Título de la oferta: Inmovilización de microorganismos en biocápsulas fúngicas: Aplicaciones biotecnológicas

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Datos de la oferta


Descripción

Las biocápsulas de microorganismos representan una innovadora tecnología diseñada para optimizar diversos bioprocesos, abarcando desde la biorremediación ambiental hasta la industria alimentaria, como la producción de bebidas fermentadas (vino, cerveza, sidra). Estas biocápsulas son estructuras esféricas huecas, compuestas por paredes que albergan millones de células microbianas, las cuales se mantienen activas y protegidas dentro de la matriz fúngica.

La principal ventaja de estas biocápsulas radica en su capacidad para inmovilizar microorganismos, permitiendo su reutilización en procesos continuos, aumentando la eficiencia y reduciendo los costos operativos. Además, la estructura de las biocápsulas facilita el intercambio de nutrientes y productos metabólicos entre el medio externo y las células microbianas encapsuladas, sin comprometer su viabilidad o actividad biológica.

Este avance tecnológico, desarrollado en colaboración entre la Universidad de Córdoba y la Universidad de California en Davis, está actualmente en proceso de patente bajo la referencia WO2024068943, lo que destaca su potencial para revolucionar múltiples sectores biotecnológicos.

Palabras claveInmovilización celular, microbiología, hongos, bacterias, levaduras, microalgas, soportes naturales, biorremediación, fermentación, bebidas alcohólicas, cerveza, vino, bioetanol, biodiesel, micoproteínas, biomedicina, antibióticos, farmacia
EstadoTecnología validada en laboratorio (TRL 3-5)
Área de la ofertaCiencias
Aspectos innovadores

Aspectos innovadores de las biocápsulas de microorganismos con respecto a sistemas de inmovilización celular convencionales:

  1. Composición completamente natural: A diferencia de otros sistemas de inmovilización basados en materiales sintéticos o inertes, las biocápsulas están formadas íntegramente por componentes naturales. Utilizan una matriz fúngica que actúa como soporte para los microorganismos encapsulados, lo que las hace ecológicas, biodegradables e incluso comestibles, reduciendo el impacto ambiental.

  2. Personalización con microorganismos específicos: Este sistema permite adaptar las biocápsulas según las necesidades del proceso. Se pueden encapsular diferentes tipos de microorganismos, seleccionados en función de su función biotecnológica, ya sea para biorremediación, fermentación o cualquier otro proceso productivo. Esta flexibilidad es un avance respecto a los sistemas rígidos de inmovilización tradicionales.

  3. Aprovechamiento de la actividad metabólica de los hongos: Las biocápsulas no solo funcionan como un soporte físico para los microorganismos, sino que también aprovechan la actividad metabólica de los hongos que las integran. Estos hongos pueden interactuar tanto con los microorganismos encapsulados como con el entorno circundante, favoreciendo la inmovilización y optimizando la eficiencia del bioproceso. Además, esta interacción simbiótica permite activar rutas metabólicas que, de manera individual, los microorganismos no activarían. Esto abre la posibilidad de generar nuevos metabolitos, lo que podría conducir al descubrimiento de compuestos con aplicaciones novedosas en diversas áreas biotecnológicas.

  4. Simplificación en la manipulación: Las biocápsulas son fáciles de manejar, tanto en su producción como en su aplicación. Su estructura robusta permite una manipulación sencilla sin afectar la viabilidad de los microorganismos encapsulados, lo que facilita su incorporación en una amplia gama de bioprocesos industriales y ambientales.

  5. Reutilización de microorganismos: Una de las características más destacadas es la capacidad de reutilizar las biocápsulas hasta siete veces sin perder la eficacia del proceso. Esto implica una reducción significativa de costos y un mayor rendimiento operativo, especialmente en procesos de larga duración como la fermentación o la biorremediación.

Ventajas/Beneficios

Las biocápsulas de microorganismos ofrecen una amplia gama de ventajas en diversos procesos biotecnológicos, haciéndolas altamente versátiles y eficaces. Entre los beneficios más destacados se incluyen:

  1. Composición natural y ecológica: Las biocápsulas están fabricadas a partir de materiales naturales, principalmente mediante el uso de hongos filamentosos como soporte, lo que las hace biodegradables y respetuosas con el medio ambiente. Esto las convierte en una opción sostenible en comparación con soportes sintéticos o inertes, minimizando el impacto ambiental de los procesos industriales.

  2. Comestibilidad en aplicaciones alimentarias: Una ventaja significativa en el sector alimentario es que, dependiendo del tipo de hongo filamentoso utilizado como matriz, las biocápsulas pueden ser comestibles. Esto es especialmente útil en la producción de alimentos y bebidas fermentadas, ya que se pueden incorporar directamente al producto final sin necesidad de retirarlas, ofreciendo así una solución natural y segura para el consumidor.

  3. Versatilidad y personalización: Las biocápsulas son altamente personalizables, permitiendo encapsular microorganismos específicos según los requerimientos del proceso. Esto es beneficioso para una variedad de industrias, desde la fermentación en alimentos y bebidas hasta aplicaciones farmacéuticas y biomédicas, donde se necesitan microorganismos específicos para la producción de compuestos de alto valor.

  4. Eficiencia mejorada en bioprocesos: Al combinar microorganismos encapsulados con la actividad metabólica de los hongos filamentosos, las biocápsulas mejoran la eficiencia de los bioprocesos. Los hongos actúan facilitando el intercambio de nutrientes y productos metabólicos, optimizando la inmovilización y acelerando la reacción deseada. Esto puede aumentar la velocidad y eficacia de procesos como la fermentación o la biorremediación.

  5. Activación de rutas metabólicas novedosas: La interacción simbiótica entre los microorganismos encapsulados y el hongo que actúa como soporte puede activar rutas metabólicas que no se activarían de forma aislada. Este fenómeno permite la producción de nuevos metabolitos, con el potencial de descubrir compuestos novedosos y valiosos para aplicaciones en la medicina, la industria alimentaria o la agricultura.

  6. Reutilización de las biocápsulas: Una característica destacada es la posibilidad de reutilizar las biocápsulas en múltiples ciclos, llegando hasta siete usos sin pérdida de eficiencia. Esto se traduce en una reducción considerable de costos operativos y un incremento en la productividad a largo plazo, especialmente en procesos de larga duración.

  7. Facilidad de manipulación: Las biocápsulas, por su estructura robusta, son fáciles de manejar e incorporar en distintos entornos industriales o de laboratorio. Esta simplicidad en la manipulación minimiza el riesgo de contaminación y facilita su uso en procesos a gran escala.

  8. Aplicaciones multifuncionales: Su versatilidad les permite ser utilizadas en una amplia variedad de aplicaciones biotecnológicas. Desde la mejora en la fermentación para la producción de alimentos y bebidas, hasta la biorremediación de suelos y aguas contaminadas, o el desarrollo de terapias biomédicas avanzadas, las biocápsulas ofrecen soluciones innovadoras en diversas áreas.

Sectores o empresas de aplicación

Bebidas alcohólicas, alimentación, biocombustibles, cosmética, biorremediación, alimentación animal, medicina y farmacia.

 
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Video explicativo de la oferta



Investigador responsable de la oferta


NombreJaime Moreno García
Correo UCOb62mogaj@uco.es

Grupo de Investigación


NombreViticultura y enología
CódigoAGR146
Responsable del grupoJuan José Moreno Vigara
Línea de investigaciónTecnología y calidad de fermentaciones y procesos industriales agroalimentarios
Entrevista del grupoVer entrevista del Grupo de Investigación ¿qué hacemos?

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