¿Has oído hablar de la Fermentación en Estado Sólido (SSF)?
Aunque su nombre suene muy técnico, es una técnica ancestral que ha resurgido como una solución innovadora y sostenible para los desafíos de nuestro sistema alimentario global.
¿Qué es la SSF?
En esencia, la SSF es un proceso de fermentación donde los microorganismos crecen sobre un sustrato sólido en ausencia o casi ausencia de agua libre. Imagina el crecimiento de moho en el compost o en la hojarasca; la SSF busca imitar estos ambientes naturales para aprovechar al máximo el metabolismo microbiano. Lo fascinante es que el propio sustrato sólido no solo sirve de soporte, sino que también aporta todos los nutrientes necesarios, a menudo sin necesidad de aditivos químicos.
Ventajas:
La SSF ofrece múltiples beneficios que la posicionan como una alternativa atractiva y más sostenible que la fermentación líquida (sumergida) tradicional. Aquí algunas de sus ventajas clave:
- Menor Consumo de Agua y Energía: Utiliza un mínimo de agua, lo que reduce el gasto energético en esterilización, enfriamiento y tratamiento de aguas residuales.
- Valorización de Residuos Agroindustriales: Permite transformar subproductos de la industria agroalimentaria, como cáscaras de frutas, salvado, bagazo y residuos de café, en productos de alto valor, contribuyendo a la economía circular y reduciendo la contaminación ambiental.
- Mayor Productividad y Estabilidad de Productos: Al colocar al microorganismo en estrecha proximidad con el sustrato, se logran mayores concentraciones y rendimientos de productos, con una estabilidad mejorada debido al entorno protector del sustrato sólido.
- Procesos más Sencillos y Rentables: Los sistemas de SSF suelen ser más económicos de diseñar y mantener, con menores requisitos de infraestructura y, a menudo, un procesamiento posterior más fácil y menos costoso para la extracción y purificación de productos.
Aplicaciones y Productos de Alto Valor:
La SSF ha demostrado su versatilidad en la producción de una amplia gama de productos esenciales para diversas industrias:
1. Biofertilizantes: Permite aumentar el rendimiento fermentativo de algunos hongos con acción bioestimulante como Trichoderma harzianum y Metarhizium anisopliae. La fermentación en estado sólido promueve un engrosamiento de la pared celular, aumentando tanto la capa perispórica como la endospórica. Este cambio se asocia a un mayor contenido de β-glucanos, quitina y proteínas de pared, lo que refuerza la resistencia y estabilidad del micelio o de las esporas frente a las condiciones más exigentes del proceso, optimizando su adaptabilidad a diferentes condiciones ambientales y sustratos agrícolas. Además, esta técnica mejora la viabilidad y la producción de metabolitos bioactivos de estos agentes biológicos.
2. Enzimas Industriales: Es el método preferido para la producción de enzimas como amilasas, xilanasas, lipasas, celulasas, pectinasas, fructosil transferasas y lactasas. Esto se debe a que la ausencia casi total de agua mantiene más estables las enzimas producidas. Estas enzimas tienen aplicaciones masivas en la alimentación y piensos, bioenergía, farmacéutica y tratamiento de residuos.
3. Alimentos Funcionales y Enriquecimiento Proteico: Permite mejorar significativamente el valor nutricional de los alimentos. Un ejemplo de esto es la fermentación de habas con Pleurotus ostreatus. Esta SSF aumenta el contenido de proteínas, enriquece aminoácidos esenciales (como valina, leucina, isoleucina y tirosina) y reduce los factores antinutricionales, como el ácido fítico, a niveles casi indetectables.
4. Análogos de Carne de Origen Vegetal (PBMA): La SSF es un método eficaz para crear PBMA. Mediante la fermentación de proteínas de soja con microorganimos como Rhodotorula mucilaginosa, Monascus purpureus y Lactiplantibacillus plantarum, se pueden simular el color, la textura y el sabor de la carne, al tiempo que se reducen los antinutrientes y se promueven las propiedades de reticulación de las proteínas.
5. Antibióticos: Permite la producción de antibióticos con baja inversión y alta productividad, como oxitetraciclina y cefamicina C.
6. Ácidos Orgánicos y Biocombustibles: Permite la producción de ácidos orgánicos como el ácido cítrico y el ácido láctico, así como biocombustibles como bioetanol, biodiésel y biogás, utilizando residuos agroindustriales.
El Rol de la Bioingeniería y el Futuro:
Aunque la SSF se ha enfrentado desafíos históricos como la escalabilidad y la recuperación de productos, los avances en bioingeniería están abriendo nuevas puertas. El diseño innovador de biorreactores, la ingeniería genética y metabólica de microorganismos, y el uso de técnicas avanzadas de modelado están permitiendo optimizar el crecimiento microbiano y la producción de metabolitos, superando problemas como la transferencia de calor y masa.
Se espera que con la continua automatización y la integración de técnicas ómicas e inteligencia artificial, la Fermentación en Estado Sólido alcance la eficiencia y el impacto a gran escala de otras fermentaciones.
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