Biotecnología para ayudar a la industria

Fermentaciones: la biotecnología blanca mejora nuestra vida

bioreactorLa biotecnología industrial también es conocida por el color blanco que la caracteriza. Dentro de este campo, podemos englobar las fermentaciones clásicas, la producción de biocombustibles o de antibióticos, enzimas y ácidos orgánicos de interés. No hay duda de que la biotecnología blanca guarda una estrecha relación con otras aplicaciones bio, ya que por ejemplo, la fabricación de antibióticos también podría encajar en el área de la biomedicina o la biotecnología roja.

Cuando el ingeniero húngaro Karl Ereky acuñó el término de “biotecnología” en su libro “Biotechnologie der Fleisch-, Fett- und Milcherzeugung im landwirtschaftlichen Grossbetriebe”, se refería a la conversión de materias crudas en productos de utilidad. Éste es el esquema que se sigue en la biotecnología blanca: usar grandes plantas de producción y biorreactores para fabricar compuestos de interés.

Los antibióticos que ayudaron a ganar una guerra

Tal vez uno de los productos más conocidos sean las penicilinas, antibióticos que cambiaron por completo la historia de la civilización occidental. El descubrimiento fortuito de un hongo contaminante (Penicillium notatum) en la placa que contenía cultivos de Staphylococcus aureus, permitió a Alexander Fleming imaginar que existía una sustancia fúngica que conseguía terminar con las bacterias allí sembradas.

staphEsa sustancia no era otra cosa que la penicilina, que a pesar de ser descubierta en 1928, tuvo que esperar hasta 1934 para que la comunidad investigadora comenzara a ver las primeras aplicaciones en medicina, de la mano de Cecil George Paine. Cinco años más tarde, científicos de la talla de Howard Walter Florey, Ernst Chain o Norman Heatley lograron purificar y producir industrialmente por primera vez la penicilina.

El comienzo de la II Guerra Mundial, y la lucha contra la Alemania nazi, aceleró la búsqueda de nuevos enfoques terapéuticos. La penicilina hallada por Fleming una década antes fue fundamental para salvar miles de vida de soldados que sufrían infecciones en los campos de batalla. En 1943, dos años antes de que terminara la contienda, comenzó a producirse de forma masiva en Estados Unidos, y sin duda, fue otra de las “armas” de los países aliados.

Zumos de naranja de tetrabrick con un ingrediente biotecnológico

En el campo de la alimentación, la biotecnología blanca también tiene mucho que decir. Además de producir plantas modificadas genéticamente o alimentos adaptados para las personas celíacas, la biotecnología blanca también se encarga de producir algunos de los componentes clave de ciertas bebidas, como los zumos de naranja de tetrabrick.

zumo-naranjaSi nos fijamos en sus ingredientes, veremos que estos productos contienen ácido cítrico, un compuesto químico producido por hongos filamentosos, cuya caracterización se realizó a finales del siglo XIX. En 1923 se llevó a cabo la primera fermentación práctica para obtener este ácido orgánico.

Existe una gran variedad de microorganismos capaces de fabricar ácido cítrico, pertenecientes a los géneros Aspergillus, Penicillium, Candida o Pichia. Sin embargo, la especie que se utiliza en la producción comercial es Aspergillus niger.

Curiosamente, la fabricación industrial de este ácido orgánico va ligada a la historia de una de las multinacionales farmacéuticas más conocidas, Pfizer. Durante años, el producto estrella de la compañía fue el ácido cítrico, extraído a partir de jugo de limones, limas y naranjas agrias, que se utilizaba en la producción de medicamentos, alimentos, bebidas no alcohólicas y hasta líquidos limpiadores.

Tras treinta años de producción “tradicional”, en 1917 apuesta por la innovación y contrata al Dr. James Curie. Este químico estudió la fermentación del queso, y descubrió que uno de los subproductos era, sorprendentemente, el ácido cítrico. Tras esta observación, decidió tratar de producir este ácido orgánico usando azúcar y moho de pan, aunque los resultados no eran del todo satisfactorios.

Curie y sus colaboradores se plantearon desarrollar otros procesos fermentativos, y para ello implementaron el método SUCIAC  (Conversión del Azúcar en Ácido Cítrico, por sus siglas en inglés). Este cambio constituyó un riesgo importante para Pfizer, puesto que sus técnicas tradicionales eran rentables con la obtención de bórax y ácido bórico. Sin embargo, el tiempo le daría la reacción y el método sería pronto más económico que la producción tradiccional mediante cítricos.

Tras el descubrimiento de Fleming sobre la penicilina, la industria ya contaba con investigaciones importantes sobre las fermentaciones como para producir años después este antibiótico de manera rentable. El ejemplo del ácido cítrico muestra, una vez más, que la ciencia básica puede producir a medio plazo resultados importantes en investigación e innovación aplicada.

Biotecnología blanca en tu lavadora

La medicina y la alimentación no son los únicos campos donde la biotecnología industrial puede ser aplicada. Millones de hogares se benefician directamente del color blanco del sector biotecnológico a diario. Las proteínas que contienen los detergentes de la ropa optimizan la eficiencia de los lavados, permitiendo que sean más cortos y a temperaturas más bajas, lo que reduce considerablemente el gasto de electricidad y agua que realizamos.

Las enzimas que contienen estos productos de limpieza actúan sobre los materiales que forman parte de las manchas de la ropa, desintegrándolos y desprendiéndolos de las telas durante el lavado. Existen diversas proteínas que forman parte de nuestros detergentes, como por ejemplo las proteasas, las amilasas, las lipasas o las celulasas.

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De los diferentes colores de la biotecnología, los cientos de resultados y aplicaciones con los que contamos hoy en día demuestran la importancia de la revolución invisible de la I+D+i biotecnológica.

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