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TEMA 13: BIOTECNOLOGÍA
13.1.- CICLOS BIOGEOQUÍMICOSImportancia de los descompone-dores
PRIMEROS DESCOMPONEDORES
• MOHOS: Pluricelulares. Reproducción sexual (hifas) y sexual-asexual por esporas.
• LEVADURAS: Unicelulares. Reproducción sexual por esporas y asexual por gemación
• Saccharomyces y Candida
13.1.- CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
13.1.- CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
13.1.- CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
• Bacterias fijadoras del Nitrógeno simbióticas:– Rhizobium– Azotobacter
• Bacterias nitrificantes:– Nitrosomonas– Nitrobacter
Rhizobium
Azotobacter
Nitrobacter
Nitrosomonas
Agrobacterium
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
• Bacterias amonificantes:– Pseudomonas– Clostridium
• Bacterias desnitrificantes:– Bacillus– Achromobacter– Agrobacterium
Pseudomonas
Proteus
Bacillus
• Integración de la Biología y la Técnica• Ciencia que emplea los organismos para el beneficio
humano. Mejora de la calidad de vida.• Conjunto de procesos industriales que utiliza microorganismos
o células animales-vegetales para obtener productos o para transformaciones químicas que facilitan la vida al hombre
• Muy antigua; desde que el hombre se vuelve sedentario y deja de ser cazador y recolector.
• Abarca muchas disciplinas biomédicas y se confunde con Ingeniería genética a la que engloba.
• Nueva “Revolución Biotecnológica”,microorganismos como“pequeñas fábricas” productoras de fármacos, combustibles, alimentos, vacunas, hormonas...
13.2.- BIOTECNOLOGÍA
•6000 AC: Arte de fermentar. Los sumerios y babilonios usaban levaduras para fabricar cerveza.
•4000 AC: Los egipcios descubrieron la manera de fermentar pan con la levadura cervecera.
•Siglo XIV: Uso de bacterias para fabricar vinagre y para conservar la leche (yogur)
13.2.- BIOTECNOLOGÍA
•Siglo XIX: Koch demuestra el origen de los microbios , los cultiva y Pasteur no sólo finaliza con la creencia de la “generación espontánea”. sino que sentó las bases de la futura industria biotecnológica al demostrar que todos los procesos de fermentación eran el resultado de la actividad microbiana.
1ª ERA BIOTECNOLÓGICA1ª ERA BIOTECNOLÓGICA 2ª ERA BIOTECNOLÓGICA2ª ERA BIOTECNOLÓGICA
13.2.- BIOTECNOLOGÍA
La Biotecnologia no és nova
llevats
Vins, cerveses, pa, ....
UN IVER SITAT R OVIR A I V IRG ILI LLICENC IATUR A EN B IO TECNO LO GIA
13.2.- BIOTECNOLOGÍA
La Biotecnologia no és nova
Llets ferm entad es, form atges, em botits, .....
bacteris làctics
UN IVER SITAT R OVIR A I V IRG ILI LLICENC IATUR A EN B IO TECNO LO GIA
13.2.- BIOTECNOLOGÍA
•Durante la Segunda Guerra Mundial comienza la tercera era biotecnológica, por la necesidad de contar con ciertos medicamentos para que las víctimas no murieran de sepsis bacteriana.
Puede decirse que la “cuarta era biotecnológica” comienza a principios de la década de 1970, con el advenimiento de la Ingeniería Genética.
•El descubrimiento de los enzimas de restricción y modificación en bacterias y ADN recombinante.
13.2.- BIOTECNOLOGÍA
Se utiliza o aplica en:
•Industria Alimentaria: Pan, yogur, vino, queso, cuajada, cerveza…
•Industria Farmaceútica: Antibióticos, vacunas, insulina, interferón, Anticuerpos monoclonales, enzimas…
•Industrias agropecuarias: Proteínas microbianas para piensos, transgénicos...
•Medio ambiental: Biorremediación, biodegradación, biolixiviación bacteriana
13.3.- BIOTECNOLOGÍA Y LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
• Fermentación láctica:– Producción de yogur, queso, kefir,
cuajada, chucrut, pepinillos, aceitunas, kishk (leche+cereales)
– BACTERIAS: Lactobacillus y Streptococcus
• Fermentación alcohólica:– Producción de vino, cerveza.– Producción de pan y bollería– LEVADURAS: Saccharomyces
13.3.- FERMENTACIÓN LÁCTICA
• Catabolismo primitivo. Anaerobio• Ocurre en el citoplasma.• Produce muy poca energía.• ATP se forma a nivel de sustrato• Parte de Glucosa y sufre:
– Glucolisis
– Fermentación propiamente dicha (s.s.)
• Sirve para recuperar el NAD.• Producto final siempre materia
orgánica: Ácido lácticoKefir: Simbiosis Lact. acidophilus y Saccharomyces kefir
ASCOMICETOS
Candida albicans
Saccharomyces
CRITERIO FERMENTACIÓN RESPIRACIÓN CELULAR
“AIRE” (02) ANAEROBIOSISANAEROBIOSIS AEROBIOSISAEROBIOSIS
PERIODO PRIMITIVA MODERNA
CÉLULAS PROCARIOTAPROCARIOTA¿EUCARIOTA?
SOLO EUCARIOTAEUCARIOTA
ORGÁNULO CITOPLASMACITOPLASMA ¿CITOPL?MITOCONDRIA¿CITOPL?MITOCONDRIA
ENERGÍA 2 ATP 36 ATP
OXIDANTE MAT. ORGÁNICA OXÍGENO
FORMACIÓN ATP A NIVEL SUSTRATOA NIVEL SUSTRATO FOSFORILACIÓN OXID.FOSFORILACIÓN OXID.
REDUCCIÓN PODER REDUCTOR
NO PRODUCE AGUA PRODUCE AGUA
FASES COMUNES GLUCOLISIS GLUCOLISIS
FASES NO COMUNES
FERMENTACIÓN FERMENTACIÓN EN SENTIDO EN SENTIDO
ESTRICTO ESTRICTO (S.S.)
DESCARB. OXID.DESCARB. OXID.CICLO KREBSCICLO KREBS
FOSFORILACIÓN FOSFORILACIÓN OXIDATOXIDAT
DURACIÓN CORTA LARGA
PRODUCTO INICIAL GLUCOSA GLUCOSA
PRODUCTO FINAL AC. LÁCTICOAC. LÁCTICOETANOLETANOL
COCO22
13.3.- FERMENTACIÓN LÁCTICA
Lactobacillus casei, L. bulgaricus , L. lactis
Streptococcus thermophilus
PROBIÓTICOSPROBIÓTICOS
13.3.- FERMENTACIÓN LÁCTICA
Bifidobacterium:probótiocos
Pediococcus: ChucrutLeuconostoc dextranicu: mantequilla
Lactococcus: quesos…
13.3.- FERMENTACIÓN LÁCTICA
13.3.- BIOTECNOLOGÍA
Élie Metchnikoff (1845-1916) microbiólogo ruso, Premio Nóbel en 1908. Yogur y búlgaros ancianos
13.3.- ELABORACIÓN DEL YOGUR
Isaac Carasso Salónica Bulgaria, 1919 Barcelona Artesanal Farmacia
• Normalmente se usa leche desnatada que se pasteuriza.
• Se añade extracto seco de leche: proteínas y lactosa.
• Se siembra con el cultivo bacteriano (Strep + Lactob).
• Se realiza la fermentación láctica + Cultivo a 43ºC.
• Se enfría rápido y se envasa
13.3.- ELABORACIÓN DEL QUESO
• Se usa leche entera que se pasteuriza.
• Se siembra con el cultivo y se realiza la fermentación láctica + Cultivo a 23ºC. (Str+ Lactc b)
• Se coagula con renina.• Se corta el cuajo y se separa el
suero.• Se moldea y se prensa.: Queso
fresco: Burgos, Mozarella.• Se madura: sabor y puede ser
con mohos: Penicillium
13.3.- FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
• Catabolismo primitivo. Anaerobio• Ocurre en el citoplasma.• Produce muy poca energía.• ATP se forma a nivel de sustrato• Parte de Glucosa y sufre:
– Glucolisis– Fermentación propiamente dicha– Descarboxilación
• Sirve para recuperar el NAD.• Producto final siempre materia
orgánica: Alcohol + CO2
13.3.- FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
13.3.- FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
13.3.- ELABORACIÓN DE LA CERVEZA
• Selección de cebada que se macera en agua a 67 º C. (MALTA)
• Se cuece para eliminar microorganismos y se añade lúpulo.
• Refrigeración.• Fermentación de la maltosa
gracias a las levaduras (12-20ºC• Enfriamiento y embotellado.• A veces maduración pequeña.
13.3.- ELABORACIÓN DEL VINO
• Cosecha y selección de la uva. • Prensado de la uva.• Fermentación alcohólica y
maloláctica (málico en láctico).• Trasiego.• Maduración en tonel.• Envejecimiento.
Leuconostoc sp.
F. maloláctica
Hombres pisando uva Casa del Anfiteatro Romano de Mérida / Siglo II d.C.
