Microbios Utilizados En La Elaboración De Alimentos Útiles Al Hombre
Microbios Utilizados En La Elaboración De Alimentos
Útiles Al Hombre
En algunos microbios el trabajo químico forma parte integrante de su comportamiento.
El hombre escoge de ordinario la especie microbiana que efectúe el trabajo requerido para sus necesidades, sometiéndola para ello a condiciones que motivarán que realice dicha tarea concreta con preferencia a cualquier otra.
Desde tiempo inmemorial existen microbios que elaboran productos para el hombre: el vino por fermentación del zumo de la uva, el vinagre por fermentación acética del vino y las diversas clases de queso con la fermentación de la leche que le proporcionan los animales domésticos: cabra, vaca, etc.
Estas bacterias han contribuido durante siglos a trabajar por y para el hombre, el cual, aun antes de sospechar remotamente su existencia, perfeccionaba ya su arte laboral en la obtención de vinos, cervezas, vinagres y quesos de calidad cada vez mejor.
El grabado de arriba representa una antigua cervecería (siglo XIIII). Se pueden observar los cerveceros removiendo la cerveza en el recipiente de fermentación donde opera la levadura.
En las industrias cerveceras modernas se emplea la levadura pura. Para obtener cerveza se hace fermentar con levadura un extracto de cebada malteada.
Este tipo de fermentación se emplea desde hace millares de años. Sin embargo, liasta el siglo XVII no se pudieron observar al microscopio las células de levadura que en el siglo pasado se ignoraba que causaran la fermentación.
Microbios que originan el vino y la cerveza:
En los antiguos sistemas de obtención del vino las levaduras actuantes eran las que se hallaban de manera natural en las uvas.
Al primer o segundo día después del estrujado aparecían unas levaduras, llamadas primerizas, las cuales iniciaban el proceso de fermentación y se reconocían fácilmente al microscopio merced a la típica forma de limón de sus células.
Estas provocan la formación de un 4 % de alcohol en el jugo de la vid y perecen.
Después aparecen las verdaderas levaduras de vino, cuyas células son ovaladas y constituven unos enérgicos fermentantes capaces de elevar la cantidad de alcohol hasta un 12 ó 14 %, y a veces, aunque más lentamente, incluso a un 16 %, cantidad máxima en la que pueden subsistir y al llegar a la cual se halla consumido ya todo el azúcar del mosto.
Sin embargo, el vino se suele sacar de los odres y toneles al llegar la cantidad de alcohol a un 10 %, puesto que cuanto más tiempo permanezca en aquellos recipientes más probabilidades existen de que las bacterias acéticas, así como otros tipos de gérmenes intrusos, se desarrollen en su seno y provoquen la descomposición del vino.
Hoy día, antes de que el mosto fermente, se le añade un antiséptico, el bióxido de azufre, que elimina las bacterias nocivas y la mayor parte de levaduras primitivas; las verdaderas levaduras del vino quedan en las tinas como cultivo casi puro.
Otra técnica empleada consiste en la pasterización del mosto, que queda así esterilizado, y luego se le inoculan cepas purísimas de levaduras de vino previamente cultivadas.
Para la fabricación de la cerveza se sumerge primero en agua el grano de cebada y se extiende después en un sitio cálido para que pueda iniciar su germinación; luego el grano así "malteado" se deseca y se muele.
Después se mezcla la malta con agua hasta formar una masa que se deja expuesta a las transformaciones químicas que en ella realizarán no los microbios, sino las propias células vivas del grano de cebada.
El principal cambio que se opera es la conversión del almidón del grano insoluble en el agua en azúcar soluble en la misma.
Por último se filtra y se obtiene un líquido claro llamado mosto de la cerveza, al que se añaden las levaduras que originarán la transformación del azúcar en alcohol.
Las células de las levaduras usadas en la fabricación de la cerveza son redondeadas.
El anhídrido carbónico originado por la acción de las levaduras se desprende en burbujas y en grandes cantidades del mosto en fermentación, lo que constituye un peligro para la vida de los operarios, que pueden intoxicarse al respirar este gas inodoro.
En las modernas cervecerías los tanques que contienen el mosto se hallan totalmente cubiertos para recoger el anhídrido carbónico procedente de la fermentación en recipientes de hierro adecuados.
El anhídrido carbónico así recogido es el «gas efervescente» que se añade a gran número de bebidas (incluída la cerveza).
La efervescencia natural se consigue embotellando los líquidos en fase de fermentación; el anhídrido carbónico permanece comprimido en el seno del líquido, por lo que al destapar la botella se producirá una pequeña detonación por la presión del gas, cuyas burbujas determinan el característico sabor picante del líquido.
En las bebidas efervescentes artificiales el gas se introduce a presión en el líquido antes de cerrar las botellas.
El mosto de la cerveza aumenta considerablemente de tamaño mientras dura la fermentación, produciendo una espuma que sobrenada en la superficie del líquido y que se emplea para una posterior elaboración de cerveza (antiguamente la usaban también los panaderos) ; no obstante, la mayor parte de dicho producto se aplica, ya en la elaboración de piensos para animales, ya en la industria química o farmacéutica.
La producción de vinagre es una industria derivada de las vinícola y cervecera.
En algunos casos, como descubrió Pasteur, el vinagre es producido por bacterias que transforman el alcohol del vino y de la cerveza en ácido acético.
En otro tiempo se dejaba el vino en recipientes en los cuales se hacía actuar una masa gelatinosa formada en la superficie de precedentes fermentaciones y que estaba formada por colonias de levaduras y bacterias acéticas; actualmente se procede con técnicas que ponen las bacterias en condiciones de transformar en ácido acético el alcohol del vino mucho más rápidamente.
El ácido acético sintético se obtiene a partir de la destilación de la madera, pero éste puede ser perjudicial para la salud.
Industrias panificadora y quesera:
La elaboración del pan constituye otra vieja industria microbiana, en la que, como en el caso del vino y de la cerveza, entran en acción las levaduras.
Estas se desarrollan en el interior de la masa formada por harina y agua, proliferando y convirtiendo el azúcar de la harina en alcohol y anhídrido carbónico; el primero se volatiliza durante la cocción y el segundo se abre camino a través de la masa pastosa hasta que el calor del horno la convierte en una hogaza ligera porosa y también esponjosa.
Los panaderos no pueden esperar que la levadura surja en la masa de un modo espontáneo.
Antiguamente se separaba en cada hornada un pedazo de pasta que recibía el nombre de ((levadura» y se reservaba para añadirla al amasado siguiente.
Así, en el Evangelio se lee que Jesús dijo: «El reino de los cielos es semejante a la levadura que cogió una mujer y la mezcló con tres medidas de harina hasta que toda la masa quedó fermentada.».
Es decir, las levaduras al desarrollarse en la «levadura» hacían ésta apta para fermentar la masa tan pronto como era introducida en la misma.
Más tarde, varios países adquirieron la costumbre de usar levaduras procedentes de las cervecerías.
A diferencia de los fabricantes de cerveza, que las necesitan para aprovecharse del alcohol que producen, los panaderos emplean las levaduras por el desprendimiento de anhídrido carbónico que originan, y aunque aquéllas no pueden realizar una función por separado de la otra, existen algunas variedades más útiles a panaderos o a cerveceros, según los casos.
En la actualidad existen industrias destinadas a la elaboración de levaduras especiales empleadas como materia prima en la panificación y pastelería.
Esquema proceso elaboracion del pan
La industria quesera, también microbiana, se basa en la acción de las mismas bacterias que agrian la leche, pues es el ácido láctico producido por aquéllas, a expensas del azúcar de la leche, el causante de la coagulación de esta última.
Antiguamente las mencionadas bacterias cumplían su cometido al aparecer de modo accidental en la leche, pero en la actualidad se suele introducir un cultivo especial de las mismas en leche caliente con objeto de que inicie el proceso.
Es corriente en las industrias del queso proceder a la pasterización de la leche antes de introducir los cultivos, con el fin de destruir los microorganismos que pululan en su seno, y podrían entorpecer su desarrollo.
Aunque los artesanos del queso creen que las bacterias existentes en la leche cruda proporcionan mejor sabor al queso, los industriales arguyen que no es probable que ello suceda ya que con la leche pasterizada, o sea exenta de gérmenes, se obtienen, de ordinario, resultados más uniformes.
Para la elaboración de la mayoría de clases de queso se emplea una sustancia llamada cuajo que se encuentra en el estómago de los rumiantes, la cual al ser añadida a la leche la convierte en cuajo y suero.
Luego, al entrar en funciones las bacterias, el ácido láctico que éstas producen en el suero caliente hace que el cuajo vaya adquiriendo cada vez mayor consistencia, y para que la acción del ácido se produzca con mayor rapidez y energía los queseros cortan aquel en pequeños pedazos.
Finalmente se deseca el suero y se mezcla el cuajo con sal.
Para fabricar pan se mezcla levadura a la pasta de agua y harina. Las células de levadura crecen y se multiplican (centro) y transforman el azúcar de la harina en alcohol y anhídrido carbónico. El alcohol se pierde con la cocción y el anhídrido carbónico esponja la masa.
En la elaboración de quesos fuertes se deja que las bacterias acidifiquen mucho el suero, a la vez que se comprime el cuajo a grandes presiones en un molde.
En cambio, en los quesos más suaves se procede a separar el cuajo del suero antes de que las bacterias produzcan demasiada cantidad de ácido, con lo que se evita su endurecimiento inmediato, y luego se deja secar sin someterlo antes o después a ningún proceso de compresión.
En el queso no sometido a tratamientos modernos viven muchas bacterias, que alteran su sabor y consistencia, madurándolo, entre su elaboración y su consumo.
La maduración de un queso de tipo fuerte puede durar meses; en el suave bastan pocos días, transcurridos los cuales las bacterias lo tornan hipermaduro.
Existen algunas clases de queso que, al mismo tiempo que la acción bacteriana, precisan para su maduración la presencia de algunos hongos; las máculas de color azulado que se aprecian en los quesos de los tipos Stilton, Roquefort, Gorgonzola, etc., se deben a mohos.
Tres son los factores que diferencian los quesos:
1) la especie del animal proveedor de leche;
2) la clase de microbio presente en el proceso en el de elaboración;
3) el tratamiento que recibe el cuajo (tiempo, temperatura, cantidad de sal y humedad).
En algunos países se hace fermentar la leche con una mezcla coagulante de levaduras y bacterias lácticas.
Arriba, una porción de queso de Gruyere suizo. Los numerosos agujeros son producidos por el anhídrido carbónico que esponja la masa cuando las bacterias hacen fermentar el azúcar contenido en aquélla. Abajo, otro exquisito queso de Roquefort francés.
Pueden observarse las típicas venaduras de color producidas por colonias de hongos en vias de crecimiento. Abajo, mi crofoto grafías de hongos del queso de Roquefort.
Industrias de los curtidos y fibras textiles:
Los microbios no sólo se aprovechan para elaborar alimentos y bebidas, sino también para la industria del curtido de pieles.
Si se dejan secar las pieles de animales sin someterlas a ningún tratamiento especial, se endurecen y se vuelven quebradizas; si se mojan las pieles no tardan en ser corroídas por las bacterias.
Antiguamente las pieles se sumergían en un baño de cal para eliminar el pelo; a continuación, y una vez limpias de cal, se procedía a extender una capa de salvado en fermentación o bien una pasta de excrementos de perro, gallina o paloma, cuyas bacterias originaban un ácido que neutralizaba los restos de cal y digería la sustancia interfibrilar de la piel.
Después se sumergía la piel en un baño de tanino, procedente de la corteza del roble, que combinándose con las fibras aisladas, hacía la piel flexible y resistente: la curtía.
El procedimiento presentaba tantas dificultades en cada paso y el resultado era tan incierto que los curtidores recurrían a su propio sistema que conservaban en secreto.
Actualmente, una vez estudiados y conocidos los fenómenos químicos del curtido, se han abandonado definitivamente los sistemas clásicos nauseabundos para conceder primordial preferencia a las sustancias microbianas.
Otra industria microbiana es la de la pre paración del lino, cáñamo y yute con objeto de separar la parte leñosa de los tallos de las fibras textiles.
Estas fibras forman parte del tejido liberiano constituido por los largos conductos a través de los cuales las sustancias nutritivas elaboradas en las hojas llegan al resto del vegetal.
Inmersos los manojos en agua corriente o estancada, los tallos de estos vegetales son machacados con piedras y se dejan fermentar.
Inicialmente los tallos absorben liquido y se hinchan eliminando las sustancias solubles; aquí empieza la acción de las bacterias, consistente en reblandecer la pectina. o sea la sustancia que une las membranas celulósicas de las células vegetales.
El período de fermentación se interrumpe cuando se observa que las fibras se aislan y pueden deshilarse del tallo y la celulosa de las mismas no ha sufrido deterioro bacteriano.
Las fibras de lino, cáñamo y yule producen respectivamente los tejidos de lienzo, cordelería y arpillera.
En cuanto ni algodón — planta también de aplicaciones textiles —, no es necesario someterlo al enriado, puesto (pie sus fibras no se hallan unidas con los demás tejidos de la planta, sino que se forman en las cápsulas que encierran las semillas.
Representación del setecientos sobre las operaciones de teñido. Primero se ablandaba la piel con solución de calcio, después se raspaba y pulía el material con estiércol de gallinas en fermentación.
Las bacterias del excremento maceraban la piel hasta hacerle absorber el tanino que se obtiene de la corteza del roble desecada previamente al horno (a la izquierda) y después macerada (en el centro).
Empleo de los microbios en la industria química:
También se recurre a la ayuda de los microbios para la elaboración de sustancias químicas.
Probablemente, el alcohol fue la primera de éstas que el hombre obtuvo en su forma pura mediante la condensación en una vasija fría de los vapores del vino en ebullición.
El alcohol, llamado en principio «espíritu de vino», fue destilado de éste modo primeramente por los árabes y más tarde por los alquimistas medievales; se empleaba en medicina (los «cordiales» con propiedades curativas se convirtieron en bebidas habituales), así como en la elaboración de perfumes.
De la destilación del vino se obtenía el aguardiente y del grano de centeno, maíz, trigo, etc., fermentado se elabora el whisky.
Hoy día, se hacen fermentar con levaduras los desperdicios de las azucareras y después de proceder a la destilación se obtiene alcohol para los más diversos usos.
Lo empleamos diariamente, pero nadie piensa con admiración, ni aun con gratitud, en las minúsculas células de las levaduras que generan alcohol a partir del azúcar.
Si se pidiera a un químico que transformase el azúcar en alcohol en su laboratorio sin ayuda de ningún microorganismo, lo haría, pero a costa de un trabajo ímprobo, difícil y costosísimo; y obtendría mucha menos cantidad de alcohol del que las levaduras conseguirían con una cantidad exactamente igual de azúcar.
Aunque en la elaboración de determinados productos puede recurrirse a los medios más diversos, es preferible su obtención por la acción microbiana.
El ácido cítrico, por ejemplo, polvo empleado para la preparación de jugos de fruta, caramelos y muchas otras clases de bebidas y alimentos, se halló en el jugo de la naranja y del limón, y después se extrajo de los agrios.
Hoy día se elabora con el empleo de hongos cultivados sobre los desperdicios de las azucareras, del maíz y también de la aserradura de la madera; estos hongos transforman en ácido cítrico casi todo el azúcar presente en los desperdicios.
Un especial interés, por lo que a su actuación química se refiere, lo ofrecen las sustancias microbianas llamadas antibióticos que actúan a modo de antisépticos en la destrucción de bacterias dañinas. Sin duda, el más famoso de ellos es la penicilina.
Alexander Fleming (1881-1955) Descubridor de la Penicilina
En 1929 Alexander Fleming (1881-1955), bacteriólogo en el Hospital Saint Mary's de Londres, advirtió que en un cultivo de estafilococos en agar se había introducido una espora del moho llamado Penicillium, la cual había originado la formación de una colonia que se hallaba circundada por un anillo de agar sin vestigio de estafilococos; era lógico pensar que alguna sustancia secretada por los mohos había causado la muerte de las bacterias de su alrededor.
Esta sustancia, que después fue aislada gracias a la labor del biólogo australiano Howard Florey (n.1898) y colaboradores, recibió la denominación de penicilina.
La obtención industrial de penicilina se realiza en tanques, donde se cultivan los mohos Penicillium en un líquido nutritivo, a través del cual se hace burbujear aire para suministrar oxígeno a los mohos y mezclar el cultivo.
En la producción deben tomarse precauciones para que no se adultere el cultivo puro de los mohos, por lo que se esterilizan los tanques y el líquido nutritivo y se filtra el aire, ya que, fue así como la penicilina destruye algunas clases de bacterias, puede ser destruida por otras especies de aquéllas.
El descubrimiento de la penicilina animó a la búsqueda de otros antibióticos de procedencia bacteriana de los que se descubrieron varios.
De entre los más importantes cabe destacar la estreptomicina, la aureomicina y el cloramfenicol, todos ellos obtenidos de diferentes familias de un mismo grupo de microorganismos cuyas características estructurales oscilan entre las bacterias y los hongos.
La eficacia de los mismos se extiende al tratamiento de las enfermedades penicilinorresistentes.
Es de creer que en su ambiente natural ciertos microbios producen antibióticos propios con el propósito de, eliminando los adversarios que podrían atacarles, extender los confines de su espacio vital.
Microbios coadyuvantes de la digestión:
Como hemos visto, el hombre aprovecha en su beneficio la acción microbiana en la fabricación de vino, queso, cerveza, panificación y en los tanques para la obtención de antibióticos de las modernas industrias químico-farmacéuticas.
Algunos animales, sin embargo, conservan los microbios en su cuerpo, acantonados en el tubo digestivo con objeto de que éstos- intervengan en la digestión de determinados alimentos que consumen.
El ganado vacuno y lanar, así como otras especies de rumiantes, hospedan a los microorganismos en una de las cuatro cavidades en que se halla dividido su estómago; los caballos y otros animales herbívoros, en ciertas partes del intestino grueso. Tales microorganismos incluyen bacterias de gran tamaño y varias especies de protozoos.
En los herbívoros ciertos microbios especializados atacan la "celulosa que constituye la mayor parte de las plantas de los pastos y la transforman en otras sustancias similares al ácido butírico y al vinagre, producidos respectivamente por el vibrión butírico y las bacterias del vinagre. Estos ácidos poseen un óptimo poder nutritivo para los animales que los absorben en su sangre.
Es muy probable que estos microbios digestores sean esenciales para los animales que los albergan.
Tras varios experimentos se ha podido observar que en los casos en que existe una cantidad suficiente de bacterias, los protozoos no son nunca necesarios.
La termita u hormiga blanca alberga en su estómago un tipo de microbios que intervienen en su proceso digestivo.
Estas hormigas se alimentan de sustancias leñosas secas o marchitas o de hierba seca, que engullen después de haberlas triturado desmenuzándolas con sus robustas mandíbulas.
Microbios devor adores de lombrices:
En el suelo habitan muchísimas especies de lombrices microscópicas, algunas de las cuales infestan las raíces de las cosechas y causan innumerables pérdidas a la agricultura.
Sin embargo, existen ciertos hongos «rapaces» que causan estragos entre las lombrices enemigas del hombre, por lo que puede considerárseles muy bien como microbios beneficiosos.
Para atrapar a las lombrices algunos tejen una especie de red de naturaleza pegajosa, otros fabrican diminutos lazos corredizos de diámetro perfectamente ajustado al cuerpo de sus presas a fin de que éstas puedan pasar a su través, otros, en fin, preparan sus lazos corredizos de modo que en fracciones de segundo queden sujetos en el cuello de sus víctimas.
En todos los casos el hongo se desarrolla a expensas de los jugos que componen el cuerpo de su prisionero.
Ver: Beneficio de los Probióticos
Fuente Consultada:
A Través del Micoscopio - Editorial Salvat - M.D. Anderson - Capítulo Microbios Utiles Al Hombre
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