Esterilización Fermentaciones Industriales por Hector Massaguer

Para una buena rentabilidad, en virtualmente todos los procesos, será necesario que todas las etapas estén libres de contaminantes. También depende, no obstante, del campo en que nos estemos moviendo. En el campo medio ambiental, hablar de esterilización no tiene mucho sentido, mientras que en el campo alimentario será esencial. Generalmente, la necesidad de un proceso de esterilidad está en relación con el valor añadido del producto.

La probabilidad de que exista contaminación a lo largo del proceso depende de las características del mismo. La probabilidad de que exista contaminación en un cultivo mesófilo es mayor que en un cultivo termófilo. También será más probable que exista contaminación en un medio con pH aproximado a 7, más que a pH ácido. La probabilidad de que haya contaminación será mayor en los que consuman mucho oxígeno, que en los que consuman menos.

Llegado a este punto hemos de plantear la optimización del proceso no a nivel de producción, sino a nivel de seguridad. Si se puede ajustar el pH hacia abajo, mejor, que será más seguro.
Durante la fermentación hemos de observar diferentes puntos para garantizar la esterilidad:
♦ Esterilidad del medio de cultivo
♦ Pureza del inóculo
♦ Esterilización del aire que fluye
♦ Construcción apropiada del biorreactor
¿Cuál será el método usado para la esterilización? Mediante el uso de un agente biocida que inactive los microorganismos. Los agentes biocidas tienen diferentes dianas. Los usados en biotecnología se clasifican en:
♦ Agentes químicos: existe un elevado número de desinfectantes químicos líquidos y gaseosos. Pueden ser sustancias oxidantes como O3, óxido de etileno,...Más...
♦ Agentes físicos: son los más habituales.
o Radiaciones ionizantes: Rayos X, UV, o γ
o Calor
o Métodos mecánicos: Filtración, Centrifugación,...
Tal y como ya hemos dicho, el calor es el método más empleado. Los agentes biocidas suelen tener cinéticas de primer orden. Se ha de tener siempre en cuenta el factor CT, siendo c la concentración o intensidad del agente biocida y t el tiempo de tratamiento. Es necesario recordar esto, puesto que se puede conseguir el mismo efecto esterilizando 2 horas a 90º C o 4 horas a 45º C.

En la microbiología industrial, cuando se habla de esterilización, no se considera la esterilidad absoluta, como en el laboratorio, sino que se trata de esterilidad comercial. En muchos productos podemos encontrar microorganismos, pero dado que no tienen efecto sanitario, no resulta rentable eliminarlos.

El calor destruye vitaminas y desnaturaliza proteínas, de aquí la importancia del concepto CT. A partir de este concepto surgió la idea de UHT. Se alcanza la misma eficiencia de inactivación de microorganismos, pero el efecto que tiene sobre las proteínas y vitaminas es mucho menor.
Como ya hemos dicho, el propio biorreactor se esteriliza mediante vapor de agua, pero los medios no se pueden esterilizar así, porque el vapor de agua condensaría, de manera que aumentaría el volumen. Además, resultaría muy caro calentar tal volumen de agua, y el tiempo aumentaría, porque se tendría que esperar a que se enfriase. Existen diferentes métodos para esterilizar el medio, aparte de la filtración. Más...
Otro problema al que nos enfrentamos es el aire, que es necesario esterilizar, que se suele hacer mediante filtración. Podemos distinguir entre los filtros de adsorción, filtros en profundidad. En este caso, todo el volumen del filtro tiene capacidad de filtrado. Está diseñado en forma de ovillo o bobina, de manera que tarde o temprano, cualquier partícula en suspensión choque y quede retenida. Los filtros por retención tienen el tamaño de poro más pequeño, puesto que las partículas quedarán retenidas.