en rigor es el resultado de los llamaos efectores intra y extra celulares.
Los efectores internos están representados por la dotación genética intrínseca del organismo considerado y por sus mecanismos de regulación metabólica.
Estos últimos pueden ser modificados poralteraciones del medio ambiente o más
precisamente por los efectores externos mientras que la existencia de un gen depende de la especie del microorganismo considerado. Un gen está o no está, sólo
su expresión puede modificarse. Con el fin de mejorarla productividad de un proceso de fermentación las cepas empleadas pueden someterse a tratamiento físico
o químico de mutación que al alterar algúnsector del genoma logran aumentar
la producción de un metabolito aunque también pueden disminuirla o incluso suprimirla.
También se puede dotar a un microorganismo de una capacidad genética
nueva cuando se efectúa la inserción de sectores del genoma de una especie en
un microorganismo, haciéndose éste capaz de producir metabolitos que desde el
punto de vista genético de su especie no podríahacerlo. La obtención de mutantes por el uso de agentes mutagénicos o por algún otro mecanismo bioquímico y
la construcción de cepas nuevas por ingeniería genética constituyen los recursos
de la genética microbiana, para mejorar la productividad de un microorganismo
dado o para dotarlo de una capacidad productiva nueva. Es decir que los efectores internos pueden modificarse para lograr laoptimización de un proceso fermentativo. Todos estos aspectos serán considerados especialmente en el capítulo
siguiente, que corresponde al mejoramiento de los microorganismos de interés industrial.
El comportamiento o expresión fenotípica, o sea lo que realmente se observa
como respuesta del microorganismo al medio ambiente en el reactor es, además,
el resultado de la influencia de las variables denaturaleza física y química que
constituyen los efectores externos.
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Los efectores externos de naturaleza física están vinculados con las condiciones de operación que se utilizan en los reactores y son por ejemplo la temperatura, la agitación, aireación, etc; es decir, están constituidos por las variables de
manipulación física que se fijan o se programan en el curso del proceso de producción.La modificación de algunos de los efectores físicos como por ejemplo la temperatura, tiene un efecto notable sobre un proceso. Si el valor utilizado no es adecuado puede disminuir o aún impedir la formación de un metabolito determinado. Además la temperatura puede modificar los requerimientos nutritivos de algunos microorganismos, lo que significa que al modificarse el valor de un efector
puedecambiar los requerimientos de otro.
Los efectores externos de naturaleza química están representados por la presencia de los componentes de los medios de fermentación, además del 0 2 que
puede considerarse un nutriente más. Los componentes de los medios deben
cumplir con todos los requerimientos nutricionales y además con los requerimientos específicos que son indispensables para la...