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El maravilloso mundo de la fermentación en estado sólido: ¿Por qué permite que los microorganismos prosperen en sustratos sólidos?
Con el avance de la biotecnología, la fermentación en estado sólido (SSF) ha demostrado gradualmente su potencial en diversas industrias, desde la producción de alimentos hasta la fabricación de productos farmacéuticos, e incluso juega un papel importante en las industrias cosmética y de combustibles. Esta tecnología utiliza el proceso de crecimiento de microorganismos sobre sustratos sólidos para producir diversas biomoléculas que pueden ser utilizadas para satisfacer la creciente demanda de la sociedad actual de alimentos funcionales y productos amigables con el medio ambiente.
La fermentación en estado sólido es un proceso que utiliza sustratos de cultivo sólidos para hacer crecer microorganismos para producir diversas biomoléculas, que provienen principalmente de soportes sólidos selectivos.
En comparación con la fermentación líquida, la característica más importante de la fermentación en estado sólido radica en su entorno de crecimiento. La fermentación líquida tradicional suele realizarse en grandes recipientes y requiere una agitación constante para favorecer el suministro de oxígeno. Por el contrario, la fermentación en estado sólido utiliza un entorno de baja actividad de agua, lo que es ideal para los hongos que prefieren baja humedad. En este entorno, las hifas de los hongos pueden estirarse libremente sobre la superficie de la materia sólida y obtener el oxígeno que necesitan del flujo de aire.
Este enfoque es el más adecuado para recrear los hábitats naturales de los hongos, permitiendo que pequeños sistemas biológicos prosperen en condiciones casi naturales.
En el proceso de fermentación en estado sólido, elegir el sustrato adecuado es crucial para la calidad del producto final. Por ejemplo, el arroz, las cáscaras de trigo u otros subproductos vegetales pueden utilizarse como sustratos sólidos para promover el crecimiento de microorganismos. Los microorganismos utilizan estas sustancias orgánicas complejas como fuentes de nutrientes y las transforman en metabolitos valiosos a través de reacciones bioquímicas. Esto no sólo mejora la utilización de los recursos, sino que también promueve aún más la sostenibilidad industrial.
La fermentación en estado sólido se utiliza ampliamente en la industria alimentaria, especialmente en los países asiáticos, para producir productos tradicionales como el sake y la salsa de soja. En los países occidentales, el proceso de producción de muchos alimentos también está estrechamente relacionado con la fermentación en estado sólido, incluido el proceso de maduración del pan y el queso. El sabor y la textura de estos alimentos a menudo provienen de la fermentación de microorganismos en un sustrato sólido.
La fermentación en estado sólido no solo muestra un excelente valor de aplicación en la producción de alimentos, sino que también puede producir eficazmente varias enzimas. Estas enzimas son capaces de descomponer biomoléculas complejas y se utilizan en una variedad de industrias, incluido el procesamiento de frutas y verduras, la mejora de la alimentación animal e incluso la creación de biocombustibles.
Con el avance de la industrialización, la fermentación en estado sólido ha demostrado gradualmente sus ventajas en la economía y la protección del medio ambiente. Entre sus ventajas se incluyen un menor consumo de agua, menores costes de tratamiento de aguas residuales y un menor consumo de energía. Además, la implementación de la fermentación en estado sólido no requiere necesariamente un entorno completamente estéril. Solo se requiere una desinfección preliminar de la matriz para limitar el crecimiento de bacterias dañinas en condiciones de rápida reproducción microbiana y garantizar la seguridad del producto.
Perspectivas de futuro
Con los cambios económicos y la creciente conciencia ambiental, las perspectivas para la fermentación en estado sólido son cada vez más brillantes. Muchas empresas de ingeniería de Asia han desarrollado una nueva generación de equipos, haciendo que la tecnología SSF sea más ampliamente aplicable. Los equipos de Fujiwara son capaces de procesar áreas de sustrato de hasta 400 metros cuadrados, promoviendo la producción de salsa de soja tradicional o sake. Desde 1980, Lyven se ha centrado en la producción de pectinasas y hemicelulasas a partir de pulpa de remolacha y salvado de trigo y ha participado en programas globales de investigación en tecnología SSF.
Mientras el mundo continúa buscando el desarrollo sostenible y la economía regenerativa, la fermentación en estado sólido ha dado nueva vitalidad a la fabricación tradicional. En el futuro, ¿podrá esta tecnología liberar su potencial en más campos y resolver los diversos desafíos que plantea la globalización?
