Con el objetivo de garantizar la seguridad alimentaria y mejorar el equilibrio y fertilidad de los suelos, optimizando el rendimiento de los cultivos. Se hace primordial el uso de soluciones agrícolas que durante sus procesos de fabricación de microorganismos hayan sido sometidas a exigentes controles de calidad y, evidentemente, que los hayan superado de manera satisfactoria.
Hoy en día, los bioestimulantes y biofertilizantes de origen microbiológico han irrumpido con gran éxito en el mercado de la nutrición vegetal. En los formulados de estos productos, la fermentación microbiana representa la principal materia prima y, como tal, ha de seguir esos estrictos controles de calidad durante su proceso de producción.
PUREZA Y VIABILIDAD COMO PRIORIDAD
Los estándares de calidad se basan fundamentalmente en asegurar la pureza de las cepas utilizadas en el proceso productivo. Con el fin de evitar la presencia de otros microorganismos contaminantes que pudiesen comprometer la calidad de producto fermentado, ya sea por la producción de otros metabolitos que alteren la eficacia del producto o bien por tratarse de microorganismos potencialmente patógenos.
Para ello, durante el proceso de producción industrial, es de vital importancia la implementación de controles de pureza en los que, mediante la toma periódica de muestras, se constate la ausencia de contaminaciones en el producto fermentado. Existen diferentes técnicas que permiten estas verificaciones que, aunque variables en precisión, también lo son en tiempo para la obtención de resultados, por lo que se han de combinar y usar de forma complementaria. Tales técnicas son, entre otras, la observación directa de la cepa mediante microscopía óptica, la caracterización fenotípica basada en las siembras en medios de cultivo sólidos específicos y pruebas bioquímicas y, finalmente, la identificación molecular.
Mediante la observación a través del microscopio óptico es posible distinguir morfológicamente los microorganismos presentes en la muestra. Tratándose de un cultivo puro, no debe haber variabilidad en los morfotipos observados ni en los patrones de movimiento para aquellas cepas con motilidad. Esta homogeneidad observada de forma inmediata se constata mediante la pureza del cultivo en triple estría, sembrando en placas de Petri e incubado el período de tiempo correspondiente, donde todas las colonias, salvo casos con doble morfología, han de ser idénticas. Asimismo, la respuesta a bacterías de pruebas bioquímicas debe ser exacta, confirmando que todas las colonias mantienen las mismas propiedades metabólicas.
Finalmente, la secuenciación parcial del gen 16S rRNA en procariotas, o los dominios D1/D2 del gen 28S rRNA y/o de la región ITS en eucariotas, permite esclarecer o confirmar de forma precisa cualquier atisbo de incertidumbre que haya podido derivar de los anteriores controles, y así asegurar la pureza del lote fermentado.
FERMENTACIÓN MICROBIANA: UN DESAFÍO COMPLEJO
A parte de la pureza de la cepa, otro de los estándares primordiales de calidad es su viabilidad. Y es que no solo se trata de producir grandes volúmenes de fermentación con el microorganismo objetivo, sino de conseguir además que este se encuentre a la máxima concentración, cumpliendo con las unidades formadoras de colonias declaradas en el etiquetado del producto final y asegurando su viabilidad a lo largo de toda la vida útil del producto.
Esto se consigue gracias a que la fermentación microbiana a gran escala es un complejo bioproceso industrial altamente monitorizado en el que nada se deja al azar. Factores como agitación, aireación o componentes del medio de cultivo están metódicamente calculados y ajustados para cada cepa en particular, obteniendo en relativamente cortos periodos de tiempo altos rendimientos celulares o de esporas, para aquellos microorganismos esporulantes. Los sensores de densidad óptica por absorción son útiles herramientas de monitorización del crecimiento celular, ya que permiten establecer relaciones entre mediciones de absorbancia y unidades formadoras de colonias, obteniendo información sobre la evolución del crecimiento del cultivo en tiempo real. Complementariamente, mediante el recuento de colonias en placa se ha de confirmar la concentración de células viables en el lote, expresado en unidades formadoras de colonias por mililitro de producto fermentado.
En definitiva, son múltiples y complejos los controles necesarios para asegurar la calidad de los lotes durante el proceso de fermentación industrial pero, a la vez imprescindibles para garantizar la puesta en el mercado de soluciones agrícolas eficaces e inocuas que finalmente aporten alimentos más saludables al consumidor final.
Ana Pardo
Responsable Laboratorio de Microbiología – Fermentación industrial
